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Nuestro cerebro, ¿funciona de forma probabilística?

En los eventos y publicaciones sobre IA educativa, se suele argumentar que la inteligencia artificial se diferencia de la humana en que la primera está basada en probabilidades. Para simplificar, es similar al teclado predictivo de los móviles que sugiere la siguiente palabra según lo que hemos escrito previamente. Normalmente, esta explicación basta para los ponentes y la segunda parte (en qué consiste la humana) queda en el aire. Pero suele ser suficiente para que la audiencia asienta, con el convencimiento de que la IA es «otra cosa».

Teoría bayesiana del funcionamiento del cerebro

La teoría bayesiana de la función cerebral sugiere que el cerebro toma decisiones y forma percepciones usando probabilidades basadas en experiencias previas y nueva información sensorial, similar a las estadísticas bayesianas. Los estudios indican que el cerebro utiliza modelos probabilísticos construidos a partir de experiencias pasadas para tomar decisiones.

Así pues, la teoría bayesiana de la función cerebral postula que el cerebro funciona como un sistema de procesamiento predictivo, generando modelos internos basados en creencias previas y experiencias pasadas para hacer predicciones sobre las entradas sensoriales futuras [1].

El cerebro codifica estados probabilísticos para generar predicciones sobre la información sensorial y actualiza sus creencias mediante errores de predicción [2]. La selección natural ha optimizado los mecanismos de procesamiento de la información del cerebro, lo que ha llevado al cerebro a procesar la información de forma óptima [3]. Se considera que el cerebro es una máquina de inferencia probabilística que rastrea continuamente la estructura probabilística de las observaciones sin depender de estados ocultos, y las experiencias pasadas influyen en los resultados futuros de forma similar a la regularización en el aprendizaje automático [4].

Evidencias que apoyan el funcionamiento bayesiano

Hay pruebas que respaldan la teoría bayesiana de la función cerebral, ya que ha explicado con éxito diversos comportamientos humanos en diversas tareas y ha sido validada empíricamente. Los estudios indican que los procesos neuronales que subyacen a la percepción, el aprendizaje y la toma de decisiones se aproximan a la inferencia bayesiana.

Más a través de SciSpace.

Conclusiones

Todo esto indica que los modelos según los cuales funciona la IA, concretamente los que dan lugar a la IA generativa de texto y nuestra inteligencia, así como la de los animales en general, comparten principios de funcionamiento que no son casuales. Igual que, como pasa con tantas otras características biológicas, muchas veces el ser humano con su tecnología imita de forma involuntaria a la naturaleza por el simple motivo de que solo hay un modo de llegar a determinadas soluciones, como la inteligencia.

El modelo probabilístico del funcionamiento del cerebro orgánico sugiere que no existen inteligencias artificiales y naturales separadas, sino que probablemente solo hay una única inteligencia, con distintos grados y particularidades, pero que comparten una naturaleza común, la probabilística.

Tan importante como conocer el funcionamiento interno de la IA lo es el conocimiento del funcionamiento de nuestra inteligencia, lo contrario nos lleva a comparar la IA con ideas preconcebidas sin fundamento científico.

Advertencia: una teoría no es, como sucede en el lenguaje coloquial, algo no demostrado o incierto. Al contrario, una teoría científica es una explicación basada en evidencias que describe y predice fenómenos naturales. Es falsable, revisable y coherente con el conocimiento existente (como, por ejemplo, la teoría de la relatividad).

Más información

Para los interesados en leer más sobre este tema recomendamos la entrada de la Wikipedia sobre enfoques bayesianos de la función cerebral y para profundizar, el artículo titulado: El Cerebro Bayesiano: El Papel de la Incertidumbre en la Codificación y Computación Neuronal.

El trabajo especializado de Thomas L. Griffiths, Charles Kemp y Joshua B. Tenenbaum sobre modelos bayesianos de cognición se ha convertido en un referente para la comunidad científica en el campo de la ciencia cognitiva y la psicología. Utilizan la inferencia probabilística para explicar cómo los humanos procesan información y toman decisiones bajo incertidumbre. Este enfoque proporciona un marco teórico y cuantitativo que unifica diversas áreas de la cognición, desde la percepción y el lenguaje hasta el razonamiento y la toma de decisiones.

Adaptación de actividades a la LOMLOE

He creado un conjunto de tres prompts para adaptar en muy poco tiempo una actividad educativa, que ya teníamos elaborada con antelación, a la LOMLOE. Estas actividades pueden ser ejercicios de clase, prácticas de laboratorio, actividades colaborativas, exámenes, etc.

Partiendo de esta actividad preexistente, estos prompts le asociarán:

  • Las competencias específicas que mejor se adaptan a la actividad.
  • Los criterios de evaluación de las competencias específicas anteriores que mejor encajan.
  • Los saberes que se trabajan en la actividad.

Además, hay un par de prompts adicionales para elaborar:

  • Los objetivos de aprendizaje de nuestra actividad.
  • Una rúbrica para evaluar las competencias específicas de la actividad en cuestión.

Los datos que necesitaremos para utilizar estos prompts son:

  1. Actividad que queremos adaptar, preferentemente en un documento que podamos subir a ChatGPT.
  2. Lista de competencias específicas con sus criterios de evaluación. Pueden ser todas o una selección.
  3. Lista de saberes. Todos o solo los que nos interesen.

Recomendaciones

  • Aconsejamos numerar las competencias, criterios y saberes para que el resultado sea más breve y comprensible.
  • Es casi obligado el uso de ChatGPT-4o (o superior) porque es el único que maneja tanta información con habilidad para producir buenos resultados. Incluso Claude 3.5 Sonnet, que en muchos aspectos iguala a esta versión de ChatGPT, no produce resultados de buena calidad.

La elaboración de estos prompts ha sido un proyecto colaborativo en el que han intervenido el GPT Úrsula, especializada en la creación de prompts educativos, y el GPT Bruno, especialista en LOMLOE.

Úrsula ha seguido mis instrucciones y correcciones para garantizar la calidad y relevancia del resultado final y Bruno ha revisado el resultado final y aconsejado la forma de adaptar plenamente los prompts al espíritu de la LOMLOE.

Los prompts están disponibles en: Adaptación de actividades a la LOMLOE.

Úrsula: diseñadora de prompts educativos

En el campo de la inteligencia artificial, los prompts son instrucciones que dirigen a los modelos generativos de texto como ChatGPT para producir contenido específico. Úrsula es un GPT, una versión personalizada de ChatGPT, que se especializa en la creación de prompts educativos.

¿Quién es Úrsula?

Úrsula es una instancia de ChatGPT creada con el propósito de diseñar prompts educativos. Estos prompts están formulados para guiar a la inteligencia artificial (IA) en la generación de contenido útil en contextos educativos. La misión de Úrsula es estructurar y personalizar las instrucciones dadas a la inteligencia artificial para facilitar la enseñanza y el aprendizaje en diversas disciplinas.

Función de Úrsula

La función principal de Úrsula es diseñar prompts educativos, que serán utilizados en un chat de otra IA, utilizando un modelo estructurado que garantiza claridad y eficacia. Úrsula producirá las instrucciones necesarias para que la IA que usamos habitualmente desarrolle y ayude en la tarea que deseamos, por ejemplo, diseñando una actividad educativa.

Por lo tanto, Úrsula crea las instrucciones que deberemos utilizar con otra IA para llevar a cabo la función que queramos.

Úrsula sigue el método R-I-T-A, el cual comprende las siguientes etapas:

  1. Rol y contexto de la IA: Se define el contexto educativo y el rol específico que la inteligencia artificial debe asumir. Esto incluye la descripción de las características y habilidades del personaje que la IA representará, así como su titulación académica y experiencia relevante.
  2. Información: La IA debe iniciar la conversación presentándose y haciendo preguntas específicas para obtener la información necesaria del usuario antes de proceder con la tarea principal.
  3. Adaptabilidad: La IA siempre verifica y decide si son necesarias preguntas adicionales según la naturaleza de la tarea a realizar.
  4. Tarea: Con la información obtenida, la IA realiza la tarea específica asignada, como desarrollar actividades, planificar un proyecto, analizar un texto, entre otras.

Si deseas aprender más sobre este método y saber cómo es y por qué, consulta Prompts educativos creados con el modelo R-I-T-A.

¿Cómo funciona?

Úrsula contiene las especificaciones del método R-I-T-A y además todos los prompts de la Biblioteca Avanzada de Prompts Educativos que toma como ejemplo.

Creación de prompts con Úrsula

Para pedirle a Úrsula un prompt basta con una descripción genérica de lo que necesitamos, pero sin entrar en detalles. Es decir, no es necesario indicar la materia o el tema que nos interesa, tampoco el nivel educativo. Estos y otros detalles Úrsula los preguntará a través del prompt que ella misma haga. Por lo tanto, le debemos pedir una instrucción general, no detallada. Por ejemplo:

Hola Úrsula, necesito un prompt para diseñar una actividad de comprensión lectora para mis estudiantes.

La creación de prompts educativos por parte de Úrsula implica una serie de pasos detallados. Aquí se presenta un ejemplo de cómo se estructura un prompt educativo con el método R-I-T-A, utilizando el ejemplo anterior:

Rol y contexto

Eres una profesora especializada en comprensión lectora con amplia experiencia en la enseñanza de estrategias de lectura efectiva. Tu tarea es diseñar una actividad de comprensión lectora para mis estudiantes.

Información

  1. Pregúntame el curso y la edad de los estudiantes. NO digas nada más y espera mi respuesta.
  2. Pregúntame el tipo de texto que se utilizará (cuento, artículo, ensayo, etc.). NO digas nada más y espera mi respuesta.
  3. Pregúntame los objetivos específicos de la actividad de comprensión lectora. NO digas nada más y espera mi respuesta.
  4. Pregúntame si hay algún criterio de evaluación específico que deba considerarse. NO digas nada más y espera mi respuesta.
  5. Pregúntame cualquier otro aspecto que consideres relevante para personalizar la actividad. (Adaptabilidad)

Tarea

Con la información proporcionada, diseña una actividad de comprensión lectora que incluya los siguientes elementos:

  • Una breve introducción del texto.
  • Tres preguntas de comprensión literal (que aborden información explícita del texto).
  • Tres preguntas de comprensión inferencial (que requieran deducciones basadas en el texto).
  • Dos preguntas de reflexión crítica (que inviten a los estudiantes a evaluar o relacionar el contenido del texto con sus experiencias o conocimientos previos).
  • Una actividad de extensión que permita a los estudiantes aplicar lo aprendido en un contexto diferente (puede ser una discusión grupal, una presentación, un proyecto creativo, etc.).

Pregúntame cualquier aspecto adicional que consideres necesario para completar la actividad.

Este prompt es claro y directo, permitiendo que la IA proporcione una asistencia personalizada y efectiva.

Ese prompt no se usa con Úrsula, se utiliza en una conversación diferente con cualquier IA que no sea Úrsula. El motivo es que Úrsula siempre intentará hacer un prompt con lo que le pongamos, aunque lo que le escribamos ya sea un prompt en sí mismo, es un poco obsesiva en este aspecto.

Mejorar prompts que ya tengamos

Una tarea en la que destaca es en la mejora de prompts preexistentes, porque mantendrá toda la información del prompt original, pero le añadirá las características del método R-I-T-A, lo cual siempre produce una mejora considerable.

Corrección de los prompts

Aunque Úrsula es realmente buena en su trabajo, debemos revisar siempre los prompts para eliminar inconsistencias y comprobar que realmente las preguntas que hace se adapten a lo que queremos.

Ventajas del uso de Úrsula

El uso de Úrsula ofrece varias ventajas significativas en el ámbito educativo:

  • Personalización: Úrsula crea prompts personalizados que se adaptan a las necesidades específicas del estudiante o profesor, garantizando una experiencia educativa relevante.
  • Eficiencia: Los prompts estructurados permiten a la IA generar respuestas precisas y útiles en menos tiempo.
  • Adaptabilidad: Úrsula puede ajustar los prompts basándose en la información adicional proporcionada por el usuario, lo que facilita una interacción más dinámica y efectiva.
  • Accesibilidad: Con Úrsula, los educadores pueden acceder a herramientas avanzadas de generación de contenido educativo, mejorando la calidad de la enseñanza y el aprendizaje.

Ejemplos de prompts educativos

Úrsula puede diseñar una amplia variedad de prompts para diferentes contextos educativos. Algunos ejemplos de títulos de prompts que Úrsula puede crear son:

  • Actividades interactivas para la enseñanza de la historia
  • Desarrollo de proyectos de ciencia para secundaria
  • Análisis literario de obras clásicas
  • Planificación de lecciones de geografía
  • Resolución de problemas de física

Estos títulos muestran la diversidad y flexibilidad de los prompts que Úrsula puede desarrollar para apoyar diversas áreas del conocimiento.

Cómo utilizar los prompts diseñados por Úrsula

Para utilizar un prompt diseñado por Úrsula, simplemente cópialo y pégalo en la interfaz de ChatGPT o la IA que utilices habitualmente (recomendamos cualquiera de las versiones de ChatGPT y Claude). Asegúrate de seguir las instrucciones específicas incluidas en el prompt, como responder a las preguntas numeradas y proporcionar información adicional cuando se solicite. Esto permitirá a la IA generar contenido adaptado a tus necesidades.

Licencia y uso

Los prompts diseñados por Úrsula están disponibles bajo la licencia Creative Commons BY 4.0. Esto significa que puedes compartir y adaptar los prompts siempre y cuando se dé crédito adecuado a la creadora (Úrsula).

Para obtener más información y acceder a una variedad de prompts educativos, visita la Biblioteca Avanzada de Prompts Educativos en https://eduprompts.tiddlyhost.com.

Este artículo ha sido escrito en colaboración con Úrsula.

Prompts educativos creados con el modelo R-I-T-A

Últimamente, circula por las redes relacionadas con la inteligencia artificial, esta imagen donde nos indica cómo construir varios tipos de prompts según diversos esquemas. Recordemos que un prompt es la instrucción escrita que se le proporciona a la inteligencia artificial generativa para producir un resultado, por ejemplo, que prepare una actividad divertida sobre la simplificación de fracciones.

Si hacemos una búsqueda clásica por Internet (es decir, Google sin IA) encontraremos la misma imagen o algunas muy parecidas con más o menos tipos de prompts, según su origen. Sin embargo, estos prompts no provienen del mundo educativo, sino de la empresa, cuyos medios y fines no guardan relación con la educación. Por este motivo creemos que es necesario disponer de un modelo propio para la educación (un metaprompt).

Un metaprompt para crear eduprompts

El GPT Úrsula contiene todos los prompts educativos de la web Biblioteca Avanzada de Prompts Educativos, por lo que dispone de una base de datos muy valiosa para su análisis. Por este motivo le pedí que los analizase y después de una breve conversación y bastantes rectificaciones, con numerosas pruebas en chats independientes, produjo el modelo R-I-T-A: Rol – Información – Tarea – Adaptabilidad. Detallamos el modelo R-I-T-A a continuación:

  • Rol y contexto de la IA: Se define el contexto educativo y el rol específico que la IA debe asumir. Esto incluye las características y habilidades del personaje que la IA representará, así como su titulación académica y experiencia relevante. Cuando sea necesario, el contexto incluirá el curso o edad de los estudiantes y la materia, estos datos deberán ser preguntados al usuario por parte de la IA.
  • Información: La IA debe iniciar la conversación presentándose y haciendo preguntas específicas para obtener información necesaria del usuario antes de proceder con la tarea principal. Estas preguntas suelen estar numeradas y la IA deberá esperar la respuesta del usuario a cada una de estas preguntas antes de continuar, por lo que pondrá después de cada pregunta: «NO digas nada más y espera mi respuesta». Hay dos motivos por los que se actúa de esta forma:
    • La primera es que evita la edición del prompt (borrar y poner lo que queramos en su lugar) por lo que es más sencillo, cómodo y natural, según nuestro punto de vista.
    • Y la segunda es que sirve de punto de control. Gracias a este método se sabe si la IA nos entiende o no. Más de una vez se ha fragmentado un prompt al ver que empezaba bien, pero la IA se saltaba preguntas, eso indica que esa parte ya no la tenía en cuenta. Si se obliga a preguntar todo, y realmente lo hace, entonces sabemos que nos está entendiendo al 100 %. Si no se hace así, dará una repuesta convincente, pero no se sabrá si ha tenido en cuenta toda la información.
    • En secuencias de prompts muy largas, como los de las situaciones de aprendizaje, hacia la mitad se pide un resumen, también como punto de control, para saber si la información que está manejando está completa.
  • Tarea: Con la información obtenida, la IA realiza la tarea específica asignada, como desarrollar actividades, planificar un proyecto, analizar un texto, etc.
  • Adaptabilidad: La IA debe siempre comprobar y decidir si son necesarias preguntas adicionales según la naturaleza de la tarea que deba realizar.

En realidad, esto es un metaprompt, es decir, un prompt para crear prompts. De forma que la IA puede generar prompts de naturaleza educativa siguiendo este modelo que se ha incorporado a las instrucciones del GPT Úrsula. Realmente los prompts que generaba Úrsula ya eran de este tipo, ya que de forma inconsciente era la estructura seguida en la mayoría de los prompts que hay en la Biblioteca Avanzada de Prompts Educativos. No obstante, ahora estas normas están expresamente detalladas, por lo que los prompts generados son más eficientes.

Ejemplo: Prompt sobre evaluación formativa

Rol y contexto de la IA:
Eres un experto en evaluación educativa con un doctorado en Pedagogía. Ayudarás a un docente a crear una evaluación formativa para sus alumnos de secundaria en la asignatura de Ciencias Sociales.

Información:
1. Pregúntame cuál es el objetivo de aprendizaje que se quiere evaluar. NO digas nada más y espera mi respuesta.
2. Pregúntame qué tipo de actividades prefieres para evaluar ese objetivo (p. ej., pruebas escritas, proyectos, presentaciones). NO digas nada más y espera mi respuesta.
3. Pregúntame cuántos alumnos hay en la clase. NO digas nada más y espera mi respuesta.

Adaptabilidad:
4. Pregúntame cualquier otro aspecto que consideres relevante.

Tarea:
Con la información proporcionada, desarrolla una propuesta de evaluación formativa que incluya:
1. Un breve resumen del objetivo de aprendizaje.
2. Las actividades específicas que se utilizarán para la evaluación.
3. Los criterios de evaluación para cada actividad.
4. Una rúbrica para calificar las actividades.

Pregúntame si la propuesta es adecuada o si necesito algún ajuste adicional.

Conclusión

El modelo R-I-T-A, desarrollado para crear prompts educativos, establece una estructura clara y eficiente: Rol, Información, Tarea y Adaptabilidad. Este enfoque permite a la IA, específicamente al GPT Úrsula, generar instrucciones concretas para actividades educativas. Al definir el contexto y rol de la IA, recopilar información relevante del usuario, adaptar las preguntas según la tarea, y finalmente realizar la tarea asignada, se garantiza una interacción eficiente y personalizada. Este metaprompt proporciona un marco para que los prompts educativos sean más coherentes y útiles, asegurando así un mejor aprovechamiento de las capacidades de la IA en el ámbito educativo.

Conclusión redactada con la ayuda de ChatGPT-4o.

Diseño y desarrollo de situaciones de aprendizaje con IA

La creación de situaciones de aprendizaje (SDA) es una tarea laboriosa y no exenta de cierta complejidad. En este artículo proporcionamos una serie de prompts (instrucciones) para que podamos acelerar el proceso gracias al uso de la IA generativa de texto. Las SDA que podamos hacer servirán para cualquier comunidad autónoma, si necesitamos requerimientos especiales podemos añadirlos a los prompts que proporcionamos aquí.

Hemos hecho también una versión adaptada a la creación de situaciones de aprendizaje siguiendo el modelo de Cataluña: Disseny i desenvolupament de situacions d’aprenentatge amb IA.

Elección de la IA

Actualmente, disponemos de más de una inteligencia artificial para utilizar en nuestras tareas. Por ejemplo:

Estas son las más empleadas, pero todavía hay más y después de probarlas todas, solo hay dos que pueden hacer una SDA en condiciones, son ChatGPT (cualquiera de sus versiones) y Claude. Aunque esta última solo nos dejó hacer la primera parte por haber llegado al límite de mensajes y después de un buen rato de espera (unas 3 horas) pudimos continuar. El resto de IA empiezan a hacer la SDA sin tener todos los datos, porque no hacen caso cuando se les dice que esperen nuestras instrucciones, de forma que no se pueden utilizar en esta tarea.

Prompts

Los prompts son las instrucciones que damos a la IA para que haga su trabajo y los podéis encontrar en la web:

Guía de Inteligencia artificial en educación.

Su uso es muy sencillo, solo hay que ir copiando los prompts en el chat de la IA y dándole la información que irá pidiendo. Esta información conviene tenerla ya preparada. Será necesario:

  1. Lista de todas las competencias específicas (CE) numeradas. Por ejemplo, CE1, CE2, etc.
  2. Criterios de evaluación de las CE, también numerados.
  3. Lista de saberes qué queremos usar, igualmente numerados.

Además

  • Los prompts se añaden de forma secuencial, todos en la misma conversación, aunque no es necesario escribirlos de una sola vez y se puede interrumpir el proceso para continuarlo más tarde donde se dejó.
  • Tenemos que leer muy atentamente en todo momento qué dice la IA. No hay que dudar en pedir explicaciones y rectificaciones ante cualquier propuesta que nos genere dudas o no sea de nuestro gusto. La personalización de la SDA es necesaria.
  • Una vez terminada la SDA seguramente tendremos que volver a la conversación con la IA para ampliar o rectificar determinadas partes, por lo que recomendamos guardar la dirección para referencia futura.

Los prompts se han dividido en dos partes:

  • Diseño de la situación de aprendizaje (prompts 1 a 9) en que se crea y define la situación de aprendizaje. Es la parte más teórica y que nos servirá para rellenar la documentación que se suele pedir desde la administración educativa.
  • Concreción y desarrollo (prompts 10 a 20) donde se encuentran las instrucciones detalladas de cómo se lleva a cabo y con lo que podremos hacer el dosier del alumno. Es, por tanto, la parte que llevaremos realmente a la práctica.

Al finalizar todo el proceso, debemos comprobar que sea lógico, coherente, adaptado al nivel del alumnado y que esté en la línea de nuestra forma de actuar.

Además, debemos adaptar la SDA a nuestro propio estilo, de forma que podemos ir modificando lo que la IA nos va proponiendo y también le podemos pedir que modifique, rectifique o elimine algunas partes.

Esperamos que sea útil y que podáis sacar mucho provecho. Para cualquier problema o duda puedes ponerte en contacto en el correo:

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