La URV, encapaçalada pel grup de recerca ARGET i sustentada en la interdisciplinarietat, busca aprofitar els avenços tecnològics i les eines digitals per millorar la docència
ARGET, el grup de recerca de la Universitat Rovira i Virgili especialitzat en educació i tecnologia, sempre ha estat, des de la seva creació, preocupat per millorar els processos d’ensenyament i aprenentatge i, sobretot, al dia de les innovacions tecnològiques que més hi poden ajudar. El seu objectiu és aplicar-les, però sempre un cop comprovat científicament que són les més idònies. No és estrany, per tant, que quan es va començar a parlar, fa una dècada, de les aules intel·ligents, els seus membres es posessin alerta. Un d’ells, Ramon Palau, investigador del Departament de Pedagogia, es va adonar en aquell moment que el concepte d’intel·ligència cadascú el definia a la seva manera, i no hi havia un consens clar sobre en què consistien aquestes aules.
“Nosaltres teníem clar que la clau havia de ser la recollida de dades i la presa de decisions per millor l’ensenyament a partir d’elles”, afirma Palau, que recorda que el concepte s’aplicava sobretot en entorns virtuals i que ells estaven convençuts que es podia traslladar als espais físics, sempre amb la idea de millorar el procés d’ensenyament-aprenentatge, definit com el conjunt d’interaccions i dinàmiques contínues entre docent i alumne per facilitar l’adquisició de coneixements habilitats i competències de manera autònoma i significativa.
Des d’ARGET van començar a fer evolucionar la idea, fins que la pandèmia del coronavirus, indirectament, ho va accelerar. Van col·laborar en el projecte Actua, finançat pel govern català, que va desenvolupar un kit de sensors per determinar fins a quin punt l’entorn de l’aula, la qualitat de l’aire, el soroll, la temperatura, la ventilació… podien afavorir les propagació de virus. “A partir d’aquí vam confirmar que les aules intel·ligents es podien implementar com un entorn contextual, és a dir, com la suma d’elements ambientals i físics i, també, tot el que tenia a veure amb l’estat del docent i dels alumnes. Dades, en definitiva, que ens donen molta informació sobre les condicions en què es porta a terme una classe”, explica Ramon Palau.
El projecte d’aules intel·ligents de Pedagogia i Enginyeria Informàtica recull les dades ambientals i l’estat del professor i l’alumnat perquè el docent prengui millors decisions per preparar i desenvolupar les classes
El projecte Actua, transversal i multidisciplinari, va comptar amb la participació de diferents àmbits, des de l’enginyeria mecànica fins a la pedagogia, passant per la química i la informàtica. Així, ARGET va entrar en contacte amb un altre grup de recerca, Smart Technologies, del Departament d’Enginyeria Informàtica i Matemàtiques (DEIM), encarregat de proveir la infraestructura informàtica del kit Actua. Allí es van adonar que es podien complementar i que els objectius dels dos grups podien anar alineats.
ARGET havia anat acumulant expertesa al voltant de l’impacte de les condicions ambientals en la docència, i Smart Technologies li podia proporcionar la tecnologia per mesurar-les, tal i com explica un dels seus investigadors, Toni Martínez Ballesté, del DEIM: “El que vam pensar va ser un sistema amb unitats de monitorització, com ara sensors de soroll o de qualitat de l’aire, o un braçalet que permet enregistrar en temps real la freqüència cardíaca de qui ho porti. Amb tots aquests sensors tenim el que anomenem agents recol·lectors de dades, que envien al servidor central allò que és important, els canvis més significatius, i ho emmagatzemen a la base de dades seguint una ontologia, que és un model estructurat de tot el coneixement i totes les dades que es generen dins l’aula intel·ligent”. Tot aquest sistema, amb les dades en temps real, acaba en l’assistent tecnològic que pot consultar el docent.
La incorporació de les eines d’IA
Una de les línies de recerca que Judith Balanyà i Janaina Minelli, investigadores del Departament de Pedagogia, han desenvolupat els últims anys va sobre l’ús pedagògic de les tecnologies digitals, com ara els dispositius mòbils, a l’aula. Aquesta recerca ha evolucionat cap a la incorporació d’eines d’Intel·ligència Artificial a la docència, sobretot a través de chatbots educatius integrats a les aules virtuals, com és el cas del projecte d’innovació docent en què treballen ara, “Diàlegs Virtuals per a un Aprenentatge Autònom i Personalitzat”, una proposta que ja s’està aplicant en assignatures de grau i màster de diferents disciplines. “La idea no és substituir la mediació docent, sinó ampliar les possibilitats d’acompanyament a l’estudiantat: que pugui consultar materials, rebre orientació, reformular dubtes, practicar continguts i avançar de manera més autònoma, sempre dins d’un plantejament pedagògic dissenyat i supervisat pel professorat”, asseguren.
Al voltant de la IA, també cal esmentar el projecte AI Skills Lab, impulsat per la investigadora del Departament de Pedagogia Mar Camacho, gràcies al qual van adquirir habiliats digitals avançades en IA prop de 300 docents d’onze centres educatius de la demarcació. Camacho també està al darrera del projecte “[A]Intelligenz: La intel·ligència artificial a l’educació: adquisició de competències digitals avançades per l’alumnat i professorat en centres d’ educació primària i secundària”.
“Avui en dia disposem de dispositius amb molta capacitat de computació, que poden desenvolupar una mena de petits ChatGPT, que a més de poder interactuar amb les diferents unitats de monitorització de l’aula, són capaços d’extreure informació i comunicar-la al docent”, explica Martínez Ballesté.
L’objectiu, segons apunta Ramon Palau, és “aprofitar que en un context, en una aula, hi passen moltes coses, part de les quals produïdes pel docent i els alumnes però d’altres pels factors ambientals (temperatura, humitat, soroll, partícules…), per recollir totes aquestes dades i donar-li informació al docent perquè prengui millors decisions a l’hora de preparar o desenvolupar les seves classes”.
Entre les dades que es recullen també hi ha, a partir de càmeres situades a l’aula, les reaccions dels alumnes, el cansament, les distraccions… En aquest cas, caldrà veure si la regulació de sistemes que usen IA de la Unió Europea els afecta d’alguna manera, tot i que estan convençuts que trobaran solucions per adaptar-s’hi. “Amb més informació, el mestre podrà decidir, per exemple, si canvia d’activitat, si la fa més curta, si en busca d’altres que canviïn la dinàmica”.
Tot aquest sistema també permet, tal i com explica Palau, cuidar el docent, la peça més important en tot aquest procés d’ensenyament i aprenentatge: “Cada cop hi ha més situacions de professors estressats, de baixa per ansietat, amb burn-outs… Si tenim més informació, sobre què li passa o sobre l’entorn, podrem veure quines són les situacions de més risc: en alguna franja horària determinada, amb segons quina activitat, amb temperatura alta… Gràcies a tot aquest sistema podem fer correlacions, extreure patrons i dir-li què pot fer per evitar les situacions d’estrès.”
Tota la tecnologia que dona suport a l’aula intel·ligent ja va ser provada durant el projecte Actua, que es va desplegar a unes 150 aules, i ara el que fan és testar a nivell de laboratori les unitats de monitorització, “sobretot que es reconnectin si falla l’electricitat, que siguin robustes…”, tal i com descriu Toni Martínez Ballesté, que considera que els reptes que tenen per davant són treballar en la protecció de la privacitat, colze a colze amb l’àmbit jurídic, i la seguretat informàtica.
Una aula diferenciadora
Si la recerca multidisciplinària, amb la publicació de diferents articles, està al darrera de la feina d’ARGET i Smart Technologies al voltant de les aules intel·ligents, la innovació és la base d’un espai de la URV, situat al Campus Terres de l’Ebre, on la tecnologia està integrada per donar resposta a les diferents activitats d’aprenentatge a través dels recursos TAC (Tecnologies de l’Aprenentatge i el Coneixement) i de la interacció entre els seus usuaris: l’Aula d’Idees. En aquest espai, els estudiants dels graus en Educació Primària i Educació Infantil practiquen amb les eines pedagòques més innovadores, sovint amb la visita d’alumnes de les escoles del territori, que amplien els seus coneixements i, al mateix temps, ajuden als estudiants de la URV a determinar si la seva estratègia docent, i la tecnologia que li dona suport, és l’adequada. L’Aula d’Idees està pensada, des de la flexibilitat, per organitzar diferents estructures amb el mobiliari i adaptar-se així a metodologies de treball diverses, a la interdisciplinarietat i a la cooperació, sempre en el marc del procés d’ensenyament-aprenentatge.
Josep Holgado, coordinador del grau en Educació Primària del Campus Terres de l’Ebre i responsable de l’Aula d’Idees, recorda que, des dels primers anys, el campus disposa del Laboratori d’Educació i Tecnologia (ETLAB), al qual els estudiants accedeixen per practicar amb les diferents eines pedagògiques després d’haver rebut classes teòriques. L’ETLAB s’ha anat proveint de material a partir de pressupost intern, de projectes en què s’ha participat, de convenis amb empreses pioneres del sector informàtic que volien entrar en el sector educatiu…
“Fruit d’aquestes col·laboracions va sortir la idea de tenir una aula diferenciadora amb un mobiliari i una tecnologia punta que formés part de les accions que duem a terme. D’aules intel·ligents n’hi ha moltes, però la singularitat de la nostra aula, a banda que el mobiliari és diferenciador i dimensionat per a 25 alumnes, amb espais per dissenyar, per pensar, per construir…, és que hi ha unes càmeres que ens permeten enregistrar les accions que s’hi diuen a terme”, explica Holgado sobre l’Aula d’Idees, creada fa uns quatre anys. Per exemple, quan conviden un centre educatiu per fer les activitats que l’estudiantat del campus ha dissenyat, els que no poden accedir-hi per falta d’espai ho poden seguir de manera sincrònica.
L’Aula d’Idees del Campus Terres de l’Ebre compta amb eines de realitat virtual, tabletes i pantalles digitals, robòtica…, és a dir, l’última tecnologia per donar suport a la docència
També s’organitzen activitats a mida per als centres si estudien alguna matèria determinada i els interessa que l’estudiantat de la URV dissenyi accions pedagògiques amb la tecnologia de què disposa l’Aula d’Idees. “El retorn, per nosaltres, és el feedback i la crítica constructiva que ens donen els alumnes i els professors de les escoles”, diu Holgado, que també és membre d’ARGET.
L’Aula d’Idees compta, per exemple, amb eines de realitat virtual, amb tabletes i pantalles digitals, amb robòtica…, és a dir, l’última tecnologia per donar suport a la docència. “Per exemple, disposem d’un robot que és capaç de parlar 150 idiomes, i que pot canviar la fisonomia de la cara, clicar l’ull… És molt útil per als centres que tenen matrícula viva, la que permet que es vagin incorporant alumnes durant el curs, que sovint venen de fora i no parlen català ni castellà”.
Tot el material de l’Aula d’Idees està a disposició dels centres educatius del territori, ja que al Campus Terres de l’Ebre sempre hi troben més eines de les que tenen ells, ja que es tracta que els estudiants universitaris sàpiguen fer funcionar totes les existents abans d’exercir la professió. En contrapartida, els centres educatius permeten, gràcies a un conveni bilateral amb el Departament d’Educació i Formació Professional, que els estudiants del campus puguin anar a fer observacions als centres o a impartir-hi classes com a pràctiques, per a les quals s’emporten algunes de les eines de l’Aula d’Idees.
L’Aula d’Idees està sempre actualitzada amb les últimes innovacions tecnològiques ja que, com explica Josep Holgado, estan sempre pendents de les informacions que apareixen a la Xarxa Telemàtica Educativa de Catalunya i col·laboren amb els Centres de Recursos Permanents dels Serveis Territorial d’Educació i Formació Professional de les Terres de l’Ebre. “Això fa que, fins i tot, estudiants nostres siguin els primers formadors en aquestes eines”, diu Holgado, que apunta que també és clau per mantenir-se al dia de les últimes innovacions el treball conjunt amb moltes empreses del sector tecnològic, que els demanen assessorament i que provin i verifiquin les noves eines desenvolupades.
Millorar i orientar la competència digital
Les aules intel·ligent, i l’Aula d’Idees, demostren que les possibilitats de la tecnologia en el camp de l’educació són molt grans. Però, fins a quin punt s’utilitza actualment? Està preparat el col·lectiu de docents per integrar-ho a les seves classes? Això és el que tracta d’esbrinar una part dels membres d’ARGET, encapçalats per la investigadora Mireia Usart, del Departament de Pedagogia. Ja fa temps que avaluen i ajuden a millorar la competència digital del col·lectiu docent i de l’estudiantat, a través d’estudis en què descriuen quin és l’estat de la qüestió i a partir dels quals marquen les pautes a seguir per optimitzar l’ús de la tecnologia. “La competència digital per part dels docents ha de tenir un part d’acompanyament crític a l’estudiantat, ja que és bàsic utilitzar la tecnologia de manera crítica i ètica”, afirma Mireia Usart, segons la qual, més que quantitativa, la utilització de les noves eines ha de ser correcte i de qualitat.
Robòtica i pensament computacional
El projecte Robots meet arts, amb la participació de les investigadores d’ARGET Cristina Valls i Vanessa Esteve, buscava “revolucionar l’educació primària integrant robòtica i programació en el currículum d’arts i humanitats”. Més concretament, els socis d’aquest projecte europeu es van proposar desenvolupar una plataforma per formar docents, reunir contingut per aplicar a les aules i ampliar el coneixement científic sobre pensament computacional en l’àmbit educatiu. “Ens va semblar una proposta molt atractiva, sobretot perquè afegia el vessant artístic a un context tecnològic; també perquè obria la porta a treballar la inclusió a l’aula, dissenyant activitats amb diversos nivells de dificultat”, recorden les investigadores. El pensament computacional ajuda a infants i joves a desenvolupar habilitats com la resolució de problemes, el raonament lògic i la creativitat, ja que és un estil de pensament que divideix els problemes en parts més petites per trobar-hi solucions, inspirant-se en el funcionament dels ordinadors.
El projecte va idear una quarantena de propostes per introduir el pensament computacional a l’aula. Els docents hi poden trobar activitats desendollades, que no necessiten cap dispositiu tecnològic per introduir el pensament computacional (com les de la imatge, en una escola de Reus on es van practicar amb mestres); propostes que utilitzen robots físics, com el Bee-bot, un robot capaç de memoritzar una sèrie de moviments i executar-los, i dinàmiques basades en entorns de programació virtual com l’Scratch, un llenguatge de programació que utilitza blocs de colors en comptes de codi. Entre els exemples més destacats hi ha activitats en què l’alumnat ha de dissenyar coreografies on els robots han de ballar fent un “efecte mirall”, o en què han de resoldre dilemes ètics mitjançant la programació.
L’èxit de Robots meet arts ha servit d’impuls per al llançament d’una nova iniciativa de recerca: l’European Robotics Teachers’ Academy. Aquest nou projecte, que manté la col·laboració de la majoria dels socis originals, busca proporcionar als docents eines pràctiques i accessibles per utilitzar la robòtica educativa de manera que connecti diferents disciplines i habilitats en l’educació infantil i primària, i acreditar les competències adquirides mitjançant microcredencials, certificacions oficials reconegudes a nivell europeu.
Segons alguns dels estudis, tal i com explica Usart, el professorat es considera competent digitalment, però a l’hora de la veritat, a l’aula, acaben fent una mica de gamificació, amb kahoots per exemple, que són fàcils de preparar i amb molta acceptació a classe, i poca cosa més. Sempre s’ha detectat, per tant, marge de millora en aquest àmbit.
Actualment, Mireia Usart encapçala el projecte Ecosistemes digitals sostenibles en educació (EDSSE), que conclou a finals d’any. Es tracta d’una recerca empírica que vol millorar el nivell de desenvolupament de la competència digital del professorat i de l’alumnat, amb una perspectiva inclusiva, des d’un enfocament qualitatiu i interdisciplinari que permeti generar estratègies i models d’innovació amb l’ús de les tecnologies digitals. La finalitat és la de generar nou coneixement sobre els processos d’ensenyament-aprenentatge en el context educatiu a través de la descripció i comprensió d’aquests processos, materialitzats en aquest model, aquest ecosistema digital sostenible en educació, que es busca impulsar.
Així, en la recerca es pregunten quines són les pràctiques docents amb tecnologia que més es fan servir i quines són les que realment porten a un millor aprenentatge. Han acabat fent entrevistes a més de 200 docents de tot l’estat i de tots els nivells educatius, complementades amb visites a les aules per comprovar com utilitzen la tecnologia. “Ara estem analitzant les respostes i fent un model d’ecosistema digital sostenible, no només mediambiental i tenint en compte els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), sinó també en el temps, i per tant és clau que els docents sàpiguen aprendre a utilitzar la tecnologia i a adaptar-se als canvis”, assegura Usart.
L’estudi els permet detectar, tal i com explica la investigadora d’ARGET, “pràctiques de referència, quines variables fan que ho sigui, què vol dir que un docent sigui competent digitalment i quins usos de la tecnologia es poden fer a l’aula perquè sigui realment útil”, que aportin alguna cosa més que fer-ho analògicament.
De moment, les primeres conclusions de l’estudi apunten que les aules flexibles, les que permeten moure el mobiliari i es contraposen a les aules més clàssiques, de bancades mirant la taula del docent, són les que afavoreixen una millor integració de la tecnologia educativa. És en aquestes aules en què, per exemple, l’ús de les tabletes, la introducció de la realitat virtual augmentada i la pràctica amb impressores làsers, és més fàcil.
L’estudi ha comptat amb la participació de personal investigador d’altres àmbits del coneixement, com és el cas de Mariona Genís, de l’Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de la URV. En aquest sentit, una altra de les conclusions és que la llum, la ventilació i els espais col·laboratius impulsen l’ús educatiu de les tecnologies digitals. Per tant, segons es desprèn de la feina feta en l’estudi, la transformació digital de les escoles també passa per l’arquitectura i el disseny de les aules.
“L’objectiu final ha de ser redissenyar les aules perquè siguin polivalents arquitectònicament i puguin adaptar-se a totes les configuracions adients per introduir la tecnologia”, apunta Mireia Usart. Mentre això no sigui possible, ARGET té entre mans un altre projecte, que també compta amb la col·laboració de l’ETSA, amb la mateixa Mariona Genís, i l’ETSE, amb Toni Martínez Ballesté. Es tracta d’un projecte d’innovació docent impulsat per una convocatòria de l’Institut de Ciències de l’Educació (ICE): un carretó amb diferents compartiments, ja dissenyat i que s’ha de construir amb material reciclat, que transporta la tecnologia i els dispositius que es poden utilitzar a l’aula. “Amb tot el que porta, si el carretó entra a l’aula la canvia del tot. A més, té integrada una càmera 360 que permet enregistrar les interaccions que es porten a terme durant l’activitat.”
Per tant, treball col·laboratiu, interdisciplinari i amb la tecnologia com a suport per millorar el procés d’ensenyament-aprenentatge. De totes maneres, els investigadors i les investigadores recorden que sempre s’han de deixar espais sense tecnologia, s’han de pensar activitats, igualment comunitàries i interactives, sense connexió i s’ha d’incentivar el pensament computacional entre l’alumnat. Per sobre de tot, la tecnologia ha de ser una eina per ajudar a desenvolupar l’esperit crític, les idees i la iniciativa.
