Por Almudena Sevilla, Pilar Cuevas, Luz Rello e Ismael Sanz.
En este post analizamos si el uso de programas de aprendizaje asistido por ordenador puede suponer una herramienta con la que mejorar el rendimiento académico de los estudiantes. Los softwares educativos permiten una enseñanza personalizada, que sigue el ritmo de progreso de los estudiantes, con ejercicios y actividades que pueden realizar varias veces, y en el que tanto el propio alumno como el docente y el centro reciben información y retroalimentación instantánea sobre los aciertos y los errores. Por ello mostramos el estado actual de la literatura sobre el impacto causal de los programas asistidos por ordenador y los mecanismos a través de los que se produce este efecto, así como los ámbitos que quedan por investigar.
¿Qué dice la literatura?
Escueta et al. (2020) revisan en un survey 31 experimentos aleatorios, el mejor método para proporcionar evidencia de causalidad, sobre el impacto de programas asistidos por ordenador en el aprendizaje de los estudiantes. Hemos calculado para esta entrada el efecto promedio de los experimentos aleatorios de programas asistidos por ordenador en matemáticas que resumen estos autores (cualquiera que sea el efecto encontrado, positivo, cero o negativo) y el impacto es de 0,23 desviaciones estándar (d.e.), el equivalente a lo que un estudiante aprende en algo más de 6 meses de clases. En el caso de lengua, comprensión lectora u ortografía, el impacto medio de los artículos del survey es de 0,15 d.e., algo más de 4 meses de clases[1]. Muchos de los análisis de matemáticas se centran en concreto en álgebra y en el nivel educativo de primaria. De los 31 estudios que revisan, 21 muestran efectos positivos estadísticamente significativos, muchos de ellos estimados con precisión y de una magnitud relevante. La mayoría (16 de 21) de los estudios que encontraron un impacto positivo se centraron en programas de matemáticas. Por el contrario, Escueta et al. (2020) solo identifican siete estudios que examinan exclusivamente programas de lectura u ortografía.
La Tabla 1 resume los 5 artículos del total de 31, que son de economía de la educación (Escueta et al. (2020)).
El resumen de los artículos examinados por Escueta et al. (2020) es que el software de ayuda al aprendizaje es un instrumento prometedor para mejorar el rendimiento educativo. Sin embargo, uno de los problemas de la literatura previa es saber si el uso de software mejora los resultados porque los estudiantes están dedicando más tiempo a aprender o por la propia herramienta digital.
Büchel et al. (2022) examinan la eficacia relativa de un programa de aprendizaje en El Salvador asistido por ordenador disponible gratuitamente. Para distinguir entre los efectos de la enseñanza adicional y el uso del software, el experimento aleatorio controlado presenta tres tratamientos que no interfirieron con lecciones regulares.
Ser asignados a lecciones adicionales con el programa de aprendizaje asistido por ordenador y monitorizado por técnicos (tratamiento 2) aumentó los resultados de matemáticas en 0,21 d.e. (seis meses de clase) y en 0,24 d.e. cuando fue supervisado por docentes (tratamiento 3), una mejora equivalente al aprendizaje de casi siete meses de clase. Las clases tradicionales adicionales (tratamiento 1) también aumentan el rendimiento académico en matemáticas, pero lo hacen en 0,15 d.e. (4 meses de clase), una diferencia significativa con respecto al tratamiento 3, pero no con respecto al tratamiento 2. En definitiva, Büchel et al. (2022) muestran evidencia de que los avances en el aprendizaje asistido por ordenador pueden, al menos parcialmente, atribuirse al software y no necesariamente al aumento en el número de lecciones de matemáticas. Los autores encuentran que las lecciones instruidas a través de programas asistidos por ordenador conducen a un mayor aprendizaje y son menos sensibles al tamaño de la clase, así como a la heterogeneidad de la capacidad de los estudiantes.
El reto de investigar los mecanismos de los efectos de los programas asistidos por ordenador una vez que está demostrado su causalidad
Los mecanismos barajados que hacen que los softwares educativos ayuden al aprendizaje es que pueden complementar el proceso de formación de habilidades al superar las limitaciones a las que se enfrentan los docentes como la gestión de niveles de aprendizaje heterogéneos dentro de una clase. Además, algunos de estos programas son adaptativos, tienen la capacidad cada vez más sofisticada para aprovechar la inteligencia artificial para ofrecer contenido según la capacidad cognitiva de los usuarios y su progreso.
En particular, los programas de aprendizaje asistido por ordenador pueden ofrecer a los estudiantes retroalimentación individualizada y recopilar rápidamente datos sobre el desempeño de los estudiantes, lo que sería un desafío para cualquier docente debido a las limitaciones de tiempo. De este modo, estos programas tienen el potencial de avanzar en la formación de habilidades cognitivas al mitigar las limitaciones de los docentes en el aula y ofrecer mayores posibilidades de personalizar la educación, adaptar la enseñanza al progreso y nivel previo del estudiante o la rápida retroalimentación de los aciertos y fallos al alumno y sus profesores. En suma, el software puede dirigir de manera eficiente el contenido a cada alumno.
Pero como señalan Bulman y Fairlie (2016), no se trata solo de si el aprendizaje asistido por ordenador puede mejorar el rendimiento de los estudiantes, sino también en si proporciona mejores resultados que la instrucción tradicional. Una de las cuestiones pendientes de investigar la medida en la que el aprendizaje asistido por ordenador permanece en el medio y largo plazo o si, como muestran varios estudios su impacto se desvanece en los cursos siguientes (Hirata, 2022). Otra tarea importante es explorar si los softwares pueden funcionar de manera efectiva para asignaturas distintas de las matemáticas. El currículo de matemáticas puede ser particularmente adecuado para el software de aprendizaje personalizado, porque las respuestas a los problemas matemáticos suelen ser más objetivos en comparación con lengua. También puede ser que los procesos cognitivos que sustentan el razonamiento matemático se prestan en mayor medida a los algoritmos de software. Además hay artículos que han evaluado programas asistidos por ordenador, pero son muchos menos que los que se han examinado en matemáticas y con un impacto menor como muestra Escueta et al., (2020) La relación entre la intensidad en el uso de estos programas de aprendizaje asistido por ordenador y su efecto es un ámbito que tampoco ha sido resuelto aún. Podría ser que incrementar el tiempo de empleo del software no condujera a mejoras adicionales a partir de cierto umbral, por la existencia de no-linealidades. La medida en la que el uso de programas de aprendizaje asistido por ordenadores y los docentes se complementan requiere de mayor investigación y el trabajo de Büchel et al., 2022 ya muestra que el empleo de softwares supervisados por docentes podría tener mejores resultados que si es monitorizado por técnicos o ayudantes. Recientemente Gray-Lobe et al. (2022) analizan un programa educativo en Kenya que estandariza las clases de los cursos de educación infantil y primaria a través de curriculum desarrollados centralmente y guías docentes detalladas que se entregan a los profesores. Los docentes hacen uso de las tablets en las clases y reciben retroalimentación y seguimiento centralizado. Este programa genera un incremento en el aprendizaje de los alumnos equivalente a casi un curso escolar (0,89). Finalmente, las herramientas digitales permiten presentar contenidos y competencias de una forma que implica y vincula más a los jóvenes a través del uso de videos, juegos e interacciones y que podría ser uno de los elementos que inciden de forma positiva en su aprendizaje.
Conclusiones
Los programas de ayuda al aprendizaje por ordenador tienen el potencial de avanzar en la formación de habilidades cognitivas al mitigar las limitaciones de los docentes en el aula y ofrecer mayores posibilidades de personalizar la educación, adaptar la enseñanza al progreso y nivel previo del estudiante o la rápida retroalimentación de los aciertos y fallos al alumno y sus profesores. En esta entrada se ha resumido los estudios que muestran que el uso de softwares educativos mejora el aprendizaje de lengua y, sobre todo de matemáticas, pero que aun falta por investigar sobre los mecanismos a través de los cuáles e produce ese efecto.
[1] En los artículos en los que se analiza el impacto de programas asistidos por ordenador en varias dimensiones de matemáticas o lengua, sin estimar el impacto en el agregado, se ha incluido una media de las competencias evaluadas.
