La URV, liderada por el grupo de investigación ARGET y sustentada en la interdisciplinariedad, busca aprovechar los avances tecnológicos y las herramientas digitales para mejorar la docencia
ARGET, el grupo de investigación de la Universitat Rovira i Virgili especializado en educación y tecnología, siempre ha estado, desde su creación, comprometido con la mejora de los procesos de enseñanza y aprendizaje y, sobre todo, atento a las innovaciones tecnológicas que más pueden contribuir a ello. Su objetivo es aplicarlas, pero siempre después de comprobar científicamente que son las más adecuadas. No es de extrañar, por lo tanto, que cuando hace una década comenzó a hablarse de las aulas inteligentes, sus miembros pusieran el foco en esta cuestión. Uno de ellos, Ramon Palau, investigador del Departamento de Pedagogía, advirtió entonces que cada cual definía el concepto de inteligencia a su manera y que no existía un consenso claro sobre qué eran realmente estas aulas.
«Nosotros teníamos claro que la clave debía ser la recopilación de datos y la toma de decisiones para mejorar la enseñanza a partir de ellos», afirma Palau, quien recuerda que el concepto se aplicaba principalmente a entornos virtuales y que ellos estaban convencidos de que podía trasladarse a los espacios físicos, siempre con el objetivo de mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje, entendido como el conjunto de interacciones y dinámicas continuas entre el docente y el alumnado para facilitar la adquisición de conocimientos, habilidades y competencias de forma autónoma y significativa.
Desde ARGET comenzaron a desarrollar y hacer evolucionar la idea, hasta que la pandemia del coronavirus aceleró indirectamente el proceso. Colaboraron en el proyecto Actua, financiado por el Gobierno de Catalunya, que desarrolló un kit de sensores para determinar hasta qué punto el entorno del aula —la calidad del aire, el ruido, la temperatura, la ventilación…— podía favorecer la propagación de virus. «A partir de ahí confirmamos que las aulas inteligentes podían implementarse como un entorno contextual, es decir, como la suma de los elementos ambientales y físicos y, además, de todo lo relacionado con el estado del docente y del alumnado. En definitiva, se trata de datos que nos proporcionan mucha información sobre las condiciones en las que se desarrolla una clase», explica Ramon Palau.
El proyecto de aulas inteligentes de Pedagogía e Ingeniería Informática recopila datos ambientales y sobre el estado del profesorado y del alumnado para que el docente pueda tomar mejores decisiones a la hora de preparar e impartir las clases
El proyecto Actua, de carácter transversal y multidisciplinar, contó con la participación de diferentes ámbitos, desde la ingeniería mecánica hasta la pedagogía, pasando por la química y la informática. Así, ARGET entró en contacto con otro grupo de investigación, Smart Technologies, del Departamento de Ingeniería Informática y Matemáticas (DEIM), encargado de proporcionar la infraestructura informática del kit Actua. Fue entonces cuando comprobaron que podían complementarse y que los objetivos de ambos grupos podían alinearse.
ARGET había ido acumulando experiencia en torno al impacto de las condiciones ambientales en la docencia, y Smart Technologies podía proporcionarle la tecnología necesaria para medirlas. Así lo explica uno de sus investigadores, Toni Martínez Ballesté, del DEIM: «Lo que planteamos fue un sistema con unidades de monitorización, como sensores de ruido o de calidad del aire, o una pulsera que permite registrar en tiempo real la frecuencia cardíaca de quien la lleva. Con todos estos sensores contamos con lo que denominamos agentes recolectores de datos, que envían al servidor central la información relevante, es decir, los cambios más significativos, y la almacenan en la base de datos siguiendo una ontología, un modelo estructurado de todo el conocimiento y de todos los datos que se generan dentro del aula inteligente». Todo este sistema, con los datos recopilados en tiempo real, se integra finalmente en un asistente tecnológico que el docente puede consultar.
La incorporación de las herramientas de IA
Una de las líneas de investigación que Judith Balanyà y Janaina Minelli, investigadoras del Departamento de Pedagogía, han desarrollado en los últimos años se centra en el uso pedagógico de las tecnologías digitales, como los dispositivos móviles, en el aula. Esta investigación ha evolucionado hacia la incorporación de herramientas de inteligencia artificial en la docencia, especialmente a través de chatbots educativos integrados en las aulas virtuales, como es el caso del proyecto de innovación docente en el que trabajan actualmente, «Diálogos Virtuales para un Aprendizaje Autónomo y Personalizado», una propuesta que ya se está aplicando en asignaturas de grado y máster de diferentes disciplinas. «La idea no es sustituir la mediación docente, sino ampliar las posibilidades de acompañamiento al estudiantado: que pueda consultar materiales, recibir orientación, reformular dudas, practicar contenidos y avanzar de manera más autónoma, siempre dentro de un planteamiento pedagógico diseñado y supervisado por el profesorado», aseguran.
En torno a la IA, también cabe mencionar el proyecto AI Skills Lab, impulsado por la investigadora del Departamento de Pedagogía Mar Camacho, gracias al cual alrededor de 300 docentes de once centros educativos de la demarcación adquirieron habilidades digitales avanzadas en IA. Camacho también está detrás del proyecto «[A]Intelligenz: La inteligencia artificial en la educación: adquisición de competencias digitales avanzadas para el alumnado y el profesorado en centros de educación primaria y secundaria».
«Hoy en día disponemos de dispositivos con una gran capacidad de computación, que pueden desarrollar una especie de pequeños ChatGPT, que además de poder interactuar con las distintas unidades de monitorización del aula, son capaces de extraer información y comunicarla al docente», explica Martínez Ballesté.
El objetivo, según señala Ramon Palau, es «aprovechar que en un contexto, en un aula, ocurren muchas cosas, parte de ellas producidas por el docente y el alumnado, pero otras por factores ambientales (temperatura, humedad, ruido, partículas…), para recoger todos estos datos y proporcionar información al docente que le permita tomar mejores decisiones a la hora de preparar o desarrollar sus clases».
Entre los datos que se recogen también se incluyen, a partir de cámaras situadas en el aula, las reacciones del alumnado, el cansancio, las distracciones… En este caso, habrá que ver si la regulación de sistemas que utilizan IA de la Unión Europea les afecta de algún modo, aunque están convencidos de que encontrarán soluciones para adaptarse. «Con más información, el docente podrá decidir, por ejemplo, si cambia de actividad, si la acorta o si busca otras que modifiquen la dinámica».
Todo este sistema también permite, tal y como explica Palau, cuidar al docente, la pieza más importante en todo este proceso de enseñanza y aprendizaje: «Cada vez hay más situaciones de profesores estresados, de bajas por ansiedad, con burn-out… Si tenemos más información sobre lo que le ocurre o sobre el entorno, podremos ver cuáles son las situaciones de mayor riesgo: en una determinada franja horaria, con cierto tipo de actividad, con alta temperatura… Gracias a todo este sistema podemos hacer correlaciones, extraer patrones y decirle qué puede hacer para evitar situaciones de estrés».
Toda la tecnología que da soporte al aula inteligente ya fue probada durante el proyecto Actua, que se desplegó en unas 150 aulas, y ahora lo que hacen es testar a nivel de laboratorio las unidades de monitorización, «sobre todo que se reconecten si falla la electricidad, que sean robustas…», tal y como describe Toni Martínez Ballesté, quien considera que los retos que tienen por delante son trabajar en la protección de la privacidad, de la mano del ámbito jurídico, y la seguridad informática.
Una aula diferenciadora
Si la investigación multidisciplinar, con la publicación de diferentes artículos, está detrás del trabajo de ARGET y Smart Technologies en torno a las aulas inteligentes, la innovación es la base de un espacio de la URV, situado en el Campus Terres de l’Ebre, donde la tecnología está integrada para dar respuesta a las distintas actividades de aprendizaje a través de los recursos TAC (Tecnologías del Aprendizaje y el Conocimiento) y de la interacción entre sus usuarios: el Aula de Ideas. En este espacio, los estudiantes de los grados en Educación Primaria y Educación Infantil practican con las herramientas pedagógicas más innovadoras, a menudo con la visita de alumnado de las escuelas del territorio, que amplía sus conocimientos y, al mismo tiempo, ayuda a los estudiantes de la URV a determinar si su estrategia docente, y la tecnología que la sustenta, es la adecuada. El Aula de Ideas está pensada, desde la flexibilidad, para organizar diferentes configuraciones del mobiliario y adaptarse así a metodologías de trabajo diversas, a la interdisciplinariedad y a la cooperación, siempre en el marco del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Josep Holgado, coordinador del grado en Educación Primaria del Campus Terres de l’Ebre y responsable del Aula de Ideas, recuerda que, desde los primeros años, el campus dispone del Laboratorio de Educación y Tecnología (ETLAB), al que los estudiantes acceden para practicar con las diferentes herramientas pedagógicas después de haber recibido clases teóricas. El ETLAB se ha ido dotando de material a partir de presupuesto interno, de proyectos en los que se ha participado, de convenios con empresas pioneras del sector informático que querían entrar en el ámbito educativo…
“Fruto de estas colaboraciones surgió la idea de tener un aula diferenciadora con un mobiliario y una tecnología puntera que formara parte de las acciones que llevamos a cabo. De aulas inteligentes hay muchas, pero la singularidad de nuestra aula, además de que el mobiliario es diferenciador y está dimensionado para 25 alumnos, con espacios para diseñar, para pensar, para construir…, es que hay unas cámaras que nos permiten grabar las acciones que se llevan a cabo”, explica Holgado sobre el Aula d’Idees, creada hace unos cuatro años. Por ejemplo, cuando invitan a un centro educativo para realizar las actividades que el estudiantado del campus ha diseñado, quienes no pueden acceder por falta de espacio pueden seguirlo de manera sincrónica.
El Aula de Ideas del Campus Terres de l’Ebre cuenta con herramientas de realidad virtual, tabletas y pantallas digitales, robótica…, es decir, la última tecnología para apoyar la docencia.
También se organizan actividades a medida para los centros si están trabajando alguna materia determinada y les interesa que el estudiantado de la URV diseñe acciones pedagógicas con la tecnología de la que dispone el Aula d’Idees. “El retorno, para nosotros, es el feedback y la crítica constructiva que nos dan los alumnos y los profesores de las escuelas”, dice Holgado, que también es miembro de ARGET.
El Aula d’Idees cuenta, por ejemplo, con herramientas de realidad virtual, tabletas y pantallas digitales, robótica…, es decir, la última tecnología para dar apoyo a la docencia. “Por ejemplo, disponemos de un robot que es capaz de hablar 150 idiomas y que puede cambiar la fisonomía de la cara, guiñar el ojo… Es muy útil para los centros que tienen matrícula viva, que permite que se vayan incorporando alumnos durante el curso, que a menudo vienen de fuera y no hablan catalán ni castellano”.
Todo el material del Aula de Ideas está a disposición de los centros educativos del territorio, ya que en el Campus Terres de l’Ebre siempre encuentran más herramientas de las que tienen ellos, puesto que se trata de que los estudiantes universitarios sepan manejar todas las existentes antes de ejercer la profesión. En contrapartida, los centros educativos permiten, gracias a un convenio bilateral con el Departamento de Educación y Formación Profesional, que los estudiantes del campus puedan ir a hacer observaciones a los centros o a impartir clases como prácticas, para las cuales se llevan algunas de las herramientas del Aula de Ideas.
El Aula de Ideas está siempre actualizada con las últimas innovaciones tecnológicas ya que, como explica Josep Holgado, están siempre pendientes de las informaciones que aparecen en la Xarxa Telemàtica Educativa de Catalunya y colaboran con los Centros de Recursos Permanentes de los Servicios Territoriales de Educación y Formación Profesional de las Terres de l’Ebre. “Esto hace que incluso estudiantes nuestros sean los primeros formadores en estas herramientas”, dice Holgado, que apunta que también es clave para mantenerse al día de las últimas innovaciones el trabajo conjunto con muchas empresas del sector tecnológico, que les piden asesoramiento y que prueben y verifiquen las nuevas herramientas desarrolladas.
Mejorar y orientar la competencia digital
Las aulas inteligentes, y el Aula de Ideas, demuestran que las posibilidades de la tecnología en el ámbito de la educación son muy grandes. Pero, ¿hasta qué punto se utiliza actualmente? ¿Está preparado el colectivo docente para integrarlo en sus clases? Eso es lo que trata de averiguar una parte de los miembros de ARGET, encabezados por la investigadora Mireia Usart, del Departamento de Pedagogía. Desde hace tiempo evalúan y ayudan a mejorar la competencia digital del colectivo docente y del estudiantado, a través de estudios en los que describen cuál es el estado de la cuestión y a partir de los cuales marcan las pautas a seguir para optimizar el uso de la tecnología.
“La competencia digital por parte del profesorado debe incluir un acompañamiento crítico al estudiantado, ya que es básico utilizar la tecnología de manera crítica y ética”, afirma Mireia Usart, según la cual, más que cuantitativa, la utilización de las nuevas herramientas debe ser correcta y de calidad.
Robótica y pensamiento computacional
El proyecto Robots meet arts, con la participación de las investigadoras de ARGET Cristina Valls y Vanessa Esteve, buscaba “revolucionar la educación primaria integrando robótica y programación en el currículum de artes y humanidades”. Más concretamente, los socios de este proyecto europeo se propusieron desarrollar una plataforma para formar a docentes, reunir contenido para aplicar en las aulas y ampliar el conocimiento científico sobre el pensamiento computacional en el ámbito educativo.
“Nos pareció una propuesta muy atractiva, sobre todo porque añadía la vertiente artística a un contexto tecnológico; también porque abría la puerta a trabajar la inclusión en el aula, diseñando actividades con distintos niveles de dificultad”, recuerdan las investigadoras. El pensamiento computacional ayuda a niños y jóvenes a desarrollar habilidades como la resolución de problemas, el razonamiento lógico y la creatividad, ya que es un estilo de pensamiento que divide los problemas en partes más pequeñas para encontrar soluciones, inspirándose en el funcionamiento de los ordenadores.
El proyecto ideó una cuarentena de propuestas para introducir el pensamiento computacional en el aula. El profesorado puede encontrar actividades desconectadas, que no necesitan ningún dispositivo tecnológico para introducir el pensamiento computacional (como las de la imagen, en una escuela de Reus donde se practicaron con docentes); propuestas que utilizan robots físicos, como Bee-bot, un robot capaz de memorizar una serie de movimientos y ejecutarlos, y dinámicas basadas en entornos de programación virtual como Scratch, un lenguaje de programación que utiliza bloques de colores en lugar de código.
Entre los ejemplos más destacados hay actividades en las que el alumnado debe diseñar coreografías en las que los robots tienen que bailar haciendo un “efecto espejo”, o en las que deben resolver dilemas éticos mediante la programación.
El éxito de Robots meet arts ha servido de impulso para el lanzamiento de una nueva iniciativa de investigación: la European Robotics Teachers’ Academy. Este nuevo proyecto, que mantiene la colaboración de la mayoría de los socios originales, busca proporcionar a los docentes herramientas prácticas y accesibles para utilizar la robótica educativa de manera que conecte diferentes disciplinas y habilidades en la educación infantil y primaria, y acreditar las competencias adquiridas mediante microcredenciales, certificaciones oficiales reconocidas a nivel europeo.
Según algunos de los estudios, tal y como explica Usart, el profesorado se considera competente digitalmente, pero a la hora de la verdad, en el aula, acaban haciendo un poco de gamificación, con Kahoots, por ejemplo, que son fáciles de preparar y tienen mucha aceptación en clase, y poco más. Siempre se ha detectado, por tanto, margen de mejora en este ámbito.
Actualmente, Mireia Usart encabeza el proyecto Ecosistemas digitales sostenibles en educación (EDSSE), que concluye a finales de año. Se trata de una investigación empírica que quiere mejorar el nivel de desarrollo de la competencia digital del profesorado y del alumnado, con una perspectiva inclusiva, desde un enfoque cualitativo e interdisciplinar que permita generar estrategias y modelos de innovación con el uso de las tecnologías digitales. La finalidad es generar nuevo conocimiento sobre los procesos de enseñanza-aprendizaje en el contexto educativo a través de la descripción y comprensión de estos procesos, materializados en este modelo, este ecosistema digital sostenible en educación, que se busca impulsar.
Así, en la investigación se preguntan cuáles son las prácticas docentes con tecnología que más se utilizan y cuáles son las que realmente conducen a un mejor aprendizaje. Han acabado realizando entrevistas a más de 200 docentes de todo el Estado y de todos los niveles educativos, complementadas con visitas a las aulas para comprobar cómo utilizan la tecnología. “Ahora estamos analizando las respuestas y elaborando un modelo de ecosistema digital sostenible, no solo medioambiental y teniendo en cuenta los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), sino también en el tiempo, y por tanto es clave que el profesorado sepa aprender a utilizar la tecnología y adaptarse a los cambios”, asegura Usart.
El estudio les permite detectar, tal y como explica la investigadora de ARGET, “prácticas de referencia, qué variables hacen que lo sean, qué significa que un docente sea competente digitalmente y qué usos de la tecnología se pueden hacer en el aula para que sea realmente útil”, que aporten algo más que hacerlo de forma analógica.
De momento, las primeras conclusiones del estudio apuntan a que las aulas flexibles, aquellas que permiten mover el mobiliario y se contraponen a las aulas más clásicas, con bancadas mirando hacia la mesa del docente, son las que favorecen una mejor integración de la tecnología educativa. Es en estas aulas donde, por ejemplo, el uso de tabletas, la introducción de la realidad virtual aumentada y la práctica con impresoras láser es más fácil.
El estudio ha contado con la participación de personal investigador de otros ámbitos del conocimiento, como es el caso de Mariona Genís, de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la URV. En este sentido, otra de las conclusiones es que la luz, la ventilación y los espacios colaborativos impulsan el uso educativo de las tecnologías digitales. Por tanto, según se desprende del trabajo realizado en el estudio, la transformación digital de las escuelas también pasa por la arquitectura y el diseño de las aulas.
“El objetivo final debe ser rediseñar las aulas para que sean polivalentes arquitectónicamente y puedan adaptarse a todas las configuraciones adecuadas para introducir la tecnología”, apunta Mireia Usart. Mientras esto no sea posible, ARGET tiene entre manos otro proyecto, que también cuenta con la colaboración de la ETSA, con la misma Mariona Genís, y la ETSE, con Toni Martínez Ballesté. Se trata de un proyecto de innovación docente impulsado por una convocatoria del Instituto de Ciencias de la Educación (ICE): un carrito con diferentes compartimentos, ya diseñado y que debe construirse con material reciclado, que transporta la tecnología y los dispositivos que se pueden utilizar en el aula. “Con todo lo que lleva, si el carrito entra en el aula la cambia por completo. Además, tiene integrada una cámara 360 que permite grabar las interacciones que se llevan a cabo durante la actividad.”
Por tanto, trabajo colaborativo, interdisciplinar y con la tecnología como apoyo para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje. De todos modos, los investigadores y las investigadoras recuerdan que siempre se deben dejar espacios sin tecnología, pensar actividades igualmente comunitarias e interactivas sin conexión y fomentar el pensamiento computacional entre el alumnado. Por encima de todo, la tecnología debe ser una herramienta para ayudar a desarrollar el espíritu crítico, las ideas y la iniciativa.
