En la década de 1990, las personas de la Fundación Nacional de Ciencias comenzaron a usar el acrónimo SMET para describir las disciplinas relacionadas con la ciencia, matemáticas, ingeniería y tecnología. Sin embargo, no tuvo éxito. En 2001, Judith Ramaley, una bióloga que en ese momento trabajaba como directora asistente de educación y recursos humanos en la NSF, reorganizó las palabras para formar el acrónimo STEM. Simplemente le gustaba más el sonido.
Esta combinación pedagógica ha florecido en todo el mundo en programas en 96 países, adoptando nombres como MINT (Alemania), SHAPE (Inglaterra) y las diversas variaciones que se encuentran en las escuelas de EE. UU., incluyendo STEAM y STREAM. La evolución de STEM ha sido impulsada por la vertiginosa velocidad de la innovación tecnológica. La inteligencia artificial, como puedes imaginar, ha acelerado ese ritmo de cambio.
En las últimas semanas, entrevisté a personas influyentes en el mundo de STEM para tener una idea de cómo creen que el campo se adaptará a los cambios impulsados por la IA.
A Nivel Escolar
Steve Zipkes es un exdirector de la reconocida Escuela Secundaria Manor New Tech en Texas, que fue visitada por el Presidente Barack Obama para celebrar el éxito de la escuela en STEM con estudiantes diversos. Actualmente trabaja como director de la Escuela Secundaria Cedars-International Next Generation STEAM.
La pedagogía de elección en las escuelas de Steve siempre es el aprendizaje basado en proyectos; es el sistema de entrega para el contenido STEM/STEAM. “La inteligencia artificial combinada con el Aprendizaje Basado en Proyectos en STEM convierte las aulas en centros de innovación, donde los estudiantes se convierten en creadores, no solo consumidores, de tecnología”, dijo Zipkes. “Esta integración en la educación STEM fomenta el pensamiento crítico y la creatividad, empoderando a los estudiantes para resolver problemas del mundo real con ideas basadas en datos y soluciones colaborativas.”
A Nivel Estatal
Casey Agena es un consultor educativo que trabaja en varios proyectos relacionados con la IA para el Departamento de Educación de Hawái. Durante nuestra conversación, Agena, quien fue uno de los autores de los estándares de informática del estado de California, se centró en cómo la integración de la IA impacta las matemáticas de la escuela intermedia y secundaria, especialmente para los estudiantes diversos.
“Hawái está reescribiendo los estándares de contenido para el año escolar 2024-2025”, explicó Agena. “Tenemos que analizar el alcance y la secuencia de los caminos matemáticos en ese proceso. Debemos ver cómo lucen los caminos matemáticos para capacitar a los estudiantes hawaianos para que puedan seguir una carrera en un campo relacionado con STEM. ¿Significa esto que debemos ofrecer Álgebra II como un curso de ciencia de datos? ¿Significa incorporar datos generados y analizados por IA en Álgebra I? También tenemos que averiguar si hay un filtro para estos cursos. ¿Qué está ayudando o impidiendo que los estudiantes se inscriban en estas clases? Estamos profundamente preocupados por las cuestiones de equidad.”
Agena tocó uno de los mayores puntos críticos (y costos) asociados con la integración masiva de la IA: el desarrollo profesional y el reclutamiento de docentes. “Siempre nos preguntamos quién va a enseñar estas clases”, dijo Agena. “¿Y cómo los preparamos para enseñar?”
En California, la legislación recientemente firmada requiere considerar la alfabetización en IA en los criterios para evaluar los materiales de instrucción, especialmente aquellos centrados en los campos STEM. Según el Proyecto de Ley de la Asamblea de California 2876, la alfabetización en IA es “…el conocimiento, las habilidades y las actitudes asociadas con cómo funciona la inteligencia artificial, incluidos sus principios, conceptos y aplicaciones, así como cómo utilizar la inteligencia artificial, incluidas sus limitaciones, implicaciones y consideraciones éticas.”
A Nivel Nacional
El Dr. David L. Dimmett, Presidente y CEO de Project Lead the Way, está tomando medidas proactivas sobre cómo su organización, que opera en más de 12,200 escuelas en los 50 estados, integra la IA en su trabajo.
“Hay dos formas principales en las que estamos pensando en la IA en PLTW”, dijo Dimmett. “En primer lugar, como empresa, queremos utilizar las herramientas más efectivas para ayudar a nuestro equipo a ser tanto efectivo como eficiente en nuestro trabajo. Con ese fin, estamos adoptando políticas apropiadas y herramientas específicas de IA para fortalecer y apoyar a nuestro equipo. En segundo lugar, queremos asegurarnos de que los millones de estudiantes y más de 100,000 educadores a quienes apoyamos tengan acceso a las ofertas curriculares y herramientas de instrucción más relevantes. Con ese fin, estamos mejorando nuestro contenido, plataforma y apoyos relacionados para la enseñanza y el aprendizaje para incluir elementos de IA cuando sea apropiado.”
La Dra. Erika Shugart es la CEO de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias, que ha incluido STEM en su planificación estratégica desde 2014. Como era de esperar, su organización dedica una gran cantidad de atención y recursos a incorporar la alfabetización en IA en su desarrollo profesional y materiales.
“NSTA capacita a los educadores para transformar la educación científica con aprendizaje profesional y recursos de enseñanza sobre temas relevantes, como la inteligencia artificial”, me dijo Shugart. “A través de nuestras conferencias, aprendizaje profesional y publicaciones, estamos mejorando la efectividad de los maestros en el aula con recursos sobre el uso práctico de la IA en entornos de aprendizaje, sobre las políticas escolares y del distrito sobre IA, y sobre las implicaciones de justicia social de la IA. Al equipar a los maestros con el conocimiento y las herramientas para navegar por estas tecnologías emergentes, podemos impactar positivamente en el aprendizaje de los estudiantes para todos.”
Pat Yongpradit es el Director Académico de Code.Org, que enfoca sus esfuerzos organizativos en el campo de la informática en STEM. Yongpradit se molesta ante la suposición de que la capacidad de escritura de código de la IA generativa disminuye la importancia de la informática.
“Es ridículo pensar que aprender informática ya no es importante porque las herramientas de IA pueden escribir código”, dijo Yongpradit. “Es como decir que el álgebra no es importante porque los niños tienen calculadoras gráficas. El pensamiento computacional, la metacognición y la agencia creativa son solo algunos de los beneficios de una experiencia básica en informática. La realidad es que la educación en informática es más importante que nunca en la era de la IA. Cuando aprendes cómo funciona la IA y sobre los impactos sociales y éticos de la IA, utilizarás la IA de manera más efectiva y responsable.”
A Nivel Federal
El Instituto de Ciencias de la Educación (IES), el brazo de investigación independiente del Departamento de Educación de EE. UU., ha recibido fondos para crear cuatro centros de investigación y desarrollo que buscan “identificar soluciones altamente rentables, de rápida implementación y escalables para mejorar los resultados educativos para todos los estudiantes y eliminar las brechas persistentes en el rendimiento y el logro.”
Dos de los cuatro centros estudiarán los diferentes casos de uso de la IA generativa en los campos STEM. Los centros compartirán el nombre U-GAIN: Utilizando la Inteligencia Artificial Generativa para Aumentar la Enseñanza y el Aprendizaje en las Aulas.
El más relevante para esta conversación es el Centro Nacional sobre IA Generativa para Mejorar la Educación STEM+C (GENIUS Center), que transformará la educación STEM a través del desarrollo de una herramienta impulsada por Gen AI llamada GenAgent. Según IES, GenAgent servirá como tutor, compañero de aprendizaje y asistente para maestros y estudiantes en cinco estados: Georgia, Michigan, Carolina del Sur, Tennessee y California.
Desde la Fuente
OpenAI ha promocionado su nuevo modelo, o1, como un modelo pensante, un hito significativo en el camino hacia la inteligencia artificial general. Quería ver qué pensaba sobre STEM, así que le hice la siguiente pregunta: “¿Cómo puede ser beneficioso la IA generativa, en particular el modelo o1 de ChatGPT, para la enseñanza y el aprendizaje en los campos STEM?”
Ofreció algunas ideas sobre personalización, interactividad y recursos, y concluyó con una razón que resonó con mis esperanzas para STEM: “Puede explicar conceptos que van desde la física básica hasta los algoritmos computacionales avanzados, convirtiéndose en una herramienta valiosa para estudiantes de todos los niveles”, opinó ChatGPT. “Esta accesibilidad es particularmente beneficiosa para los estudiantes en áreas remotas o escuelas con recursos limitados. Al democratizar el acceso al conocimiento, la IA generativa puede ayudar a reducir las disparidades educativas.”
Amén, mi amigo de silicio.