Equidad e inclusión
Experiencia de aula
IA para la inclusión en el aprendizaje del pensamiento computacional
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¿Cómo puede la inteligencia artificial ayudar al alumnado con necesidades especiales en sus primeros pasos para adquirir las habilidades del pensamiento computacional?
Contexto
Varias iniciativas educativas están dirigidas a niños y adolescentes con dificultades visuales, cognitivas o motrices, ofreciéndoles oportunidades para desarrollar el pensamiento computacional. Una de estas iniciativas es Scratch Jr. Tactile, que puede mejorar su potencial de aprendizaje con la ayuda de la inteligencia artificial. A través de este proyecto se ha desarrollado una aplicación para identificar las piezas del juego y proporcionar instrucciones por voz y texto, favoreciendo la inclusión digital y accesibilidad para todos los alumnos.
Destacamos...
Por lo general, el alumnado adopta el rol de usuario de tecnologías digitales y aplicaciones en su proceso de aprendizaje. En este caso, los estudiantes de bachillerato tecnológico han sido los encargados de diseñar una aplicación para adaptarla a la diversidad del alumnado con discapacidades, ampliando así sus habilidades en pensamiento computacional y uso de tecnologías digitales, al mismo tiempo que enfrentaban retos reales y de compromiso social.
El término inclusión es uno de los más importantes en referencia a la acogida de alumnado de distintos perfiles en una misma aula. Sin embargo, rara vez se habla de la inclusión digital donde hay que adaptar la tecnología para que sea útil y accesible a todo el alumnado.
Este proyecto es ideal para que el alumnado utilice el pensamiento crítico y aproveche las habilidades del pensamiento computacional para desarrollar la aplicación. Entre las más importantes destacan la abstracción y la descomposición, la identificación de patrones, el pensamiento algorítmico, la depuración de errores...
Objetivos
Cooperar y compartir con los compañeros y compañeras tecnologías digitales y estrategias del pensamiento computacional
Para dar una respuesta conjunta a un problema que afecta a un colectivo de alumnado con discapacidad.
Estudiar y aplicar distintas tecnologías digitales basadas en la inteligencia artificial
Para entrenar a modelos capaces de dar soluciones a una necesidad.
Diseñar una aplicación con elementos de programación gráfica
Para identificar las piezas de Scratch Jr. Tactile que utiliza, en su proceso de aprendizaje, el alumnado con necesidades especiales.
Secuencia didáctica
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Activándonos
Para iniciar el proyecto nos hacemos preguntas. ¿Cómo ha aprendido a programar el alumnado de la escuela? ¿Cómo creen que pueden hacerlo alumnos con discapacidad visual, cognitiva o de motricidad?
Actividad “Ayúdame a programar”
Por parejas se intenta resolver un pequeño reto de programación metiéndonos en la piel de un chico o una chica con ceguera. Uno de los miembros de la pareja utilizará un antifaz para taparse los ojos y el otro compañero o compañera debe dar las indicaciones para resolver el reto. Se utiliza el entorno de programación gráfica Scratch. Antes de empezar a utilizar el programa, acordar qué debe hacer el personaje principal (mínimo de tres acciones diferentes). Las acciones que se realicen deben ser de dos familias de bloques diferentes y deben tener un fondo apropiado.
La persona que hace de guía no puede acompañar las manos de la otra persona para mover el ratón ni utilizar el teclado. Todas las acciones a realizar serán transmitidas únicamente por voz.
Conocemos la iniciativa Scratch Jr. Tctile
Explicar cómo funciona el juego desenchufado. Intentar resolver un reto similar al anterior, pero esta vez con las piezas de madera del juego Scratch Jr. Tactile.
Comunicación del objetivo principal de aprendizaje y características de la aplicación a diseñar
Software libre; fácil de adaptar o modificar; inclusivo (con texto y voz).
Actividad “Ayúdame a programar”
Por parejas se intenta resolver un pequeño reto de programación metiéndonos en la piel de un chico o una chica con ceguera. Uno de los miembros de la pareja utilizará un antifaz para taparse los ojos y el otro compañero o compañera debe dar las indicaciones para resolver el reto. Se utiliza el entorno de programación gráfica Scratch. Antes de empezar a utilizar el programa, acordar qué debe hacer el personaje principal (mínimo de tres acciones diferentes). Las acciones que se realicen deben ser de dos familias de bloques diferentes y deben tener un fondo apropiado.
La persona que hace de guía no puede acompañar las manos de la otra persona para mover el ratón ni utilizar el teclado. Todas las acciones a realizar serán transmitidas únicamente por voz.
Conocemos la iniciativa Scratch Jr. Tctile
Explicar cómo funciona el juego desenchufado. Intentar resolver un reto similar al anterior, pero esta vez con las piezas de madera del juego Scratch Jr. Tactile.
Comunicación del objetivo principal de aprendizaje y características de la aplicación a diseñar
Software libre; fácil de adaptar o modificar; inclusivo (con texto y voz).
2
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Diseñando
Es el momento de la lluvia de ideas para crear una solución y pautar estrategias, acciones y fases a seguir para lograr el diseño de la aplicación.
1. Realizar pruebas para entender el funcionamiento y rendimiento de la aplicación Teachable Machine: el docente debe acompañar al alumnado para garantizar que entiende los diferentes parámetros de la aplicación. Además debe sugerir, si el propio alumnado no lo hace, qué piezas tienen más problemas y cómo se podría resolver (formas, colores, posiciones…).
2. Entrenar el modelo de inteligencia artificial con Teachable Machine: en este punto, el alumnado debe modificar las piezas de madera del juego para ser fácilmente identificadas por el modelo de IA. Además, debe tener suficientes imágenes muestra de cada pieza y en diferentes posiciones. Hay que tener presente que está destinado a alumnado con problemas visuales, cognitivos o motrices y, por tanto, deben contemplarse todas las opciones.
3. Guardar el proyecto por si es necesario recuperarlo y exportar a TensorFlow.
4. Diseñar la aplicación con Scracth con soporte de IA. Aplicar las estructuras del pensamiento computacional para que el reconocimiento de la pieza sea eficiente y rápido. Este proceso debe ser consensuado por todos los grupos. Además, esta identificación debe ser por texto y de voz para ser escuchada en distintos idiomas (cada grupo puede trabajar un idioma distinto). Por tanto, habrá que grabar las voces.
5. Corregir posibles errores del diseño
1. Realizar pruebas para entender el funcionamiento y rendimiento de la aplicación Teachable Machine: el docente debe acompañar al alumnado para garantizar que entiende los diferentes parámetros de la aplicación. Además debe sugerir, si el propio alumnado no lo hace, qué piezas tienen más problemas y cómo se podría resolver (formas, colores, posiciones…).
2. Entrenar el modelo de inteligencia artificial con Teachable Machine: en este punto, el alumnado debe modificar las piezas de madera del juego para ser fácilmente identificadas por el modelo de IA. Además, debe tener suficientes imágenes muestra de cada pieza y en diferentes posiciones. Hay que tener presente que está destinado a alumnado con problemas visuales, cognitivos o motrices y, por tanto, deben contemplarse todas las opciones.
3. Guardar el proyecto por si es necesario recuperarlo y exportar a TensorFlow.
4. Diseñar la aplicación con Scracth con soporte de IA. Aplicar las estructuras del pensamiento computacional para que el reconocimiento de la pieza sea eficiente y rápido. Este proceso debe ser consensuado por todos los grupos. Además, esta identificación debe ser por texto y de voz para ser escuchada en distintos idiomas (cada grupo puede trabajar un idioma distinto). Por tanto, habrá que grabar las voces.
5. Corregir posibles errores del diseño
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Comprobamos que funciona
Por último, probamos el diseño (con un antifaz) para experimentar en primera persona la usabilidad y fiabilidad de la aplicación.
Evaluación y conclusiones
Éxitos
Es un proyecto abierto y compartido Contactamos con Roger Olivella (uno de los creadores de Scratch Jr. Tactile) al que se pidió permiso para crear la aplicación basada en IA sobre estas herramientas. Al finalizar el proyecto, le hemos facilitado una guía de trabajo para compartir con aquellas escuelas o instituciones que quieran reproducir el trabajo realizado o, incluso, adaptarlo a situaciones muy concretas. Scratch Jr. Tactile está apoyado por numerosas instituciones y organizaciones como ONCE, Scratch Fundation y el ayuntamiento de Barcelona entre otros.
La motivación del alumnado de bachillerato que participó en el diseño de la aplicación fue muy alta en todo momento. Eran conscientes de que estaban utilizando el pensamiento crítico y sus habilidades del pensamiento computacional para dar servicio a una entidad que trabaja con alumnado de necesidades especiales.
Toda la propuesta didáctica se ha enfocado teniendo en cuenta los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) que aconseja trabajar el nuevo currículum educativo de la LOMLOE. Ha servido de ejemplo práctico que evidencia el compromiso con los ODS (en concreto el 4 Educación de calidad y el 10 Reducción de las desigualdades).
A mejorar
Hemos utilizado sólo las piezas de un juego Scratch Jr. Tactile. Sin embargo, se puede acceder a la web de esta iniciativa y descargarse el archivo que permite fabricarlas con una impresora 3D. El proyecto podría haberse ampliado con la fabricación digital de más piezas permitiendo trabajar mejor con grupos más grandes.
Por limitaciones de tiempo no se han podido trabajar todas las piezas del juego Scratch Jr. Tactile. Habría que hacer una ampliación de la aplicación y de uso de la IA para reconocer las que faltan.
Las aplicaciones que ha realizado el alumnado en las que las voces están en catalán, castellano e inglés, son aplicaciones independientes. Con un poco más de tiempo, se podría intentar hacer una única aplicación con un menú inicial donde se pueda elegir el idioma. Además, podría utilizarse voces más familiares o de personas cercanas para quien acabará utilizando la aplicación.
Estamos planificando una mejora que permitirá evolucionar el proyecto y que servirá de entrenamiento para alumnado más experimentado: reconocimiento de secuencias de piezas y no de piezas aisladas como en la aplicación actual.
La valoración del trabajo con el alumnado es muy positiva y como experiencia didáctica se ha observado que tiene un gran potencial. Ha servido para concienciar al alumnado sobre la importancia de saber diseñar productos y/o aplicaciones también accesibles a colectivos con necesidades especiales.
Además, la propuesta ha sido muy bien acogida por instituciones y organismos y por la comunidad educativa, que destaca por su valor inclusivo. Ha sido galardonada con el 2º premio en el concurso del FIET Jove (Fórum Internacional de Educación y Tecnología) que organiza la Universidad Rovira i Virgili.
Además, la propuesta ha sido muy bien acogida por instituciones y organismos y por la comunidad educativa, que destaca por su valor inclusivo. Ha sido galardonada con el 2º premio en el concurso del FIET Jove (Fórum Internacional de Educación y Tecnología) que organiza la Universidad Rovira i Virgili.
Lleva la experiencia a tu aula
Consejos para adaptarla
1
Empezar con piezas similares
Para entender bien el funcionamiento y el entrenamiento del modelo de la IA, se debe empezar con piezas similares entre ellas. Dejar que el alumnado intente descubrir los diferentes parámetros que mejor pueden ajustar el reconocimiento.
2
Pensar en los destinatarios
Después habrá que recordar que, si se trata de una herramienta que utilizará al alumnado con diferentes discapacidades, es importante que se tengan en consideración todas las opciones. Por ejemplo, la webcam invierte la imagen y en el caso de problemas cognitivos o motrices donde el alumnado ve perfectamente la pantalla, puede ser muy confuso.
3
Tener en cuenta la rotación de la pieza
Tener presente también que la pieza se puede dejar rotada (girada en diferentes grados) sobre la superficie de reconocimiento. La dejen como la dejen, el modelo entrenado debe permitir reconocer la pieza.
4
Mejor utilizar Scratch
No se aconseja utilizar entornos de programación como Python porque con la programación por código resultaría más difícil que una escuela o institución que deba utilizar este recurso, pueda adaptarlo si no conoce este lenguaje. La facilidad de cambios y adaptación a nuevos requerimientos que ofrece Scratch es mucho más amplia y ágil que otros lenguajes que requieren mayor experiencia.
5
Aprovechar las orientaciones de la guía
Se ha publicado una guía de desarrollo por si cualquier escuela o institución quiere reproducir este proyecto. En la guía se pueden ver todas las dificultades que comporta este proyecto y sus soluciones.
Materiales y recursos
Web Scratch Jr Tactile
Publicación en la web de la escuela
Noticia en las redes por el 2º premio en el FIET (Foro Internacional de Educación y Tecnología URV)
Autor
