La Universidad de Wyoming está utilizando su nueva iniciativa CoIEP, un sistema multiagente impulsado por grandes modelos de lenguaje (LLMs), para mejorar significativamente la inteligencia artificial y la colaboración humana en la resolución de desafíos en la educación (especial).
El primer desafío complejo que la Facultad de Educación de la UW utilizará la colaboración IA-humana para abordar es la co-creación y co-evaluación de Programas de Educación Individualizados (IEPs) para estudiantes con discapacidades en Wyoming y más allá.
Requeridos por la Ley de Educación para Personas con Discapacidades (IDEA) federal, los IEP son documentos legalmente vinculantes que describen componentes interconectados (por ejemplo, metas educativas anuales e instrucción diseñada especialmente) para garantizar que los estudiantes con discapacidades tengan acceso al plan de estudios de educación general y experiencias de aprendizaje de alta calidad. Siendo la piedra angular de la educación especial (Yell et al., 2016), los IEP desempeñan un papel crítico en adaptar las experiencias educativas para satisfacer las necesidades únicas de los estudiantes con discapacidades.
El equipo de investigación de la UW ha desarrollado un prototipo de CoIEP de fidelidad media, diseñado especialmente para agilizar el complejo proceso de desarrollo de IEP al desglosar el proceso paso a paso de creación de componentes centrales de IEP. Las evaluaciones preliminares sugieren que CoIEP tiene el potencial de apoyar a los educadores en la creación y evaluación de los componentes centrales de IEP y proporcionar instrucción individualizada para estudiantes con discapacidades (Zhang et al., en revisión).
Desarrollar un IEP es un proceso complejo que requiere tiempo y experiencia significativos para analizar datos de estudiantes de diversas fuentes, identificar las fortalezas y necesidades del estudiante para desarrollar metas, diseñar prácticas de instrucción basadas en evidencia y abordar otros apoyos (por ejemplo, modificaciones, adaptaciones) que pueden ayudar a los estudiantes a alcanzar las metas y progresar significativamente en el plan de estudios de educación general. El proceso puede ser consumidor de tiempo y desalentador para los maestros de educación especial, especialmente para los maestros en formación y novatos que recién se introducen en el campo, así como para educadores experimentados que pueden tener una carga de trabajo de hasta 50 estudiantes a la vez para apoyar pero carecen de recursos y tiempo suficientes (Hogue & Taylor, 2020).
Además, muchos distritos escolares en los Estados Unidos, incluidos los de Wyoming, han enfrentado problemas relacionados con violaciones de requisitos de IEP debido al desarrollo de IEP complicado. Estos problemas de cumplimiento pueden afectar negativamente a la fuerza laboral de maestros de educación especial, lo que, a su vez, afecta el acceso a instrucción de alta calidad para estudiantes con discapacidades. Para abordar estos desafíos, CoIEP aprovecha un equipo de agentes impulsados por LLM para apoyar a los educadores en la creación de tres componentes interconectados requeridos de un IEP, que incluyen 1) la declaración del Nivel Actual de Logro Académico y Desempeño Funcional, 2) las metas del IEP y 3) servicios y apoyos individualizados en un orden secuencial.
Un sistema multiagente es un sistema avanzado de IA en el que múltiples agentes impulsados por LLM colaboran para realizar sub tareas de una tarea compleja (Guo et al., 2024). Una ventaja de estos sistemas radica en aprovechar la capacidad de múltiples agentes, en lugar de un solo agente, para completar colaborativamente partes específicas de una tarea compleja. Además, diferentes agentes pueden estar equipados con herramientas distintas (por ejemplo, herramientas de análisis de datos, herramientas de cálculo, bases de datos para prácticas de instrucción basadas en evidencia) que les permiten completar la sub tarea de manera más eficiente y precisa. En comparación con otros sistemas de IA de propósito general (por ejemplo, ChatGPT), este enfoque especializado y colaborativo evita que los agentes de IA se desvíen de sus tareas específicas, produciendo resultados más confiables y reduciendo el riesgo de alucinación (es decir, información inexacta).
En CoIEP, se diseñan diferentes agentes y se utilizan técnicas de generación de instrucciones para instruir a los agentes de IA a generar la salida deseada, para demostrar el proceso de creación paso a paso y los elementos específicos de cada componente de un IEP. Además, este sistema admite la función de mantener a los humanos en el bucle (HITL), lo que permite a los educadores proporcionar retroalimentación sobre cada componente generado por un agente antes de que la tarea pase al siguiente agente. Estos enfoques paso a paso y de colaboración IA-humana aumentan aún más la transparencia del flujo de trabajo del agente y aseguran la calidad de los componentes de IEP generados.
El equipo de investigación planea llevar a cabo una serie de estudios piloto en escuelas de Wyoming este año para probar la efectividad, usabilidad y experiencia del usuario del prototipo de fidelidad media de CoIEP. Se reclutarán maestros de educación especial en formación y en ejercicio, así como directores de Wyoming y otros estados para participar en estos estudios.
Es importante enfatizar que el desarrollo de IEP implica esfuerzos de colaboración de los miembros del equipo de IEP (por ejemplo, educadores, familias, estudiantes, psicólogos escolares y administradores escolares). Por lo tanto, CoIEP sirve como una herramienta colaborativa que apoya al equipo de IEP al co-crear y co-evaluar los componentes centrales de IEP. En lugar de gastar tiempo valioso en papeleo, el equipo puede centrarse en revisar críticamente el contenido generado, participar en la resolución de problemas significativos y discutir estrategias efectivas para implementar el IEP.
El equipo puede refinar aún más los componentes durante la reunión de IEP, incorporando datos actualizados del estudiante y aportes de todos los miembros para garantizar un IEP integral, individualizado y de alta calidad que satisfaga mejor las necesidades del estudiante. El flujo de trabajo altamente flexible de CoIEP, donde cada agente opera de manera independiente, lo convierte en una herramienta versátil que puede servir para diferentes propósitos según las necesidades de sus usuarios finales. Por ejemplo, CoIEP puede actuar como una herramienta de aprendizaje profesional al demostrar el proceso paso a paso de creación de documentos de IEP, ayudando a los educadores a desarrollar su experiencia. También puede funcionar como una herramienta de evaluación para evaluar si un IEP cumple con los requisitos de IDEA, garantizando el cumplimiento y la calidad.
CoIEP hará una contribución significativa a la investigación sobre IA en educación especial, particularmente al proporcionar una herramienta prometedora para reducir las cargas de trabajo excesivas de los maestros de educación especial en Wyoming y más allá y mejorar la calidad de los IEP para estudiantes con discapacidades. Desde una perspectiva económica, nuestro análisis de costos sugirió que CoIEP podría ser una herramienta de aprendizaje profesional rentable en comparación con el desarrollo profesional tradicional o el coaching en el lugar, que a menudo son costosos y requieren muchos recursos (Kraft et al., 2018).
Más importante aún, CoIEP ofrece un enfoque personalizado para apoyar a los educadores en el desarrollo de IEP de alta calidad, lo que tiene un gran potencial para mejorar los resultados para los estudiantes con discapacidades. Después de ser completamente desarrollado e implementado, los educadores pueden acceder a CoIEP en cualquier momento y lugar en Wyoming y más allá. Dada la importante escasez de maestros en educación especial y el alto costo de la rotación de maestros (Billingsley & Bettini, 2019), CoIEP tiene el potencial de abordar los desafíos históricos y actuales en la educación especial.
Ling Zhang, Ph.D., Universidad de Wyoming
La Dra. Zhang es Profesora Asistente de Educación Especial en la Facultad de Educación de la Universidad de Wyoming.
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