Tutores inteligentes basados en mecanismos de aprendizaje automático

Abstract

En este trabajo se aborda el tema de los Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) y la utilización de mecanismos de aprendizaje automático como herramienta que les permite adaptarse a las necesidades particulares de cada alumno. Se plantea una metodología para la creación y desarrollo de sistemas tutores inteligentes dinámicos, basada principalmente en dos aspectos. El primero considera que la evaluación ha sido y será una actividad básica e indispensable en el proceso educativo, sobre todo si se utiliza para identificar los fallos del estudiante con el fin de hacer énfasis en los conceptos erróneos que pueda tener. El segundo, plantea la posibilidad de representar los contenidos y los tests como conjuntos de pares atributo-valor, de tal forma que cada pregunta, junto con la respuesta dada por el estudiante, constituye una instancia que pasará a formar parte de un conjunto de entrenamiento que posteriormente es sometido a un inductor de aprendizaje automático. Desde la década del 80 las propuestas de STIs han definido arquitecturas genéricas compuestas básicamente por tres elementos: modelo del alumno, modelo pedagógico y modelo de dominio, acompañados por un interfaz para el alumno; por lo general la inteligencia de estos sistemas se limita a intentar repetir los sistemas de enseñanza tradicionales, más aún, en la actualidad el uso de gran cantidad de elementos multimedia en la mayoría de casos, prima sobre la utilización de elementos de Inteligencia Artificial. Por otra parte, los cursos que se ofrecen a través de Internet generalmente requieren que las evaluaciones de los alumnos se realicen de forma presencial. A partir de esta base conceptual, se propone para los STIs que funcionan a trvés de Internet una nueva arquitectura genérica e independiente del dominio de conocimiento. Para ello resulta necesario definir una Ontología adecuada para la representación del conocimiento que permita definir cada uno de los elementos conceptuales, didácticos y de instrucción que forman la materia de estudio en función de pares atributo-valor. Además, nos permitirá representar eficazmente las relaciones entre los elementos que describen los aspectos educativos relevantes relacionados directamente con el dominio que se está tratando. Se tiene también encuenta el hecho relevante de que, además de la estructura conceptual mencionada, en la organización del conocimiento ha de intervenir una secuenciación temporal de los diferentes temas, apartados, subapartados y elementos básicos de información (Ebis). En esta arquitectura se incluye un nuevo elemento: el modelo administrador y dos nuevas interfaces una para el tutor y otra para el administrador; por otra parte, el modelo pedagógico se caracteriza por dar mayor importancia a la evaluación continua que a la presentación de gran cantidad de contenidos; es aquí donde la metodología planteada proponer involucrar mecanismos de aprendizaje automático en la evaluación de los estudiantes. Las reglas producidas por el inductor elegido constituirán la parte primordial de una base de conocimientos dinámica que será utilizada para actualizar permanentemente el modelo del alumno, así como para retroalimentar el sistema tutor, de forma que éste pueda adaptar su estrategia de decisión a las necesidades del alumno.