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Análisis Metódico de la Inteligencia Artificial en la Educación Superior Tecnológica
Chris Casal Rodríguez
1
; Mónica Yépez Mora
2
; Mariuxi Olvera Morán
3
1
Instituto Superior Tecnológico Juan Bautista AguirreCarrera de Administración, Daule, Ecuador, chriscasal90@gmail.com
2
Instituto Superior Tecnológico Juan Bautista AguirreCarrera de Administración, Daule, Ecuador, monica.yepez@itsjba.edu.ec
3
Instituto Superior Tecnológico Juan Bautista AguirreCarrera de Desarrollo de Software, Daule, Ecuador, mariuxi.olvera@itsjba.edu.ec
Resumen: La rápida evolución de la sociedad de la información exige una adaptación ágil por parte
de la educación superior. El principal desafío para estas instituciones radica en la planificación, diseño,
desarrollo e implementación de competencias digitales en el entorno educativo. Se ha empleado una
metodología basada en una exhaustiva revisión documental para recopilar información esencial que
favorezca la comprensión de la integración necesaria entre las instituciones de educación superior
(IES) y los entornos virtuales de aprendizaje basados en inteligencia artificial (IA). Los resultados
obtenidos son cruciales para evidenciar la importancia de formar profesionales capaces de enfrentar
los desafíos de la transformación digital en diversos entornos tecnológicos. Además, el desarrollo de
entornos de enseñanza-aprendizaje basados en IA brinda la oportunidad de mejorar la educación al
personalizar el aprendizaje según las necesidades individuales de cada estudiante. Por lo tanto, se
destaca la necesidad de implementar un lenguaje digital globalizado, fundamentado en programas
desarrollados por IA.
Palabras clave: Innovación educativa, Inteligencia artificial, Tecnología educacional, Entornos
virtuales, Enseñanza aprendizaje
Methodical Analysis of Artificial Intelligence in Higher Technological Education
Abstract: The rapid evolution of the information society requires agile adaptation by higher
education. The main challenge for these institutions lies in the planning, design, development, and
implementation of digital competencies in the educational environment. A methodology based on an
exhaustive documentary review has been used to collect essential information that favors the
understanding of the necessary integration between higher education institutions (HEIs) and virtual
learning environments based on artificial intelligence (AI). The results obtained are crucial to
demonstrate the importance of training professionals capable of facing the challenges of digital
transformation in various technological environments. Furthermore, the development of AI-based
teaching-learning environments provide the opportunity to improve education by personalizing
learning according to the individual needs of each student. Therefore, the need to implement a
globalized digital language is highlighted, based on programs developed by AI.
.
Keywords: Educational innovation, Artificial intelligence, Educational technology, Virtual
environments, Teaching and learning
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1. INTRODUCCIÓN
A partir de diciembre de 2019, la
inteligencia artificial (IA) ha desempeñado un
papel crucial en respuesta a la crisis sanitaria
desencadenada por el virus SARS-CoV-2
(COVID-19). La IA ofrece la promesa de
transformar la educación al proporcionar
amplias oportunidades, teniendo en cuenta el
impacto significativo en los procesos de
aprendizaje y enseñanza, así como en la
optimización de la gestión de los elementos
fundamentales de las instituciones de
educación superior: la docencia, la
investigación y la innovación (Pardiñas R.,
2020). La inteligencia artificial (IA) tiene el
potencial de ofrecer una enseñanza más
personalizada y efectiva al fomentar el
desarrollo de actividades intuitivas para la toma
de decisiones, contribuyendo a la adquisición y
comprensión de conocimientos basados en
experiencias más adaptadas a las necesidades
individuales. Esto, a su vez, mejora la
eficiencia en la gestión de procesos. La Cuarta
Revolución Industrial, también denominada
Industria 4.0, representa una época de
transformaciones tecnológicas profundas que
están alterando la forma en que se producen
bienes y servicios.
Estos cambios son impulsados por el
desarrollo de nuevas tecnologías como la
robótica, la inteligencia artificial, el Internet de
las cosas, el Big Data y la realidad aumentada.
Estas tecnologías están impactando todos los
aspectos de la producción, desde el diseño
hasta la distribución, y están generando
cambios significativos en el comportamiento
de los consumidores. Es importante señalar que
la inteligencia artificial (IA) cuenta con
componentes que facilitan su operación,
especialmente en el ámbito del proceso de
enseñanza-aprendizaje. Estos componentes
están vinculados a la toma de decisiones,
basada en el análisis de información recopilada
que potencia el refuerzo de acciones como un
constructo para una sociedad de la información.
Entre estos componentes se incluyen el
aprendizaje automático, el aprendizaje
profundo y el aprendizaje por refuerzo
(Carbonell-García et al., 2023, p. 158).
El empleo y la aplicación de la
inteligencia artificial en el ámbito educativo ha
planteado retos significativos, pero al mismo
tiempo, ha abierto amplias perspectivas tanto
para docentes como para estudiantes. El estudio,
el conocimiento, el desarrollo y la aplicación de
esta tecnología constituyen un campo en
constante evolución que requiere una regulación
ética tanto a nivel individual como colectivo.
Por esta razón, la realización de un análisis
situacional se torna crucial para formular
recomendaciones prácticas que orienten su uso
adecuado (Restrepo-Echeverri et al., 2022, pág.
125).
La educación, a menudo arraigada en
enfoques tradicionales, necesita adaptarse a los
cambios en su entorno, como la transformación
digital y la incorporación de herramientas
tecnológicas. Esto asegura que los estudiantes
adquieran las habilidades necesarias para
enfrentar los desafíos del mundo laboral a través
de su formación. Por lo tanto, se ha identificado
como imperativo que los técnicos, tecnólogos y
profesionales universitarios desarrollen
capacidades y calificaciones para tener éxito en
los procesos de la llamada Educación 4.0. Esto
se considera esencial para abordar las demandas
y requisitos de la Industria 4.0, que implica la
automatización de procesos para generar valor
en la producción masiva de bienes y servicios
(Diaz Tito et al., 2021).
Zamora y Mendoza (2023) mencionan
que “los sistemas de aprendizaje inteligente se
basan en tres componentes: el conocimiento del
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contenido, el conocimiento del alumno y el
conocimiento de estrategias y metodologías. Se
utilizan principalmente en el aprendizaje en
línea (e-learning). Estos sistemas funcionan
como guías del proceso de autoaprendizaje,
analizando y diagnosticando los conocimientos
y habilidades del estudiante. Valoran las
fortalezas y debilidades del estudiante a través
de procesos automatizados que permiten
determinar el dominio de un tema específico”.
Adicionalmente, “… se encuentran las
plataformas de aprendizaje colaborativo, las
cuales presentan entornos computarizados, que
facilitan herramientas de software y fomentan la
interacción entre individuos. Utilizan las
entradas de los diferentes actores para ofrecer
materiales, medios de comunicación e
interacción, mediante un entorno virtual
amigable e intuitivo(p. 4).
En la educación superior tecnológica y
universitaria, la innovación promete valiosas
aplicaciones para ser ejecutadas dentro de las
aulas apoyando a los docentes en la creación de
mundos virtuales para la exploración de nuevos
conocimientos (Barrios-Tao et al., 2021). Esta
ha demostrado poseer un gran potencial que
permite el procesamiento de datos y la
extracción de información con avances
relevantes en la adquisición de conocimiento en
los diferentes entornos académicos (Tomalá De
La Cruz et al., 2023).
Acorde a lo señalado por García et al
(2020, citado por Tomalá De La Cruz et al.,
2023) existen tres pilares básicos de cualquier
sistema educativo son: lectura, escritura y
cálculo; la sociedad de la información y el
conocimiento amplia estos pilares a través de
habilidades no cognitivas, tales como: empatía,
creatividad y pensamiento crítico (p. 243). La
conceptualización de la IA, acorde a (Pardiñas
R., 2020) citando a (García A. , 2012), se
expresa que gran cantidad de información
facilita el acceso a grandes cantidades de datos
analizables y a su vez demanda de nuevas
técnicas que permitan manejar tales cantidades
de información. Google es un ejemplo claro,
cuyo buscador es capaz de ir aprendiendo de los
clics de los usuarios para mejorar los resultados
de las búsquedas (pág. 13)”.
La IA puede ayudar a adquirir estas
habilidades esenciales a través de aplicaciones
educativas basadas en big data, aprendizaje
automático y aprendizaje profundo. Su correcta
aplicación en la educación proporciona entornos
de aprendizaje adaptativos y personalizados
adaptándose a las necesidades individuales de
cada alumno, permitiendo desarrollar
estrategias de aprendizaje más efectivas y
puntuales, que ayuden a los alumnos en la
adquisición de conocimientos de manera más
eficiente (Flores Olvera et al., 2020). Un análisis
sistemático de la inteligencia artificial en la
educación superior tecnológica es un tema
importante que puede ayudar a comprender el
potencial de la inteligencia artificial para
transformar la educación. Al examinar las
diferentes formas en que se utiliza la inteligencia
artificial, podemos identificar los beneficios y
desafíos de su uso y desarrollar estrategias para
explotar su potencial.
Su aplicación en la enseñanza se
convierte en el eje central de la docencia,
fomentando el aprendizaje en los estudiantes
mediante la implementación de proyectos de
desarrollo comunitario. Estos proyectos buscan
mejorar la calidad de vida de los habitantes,
estableciendo así una conexión significativa con
la sociedad. Además, se aprovecha en la
investigación y desarrollo (I+D), capitalizando
la capacidad de absorber nuevos conocimientos
gracias al crecimiento exponencial de las
capacidades cognitivas actuales. Esta capacidad
no solo permite controlar nuestro entorno, sino
también proteger el futuro y corregir posibles
errores que puedan afectar cualquier tipo de
entorno. Salmerón et al (2023) expresan que la
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educación y la formación son fundamentales
para el desarrollo personal y social. La IA puede
mejorar la calidad y el acceso a la misma,
especialmente para las personas con
discapacidades. El campo de la educación debe
asumir este desafío para garantizar que todos
tengan las oportunidades educativas que
necesitan. (p. 29)
En contraste, Giró-Gracia y Sancho-Gil
(2022) señalan que:
Mediante la IA es posible diseñar diferentes
plataformas virtuales más amigables e
interactivas que faciliten los procesos
educativos, tanto para el estudiante como para el
docente y los directivos; es así que algunas
instituciones están adoptando implementaciones
basadas en diseño instruccional, Learning
Management System (LMS) e inteligencia
artificial para interactuar en modalidad
sincrónica y asincrónica con sus estudiantes.
(citado por Salmerón Moreira et al., 2023, p. 29)
En una revisión retrospectiva, las
actividades asincrónicas se definen como
aquellas que los estudiantes pueden llevar a
cabo en cualquier momento y lugar, sin
necesidad de estar conectados en tiempo real
con el docente. Esta flexibilidad permite a los
estudiantes acceder al contenido y recibir
asistencia de los docentes según sus
necesidades, sin verse limitados por horarios o
ubicaciones específicas. Normalmente, estas
actividades se realizan a través de plataformas
de aprendizaje virtual (LMS), como Moodle o
Canvas, donde los estudiantes pueden acceder
a recursos como videos, presentaciones,
lecturas, foros de discusión y chats. Al mismo
tiempo, los docentes pueden utilizar estas
actividades asincrónicas para brindar apoyo
adicional, por ejemplo, creando secciones de
preguntas frecuentes que aborden las consultas
más comunes de los estudiantes.
1.1 El impacto de la inteligencia artificial
en la educación.
Autores como García et al. (2023)
señalan que la revolución digital contribuye a la
extracción y procesamiento de grandes
cantidades de información con el fin de mejorar
el desarrollo de actividades educativas o
administrativas mediante técnicas avanzadas de
herramientas tecnológicas para el análisis del
aprendizaje en diferentes campos como la
psicología, sociología, pedagogía entre otros. (p.
20)
Asimismo, las IA promete definir
enfoques centralizados en la inteligencia de
datos que garantice la mejora continua de
procesos de enseñanza aprendizaje, las mismas
que debe poseer oportunidades para la inclusión
y equidad de todas las personas que accedan a
una educación con valor agregado, permitiendo
que habilidades como el aprendizaje
colaborativo, sea uno de los aspectos
revolucionarios en la promocion y
personalización de los procesos dentro de las
instituciones de educación superior integradas
por los tres ejes sustantivos: docencia,
investogación y vinculación con la comunidad.
(p. 20)
1.2 Impacto en el proceso de aprendizaje
La inteligencia artificial (IA) tiene el
potencial de revolucionar el proceso de
aprendizaje de diversas maneras. Un ejemplo
destacado es el uso de sistemas de aprendizaje
automático que ofrecen a los estudiantes
retroalimentación personalizada adaptada a sus
necesidades individuales, facilitando así un
aprendizaje más eficiente y efectivo. Además,
la IA puede ser empleada para crear entornos de
aprendizaje más inmersivos y atractivos.
Tecnologías como la realidad virtual y
aumentada permiten generar experiencias
educativas más envolventes y estimulantes. Sin
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embargo, para optimizar estos procesos, es
esencial que los docentes se mantengan
constantemente actualizados en el ámbito de las
herramientas informáticas innovadoras o
emergentes, garantizando así una educación
con una mayor presencia tecnológica para los
estudiantes.
1.3 Impacto en procesos de enseñanza
La IA también tiene el potencial de
transformar la enseñanza. Por ejemplo, los
sistemas de inteligencia artificial pueden ayudar
a los profesores a crear planes de estudio
personalizados y a identificar las áreas en las que
los estudiantes necesitan más ayuda. Además, la
IA se puede utilizar para crear herramientas de
enseñanza que sean más eficientes y efectivas.
Por ejemplo, los chatbots pueden utilizarse para
responder a las preguntas de los estudiantes y los
sistemas de traducción automática pueden
utilizarse para traducir materiales educativos a
diferentes idiomas. Esto permitirá que los
docentes tengan una transformación por medio
de la reflexión, donde redefinirá sus
metodologías creando espacios de orientación
hacia la investigación de nuevos desafíos para
convertir la enseñanza tradicional en una
educación difusora de resultados académicos y
científicos. (pág. 21)
1.4 Impacto en la accesibilidad
La IA también tiene el potencial de hacer
que la educación sea más accesible para todos.
Por ejemplo, los sistemas de reconocimiento de
voz pueden ayudar a los estudiantes con
discapacidades auditivas y los sistemas de
traducción automática pueden ayudar a los
estudiantes que hablan idiomas diferentes.
Adicional, la IA se puede utilizar para crear
entornos de aprendizaje más flexibles y
adaptables. Por ejemplo, los sistemas de
aprendizaje automático pueden proporcionar a
los estudiantes acceso a educación
personalizada en cualquier momento y lugar.
En este sentido, Ecuador presenta
dificultades educativas, tales como: la
percepción del educador hacia sus alumnos,
donde considera que todos aprenden igual en
tiempo y espacio, y la poca participación del
estudiante con los recursos tecnológicos
disponibles que agreguen valor al contenido
educativo debido a diversos factores, entre ellos,
el socioeconómico (Nivela Cornejo, Echeverría
Desiderio, & Otero Agreda, 2020, p. 224). Ante
ello, se debe considerar rasgos de tipo afectivo,
cognitivo y psicosociales que los estudiantes
utilizan para interactuar dentro de una clase,
además de, promover herramientas que se
adapten a las necesidades de cada estilo de
aprendizaje y socioeconómico, limitando su uso
en el proceso de absorción de conocimiento.
1.4 Impacto en el futuro de la educación
La creación de plataformas como
ChatGPT desarrollada por la empresa OpenAI
es un ejemplo de cómo este tipo de tecnologías
puede cambiar el panorama educativo. Este
programa es un chatbot que genera texto,
traducir idiomas, escribir diferentes tipos de
contenido creativo y responder a preguntas de
forma informativa. Este tipo de aplicaciones
podría automatizar tareas que actualmente
realizan los profesores, como la corrección de
exámenes o la atención a los estudiantes.
Además, la IA también podría utilizarse
para crear nuevos tipos de contenidos
educativos, como vídeos de realidad virtual o
simulaciones. Estos contenidos podrían ofrecer
a los estudiantes una experiencia de aprendizaje
más personalizada y atractiva debido al
aprovechamiento de campos en las tecnologías
de aprendizaje automático (Machine Learning,
Deep Learning), contribuyendo en el
aprendizaje profundo y procesamiento del
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lenguaje natural utilizado para que los
algoritmos puedan aprender autónomamente
aplicando sus conocimientos en diferentes
entornos, tanto sociales como industriales
(Salmerón Moreira et al., 2023, citando a
Peñaherrera Acurio et al., 2022).
La inteligencia artificial tiene el
potencial de impactar el futuro de la educación
de manera significativa. No solo puede mejorar
la enseñanza y los asuntos académicos, sino
también ayudar a los estudiantes a gestionar su
atención, tomar decisiones informadas sobre su
carrera y abordar los factores personales que
pueden contribuir a la deserción escolar (Ocaña-
Fernández et al., 2019). La IA tiene el potencial
de transformar la educación de manera
fundamental. Al mejorar el aprendizaje, la
enseñanza y la accesibilidad, la IA puede ayudar
a preparar a los estudiantes para el futuro y crear
una sociedad más equitativa.
No obstante, uno de los desafíos que
enfrenta cualquier docente es la adaptación a
nuevas tecnologías con el fin de mejorar la
formación continua de los estudiantes. Aquellos
que actualizan constantemente sus
conocimientos encaminan su carrera hacia la
profesionalización centrada en las tecnologías
de la información y comunicación. Esto permite
redefinir el trabajo educativo convencional
hacia la capacitación en habilidades blandas que
aborden las necesidades y desafíos de un
mercado competitivo en las instituciones de
educación superior, donde se busca integrar la
docencia, la investigación y la vinculación con
la comunidad. Esto se logra mediante la
adaptación de prácticas bajo el enfoque de
aprendizaje colaborativo y autónomo.
Este artículo tiene como objetivo
demostrar que la inteligencia artificial (IA)
puede ser un aliado valioso en todo el proceso
de enseñanza-aprendizaje. La IA, integrando los
tres ejes sustantivos mencionados
anteriormente, se propone como un objetivo el
análisis metódico, sirviendo como vínculo entre
la veracidad y la comunicación de información
que facilite la identificación de diversos campos
de acción. Además, se exploran los beneficios y
desafíos que podrían enfrentar las instituciones
de educación superior (IES) al implementar la
IA como parte integral de los procesos de
enseñanza. La creciente popularidad de las
aplicaciones basadas en IA permite a los
estudiantes realizar actividades y tareas que
anteriormente se llevaban a cabo manualmente
con la asistencia de los profesores, planteando
así un desafío para el sistema educativo.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
Para el desarrollo de este trabajo de
investigación fue necesario realizar un análisis
sistemático para la recolección de información
relacionada con el tema en discusión. Para ello,
fue necesario seguir el modelo metodológico
PRISMA que, a diferencia de las revisiones de
carácter narrativa tradicional, es sistemático,
proporcionando información estructurada lo que
asegura una síntesis con un alcance mayor de
objetividad que minimice los sesgos sobre
estudios rigurosos e incluye el uso de motores
de búsqueda para promover la investigación en
curso (Blog Éxito Académico, 2021).
Page et al (2021) señalan que la
metodología PRISMA brinda la oportunidad de
obtener información con mínimos errores de
encontrar documentos que no posean
rigurosidad académica y científica, utilizado
mayormente en investigación de ciencias de la
salud. Ante esto, las bases de datos científicos
que permitirán obtener lo expuesto, serán
Scopus, SpringerLink y Scielo (Fajardo A. et al.,
2023). Los pasos para efectuar la aplicación de
una revisión adecuada son: definir la pregunta
de investigación, realizar la búsqueda
exhaustiva de la información en las bases de
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datos relevantes, seleccionar los documentos y
extraer los datos.
3. DESARROLLO
3.1 Análisis de datos
Para efectuar el análisis de datos
respectivo, tenemos las siguientes tablas.
Tabla 1.
Preguntas para la búsqueda de información
Código
Pregunta de
búsqueda
Objetivo de búsqueda
P01B
¿Cuál es el enfoque
que brinda la
aplicación de
inteligencia artificial
en otras áreas de
conocimiento?
Comprender el enfoque
que brinda la aplicación
de inteligencia artificial
(IA) en otras áreas de
conocimiento. Esto
implica identificar las
diferentes formas en que
la IA se puede utilizar
para mejorar o
transformar estas áreas.
P02B
¿Qué tipo de ventaja
brinda la aplicación
de inteligencia
artificial?
Identificar los diferentes
tipos de ventajas que
brinda la aplicación de
inteligencia artificial (IA).
Esto implica considerar
los siguientes aspectos:
*Ventajas generales de la
IA. Puede ofrecer una
serie de ventajas
generales, como la mejora
de la eficiencia, la
precisión y la creatividad.
*Ventajas específicas de
la IA en diferentes áreas.
Puede aplicar a un amplio
espectro de áreas, cada
una de las cuales tiene sus
propias ventajas
específicas. Por ejemplo,
la IA se puede utilizar
para mejorar el
diagnóstico médico,
predecir el
comportamiento del
mercado financiero o
crear nuevas formas de
arte.
P03B
¿Cuál es el enfoque
que brinda la
aplicación de
inteligencia artificial
en áreas de educación
Comprender el enfoque
que brinda la aplicación
de inteligencia artificial
(IA) en áreas de
educación superior
superior
tecnológicas?
tecnológicas. Esto implica
identificar las diferentes
formas en que la IA se
puede utilizar para
mejorar o transformar
estas áreas.
Nota. Modelo obtenido de (Fajardo A. et al., 2023)
El siguiente paso es de vital importancia
debido a la selección de forma efectiva los
documentos y artículos que se encuentran en
una búsqueda. Para ello, se deben considerar
varios criterios de exclusión e inclusión.
Estos criterios se basan en mantener los
estándares de publicación, la relevancia del tema
y el punto de observación para la búsqueda. En
primer lugar, se deben descartar los documentos
duplicados, los artículos que no son revistas y
los artículos de un campo específico publicados
hace más de cinco años.
Finalmente, se debe evaluar el
significado del documento para determinar si es
relevante para la búsqueda. Ante esto, se
establecen los siguientes términos a fin de
obtener una búsqueda exhaustiva:
Tabla 2.
Términos para la búsqueda de información
Código
Idea de búsqueda
Variable principal
Idea de
búsqueda
Variable
secundaria
T01B
“Inteligencia
Artificial” OR
“Artificial
Intelligence” OR
“Machine
Learning” OR
“Aprendizaje
Automatizado” OR
“Data mining” OR
“Minería de datos”
OR “Agente
Virtual OR
“Virtual Agent”
“Software
Development
OR
“Accounting”
OR Assembly
and
maintenance of
computer
equipment” OR
“Math” OR
“Management”
OR “Cloud
computing” OR
“Environmental
monitoring” OR
“Occupational
hazard OR
“Food
processing” OR
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“Smart city” OR
“Prison
security”
T02B