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Un programa informático facilita el estudio de las matemáticas

Un programa informático facilita el estudio de las matemáticas

Un equipo de investigación estadounidense ha desarrollado un software de tutorías interactivas que detecta las emociones y motivaciones de un estudiante a la hora de resolver un ejercicio matemático y adapta sus contenidos al estado anímico del usuario. Sensores especiales analizan el lenguaje corporal o la atención para conocer el grado de enfado, aburrimiento o frustración del alumno. Por Elena Higueras

Un programa informático facilita el estudio de las matemáticas

Científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst y de la Universidad Estatal de Arizona han creado “Wayang Outpost”, un programa informático de tutoría en línea diseñado para mejorar las habilidades matemáticas de estudiantes escolares y de grado medio, según The Boston Globe. El proyecto ha sido financiado por la Fundación Nacional de la Ciencia y el Departamento de Educación de EE.UU.

El objetivo de la investigación es entender cómo el entorno escolar o de trabajo puede afectar a los estudiantes. Para ello, el software incluye una serie de sensores que permiten que la computadora identifique el grado de atención, cansancio o aburrimiento de los usuarios. Así, con esta información el equipo podrá proporcionar una instrucción individualizada y acorde al estado anímico de quien la recibe. A medida que el estudiante progrese, el software ajustará sus exigencias a la nueva situación proporcionando distintas estrategias eficaces para cada persona.

Entre los sensores utilizados en el proyecto destaca una cámara que registra las expresiones faciales. La forma en que un estudiante inclina la cabeza o la mantiene erguida puede ser un indicador importante del grado de interés que le suscita lo que está haciendo. También existe un dispositivo de detección de la postura en el asiento que mide el nivel de inquietud o concentración del usuario en la tarea que le ocupa. Por otra parte, un ratón sensible a la presión que ejercen los dedos sobre los botones puede aportar información sobre el estado de frustración del alumno frente a un problema que no consigue resolver. A esto hay que añadir una pulsera que detecta la actividad del alumno. Y es que cierto grado de excitación puede contribuir favorablemente en la motivación por el aprendizaje.

Wayang Outpost ofrece consejos a los estudiantes, tutoriales en vídeo y un compañero de aprendizaje: un personaje que se sienta en la esquina de la pantalla, cuya raza y género coincide con la del alumno.
Para hacernos una idea gráfica del sistema, imaginemos que el usuario está avanzando muy rápidamente en sus ejercicios. En este caso el personaje podría decir: «Esto ha sido demasiado fácil para ti. Esperemos que el siguiente sea más difícil para que podamos aprender algo”.

Durante una sesión de dos horas con Wayang Outpost, el equipo analiza la información que recibe de los sensores y ajusta la forma en que presenta sus tareas. A veces, eso significa detener el programa y ofrecer al estudiante una actividad alternativa para reavivar su interés o volver atrás y revisar el material que el estudiante no ha logrado comprender. Según recoge la web del proyecto, los científicos han comprobado que los estudiantes mejoraron un 10% de sus resultados después de 2 horas de instrucción y un 20% después de 3 horas a través de su sistema de tutoría.

Matemáticas y género

Mientras que los estudios han demostrado que el sexo no influye en las habilidades matemáticas, también existen pruebas de que, pese a los grandes avances de las últimas décadas, las mujeres tienen menos posibilidades de elegir carreras en las que esta ciencia tenga un peso importante. Así, las niñas, y en particular las mujeres de color, están insuficientemente representadas en el llamado grupo STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), campos que requieren buenas habilidades matemáticas. Estadísticamente, ellas reciben calificaciones más bajas en pruebas estándar de matemáticas, que son claves para lograr la elección de la carrera deseada.

«Hemos visto que las niñas y niños aprenden de manera similar, pero también hemos observado que en la escuela secundaria las encuestas certifican que las niñas se sienten peor con las matemáticas, más frustradas y ansiosas que los niños. Eso puede hacer que no perseveren tanto en los problemas más difíciles», afirma Ivon Arroyo, investigador de la Universidad de Massachusetts Amherst.

En un estudio inicial de 108 estudiantes, el equipo de Arroyo encontró que mientras que las habilidades de los niños y las niñas en matemáticas eran las mismas, las niñas dijeron sentirse peor a la hora de encontrar la solución a los problemas planteados. Sin embargo, después de usar el software de aprendizaje, las niñas reportaron menos frustración y más confianza. Además, todos los estudiantes, independientemente del sexo, consiguieron mejores puntuaciones.

Ivon Arroyo dirige, además, el programa «¿Qué tipo de software de matemáticas funciona con las niñas?», financiado por la Fundación Nacional de la Ciencia de EEUU. Su objetivo es identificar los principios universales que apoyan el aprendizaje de las matemáticas a través de un software especial para niñas, utilizando Wayang Outpost como banco de pruebas.

La investigación analiza si las intervenciones específicas de software producen motivación y mejoran el rendimiento de las niñas en entornos educativos reales. Para ello se están llevando a cabo evaluaciones controladas en centros elegidos aleatoriamente en EEUU. Los resultados incluyen principios científicos sólidos para el desarrollo de futuros planes basados en programas informáticos que mejoren los resultados de las niñas.

En la actualidad Wayang Outpost se ofrece de manera gratuita a través de su página web. Para usarlo solo se necesita un ordenador (ya sea Mac o PC) con una conexión de banda ancha a Internet y un navegador web que sea compatible con Java y Flash Player 8 o superior.

RedacciónT21

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