Mejorar las preguntas en primero de primaria con IA

La inteligencia artificial impulsa el desarrollo de pensamiento avanzado en las clases – tomando “Canciones infantiles sobre animales” como ejemplo  

Guo Guangqin, Jiang Tingting, Yang Lisha, Feng Zuhui  

Escuela Experimental de Tanghu, Distrito de Shuangliu, Chengdu (Zona Oriental); Centro de Gestión de Tecnología Educativa del Distrito de Shuangliu, Chengdu  

Resumen:Este caso se centra en la enseñanza del texto “Canciones sobre los animales” en el programa de lengua china establecido por el ministerio. Se busca desarrollar las capacidades de pensamiento avanzado en los estudiantes de primer grado en el aula de lengua china. El profesor utiliza tecnologías de análisis de aulas con IA, registros de observación en el aula, así como análisis de la participación de los estudiantes y sus tareas, para analizar con precisión el proceso de enseñanza. En respuesta a problemas como la falta de desarrollo del pensamiento avanzado en los estudiantes durante la primera clase y a preguntas y retroalimentación insuficientes en el aula, el profesor implementa medidas clave: reestructura las preguntas, crea preguntas de cuatro niveles (observación, comparación, razonamiento, aplicación) para guiar el pensamiento profundo de los estudiantes; establece estructuras de apoyo que faciliten el aprendizaje, mediante el uso de componentes fonéticos, imitaciones corporales y conexiones con conocimientos científicos; y implementa un sistema de retroalimentación en tres niveles: afirmación, preguntas adicionales y transferencia, para profundizar el pensamiento de los estudiantes. Este caso utiliza la tecnología de inteligencia artificial para analizar con precisión y ofrecer sugerencias racionales, combinando varios métodos de enseñanza para crear un sistema de desarrollo en tres etapas, lo que proporciona referencias útiles para mejorar las estrategias de enseñanza y la calidad de la enseñanza en el aula.    

Palabras clave:Diagnóstico de IA; pensamiento avanzado; retroalimentación de evaluación    

I. Análisis del texto y puntos de anclaje para el desarrollo del pensamiento avanzado  

En el “Criterio de estándar de curso de lengua en la educación obligatoria (edición 2022)”, las competencias clave del área de lengua se definen claramente en cuatro dimensiones esenciales: confianza cultural, uso del lenguaje, capacidad de pensamiento y creación estética. “Canción infantil sobre animales” es un texto rítmico de reconocimiento de letras en el quinto unidad del segundo semestre del primer año en los libros de texto de lengua editados por el ministerio, y se basa en el carácter fonético con radical “虫” como estructura central, conectando las costumbres de 6 tipos de animales con la belleza rítmica de las estructuras de seis palabras. Desde la perspectiva del aprendizaje del lenguaje y las palabras, esta unidad lleva consigo el objetivo instrumental de “las reglas de formación de caracteres fonéticos”; desde el punto de vista del desarrollo del pensamiento, también contiene oportunidades para el cultivo de un pensamiento avanzado “observación—comparación—razonamiento—creación”. La edición 2022 del nuevo criterio destaca “el desarrollo del pensamiento en la práctica lingüística”, y en particular, para los niveles inferiores, exige “usar medios visuales para estimular la conciencia de investigación”, lo que establece la base del criterio para el cultivo del pensamiento avanzado en esta unidad.  

II. La práctica docente inicial: diagnóstico de los problemas en el desarrollo del pensamiento avanzado  

(1) Dilemas de pensamiento en los registros de clase  

En la sección “Exploración de la regla de los caracteres forma-sonido”, el profesor preguntó: “¿Qué tienen en común los nombres de estos animales?”. Los estudiantes respondieron: “Todos tienen la radikal ‘虫’”. Luego se preguntó: “Si se elimina la radikal ‘虫’, ¿qué relación hay entre la palabra en la derecha y su pronunciación?”. Los estudiantes solo pudieron mencionar de forma dispersa “青 = 蜻” y “胡 = 蝴”, y era difícil establecer la regla de formación de caracteres de “la radikal forma indica el significado, la radikal sonido indica la pronunciación”. Cuando el profesor preguntó: “¿Por qué la araña no es un insecto pero tiene la radikal ‘虫’?”, debido a la falta de un soporte de transición, los estudiantes permanecieron en silencio, hasta que el profesor explicó directamente el tema. Este tipo de escenario revela problemas típicos en el aula, donde las preguntas avanzadas existen de forma aislada y los eslabones de pensamiento están roto.  

(II) Datos cuantitativos de la diagnóstico por IA que confirman  

Según la teoría de enseñanza de la clasificación de Bloom y el modelo IRE, el proceso de desarrollo del pensamiento en el aula de clase se presenta a través de los datos de las preguntas de los docentes y las respuestas de los estudiantes. Con la ayuda del sistema de análisis de aulas de IA, se analiza el ciclo de preguntas-respuestas-evaluación en el aula, y se identifican las siguientes cuestiones clave:

1. Desequilibrio en el nivel de pensamiento: Los problemas de pensamiento avanzado (análisis, evaluación, creación) representan el 21.69 %, de los cuales los problemas de “creación” representan el 15.66 %. Sin embargo, casi la mitad de los problemas de “creación” se convierten en “niveles superiores falsos” debido a la falta de soporte, como en el ejemplo “adivina por qué la palabra ‘蝌’ está escrita así: a la izquierda hay un insecto y a la derecha hay una ciencia”. Los estudiantes solo pueden repetir “a la izquierda está un insecto, a la derecha está una ciencia”, sin llegar a comprender la esencia del carácter fonético.

2. El tiempo disponible para que los estudiantes respondan es insuficiente: los profesores deben planificar adecuadamente las preguntas, dando a los estudiantes tiempo suficiente para reflexionar. El objetivo es permitir que los estudiantes presenten respuestas de alta calidad, lo que a su vez aumenta la eficacia de las conversaciones en clase. Además, la clase debe fomentar que los estudiantes se atrevan a cuestionar y hacer preguntas, lo cual es una forma efectiva de desarrollar en ellos el pensamiento crítico y creativo. En esta clase, el tiempo promedio para que los estudiantes respondan a las preguntas de nivel avanzado fue de 1.75 segundos, muy inferior al rango ideal (10-12 segundos). Los profesores, para acelerar el proceso, respondían las preguntas por los estudiantes, lo que hacía que el pensamiento de los estudiantes se limitara a lo superficial.

3. Baja efectividad de la retroalimentación: Según la encuesta de retroalimentación de los maestros, en las clases de “Canciones infantiles sobre animales”, los maestros hicieron solo 3 preguntas efectivas a los estudiantes, lo que representa el 4.41%. En cambio, hubo 41 ocasiones en las que no se proporcionó ninguna retroalimentación, lo que representa el 60.29%. Por ejemplo, cuando el estudiante dijo “Los gusanos de tierra construyen palacios, como si cavaran túneles”, el maestro simplemente comentó “Bien dicho”, perdiendo así la oportunidad de fomentar en los estudiantes el uso de analogías para razonar.

4. Falta de aprendizaje profundo por parte de los estudiantes en el aula: Después de que el profesor plantea preguntas en el aula, los estudiantes deben reflexionar sobre ellas. El nivel de comprensión necesario para que los estudiantes respondan o realicen las actividades puede dividirse en aprendizaje profundo y aprendizaje superficial. Al observar las preguntas planteadas por el profesor, así como el rendimiento de los estudiantes en las actividades de clase, se puede determinar el nivel de profundidad del conocimiento que los estudiantes adquieren en el aula. Encontramos que hubo 6 ocasiones en las que las actividades de los estudiantes se consideraron como aprendizaje superficial, y solo 1 ocasión en las que se consideró como aprendizaje profundo.

III. Mejora dirigida: establecimiento de un sistema de desarrollo en tres etapas: “cadena de problemas – soporte – retroalimentación”  

En respuesta a los problemas mencionados, los maestros, a través de la reflexión, reestructuran el diseño del aula y optimizan las estrategias y métodos de enseñanza.

1. Reconstrucción de la cadena de problemas y guía del pensamiento. Basándose en los resultados de la diagnosis de IA, los maestros reconstruyen la cadena de problemas. En la enseñanza de los caracteres fonético-simbólicos, se diseñan cadenas de problemas con cuatro niveles: “observación—comparación—razonamiento—aplicación”. En el nivel de memorización y comprensión, se plantean preguntas como “¿Señalar los nombres de los animales en el canto infantil, ¿cuál es el punto común en sus radicales?” y “¿Cómo se lee la parte restante sin el radical de insecto?”, para ayudar a los estudiantes a establecer una conexión visual entre los radicales fonéticos y simbólicos. En el nivel de análisis y cuestionamiento, se plantean preguntas como “La araña tiene 8 patas, los insectos tienen 6 patas, ¿por qué su nombre también tiene el radical de insecto?”, y “¿Cuál de los caracteres ‘má’ y ‘yi’ en ‘escarabajo’ representa el sonido? ¿Cuál representa el significado? ¿Por qué?”, lo que provoca conflictos cognitivos en los estudiantes y guía su comprensión de la lógica histórica de la clasificación de los caracteres chinos. En el nivel de creación y transferencia, se plantean preguntas como “Si tuvieras que diseñar un nuevo carácter fonético-simbólico para ‘mariposa’, ¿qué radical y componente usarías? ¿Por qué?”, y “De acuerdo con la estructura de ‘qing (insecto+verde)’, ¿cómo crearías un carácter fonético-simbólico para ‘abeja’?”, transformando las reglas de formación de caracteres en habilidad creativa. En clase, cuando el maestro pregunta “La araña tiene 8 patas, los insectos tienen 6 patas, ¿por qué su nombre también tiene el radical de insecto?”, los estudiantes piensan activamente; algunos responden “Porque, al igual que los insectos, se mueven sobre el suelo”, y otros dicen “Quizás en la antigüedad pensaban que se parecía a un insecto, por eso se clasificaron juntos”. La actividad mental de los estudiantes aumenta significativamente, permitiéndoles reflexionar y razonar a cierta profundidad.

Los soportes basados en la experiencia sensorial ayudan al aprendizaje. En cuanto a las características de pensamiento concreto de los estudiantes de primaria, los maestros han diseñado tres tipos de soportes basados en la experiencia sensorial, para que el pensamiento abstracto pueda ser comprendido de manera tangible. El primero es el soporte visual: se crean “juegos de puzzle de caracteres fonéticos”, donde los estudiantes, a través de juegos como “el radical visual + el radical sonoro”, comprenden claramente cómo los radicales visuales indican el significado y los radicales sonoros indican el sonido. El segundo es el soporte motriz: al entender conceptos como “la libélula vuela” o “la mariposa juega al escondite”, los estudiantes imitan los movimientos de los animales con sus cuerpos, y dicen: “¿Cómo se mueven las alas de la libélula? ¿Qué juego está jugando la mariposa entre las flores?” De esta manera, la percepción verbal se convierte en pensamiento concreto. El tercero es el soporte interdisciplinario: se relaciona el conocimiento de la estructura corporal de los insectos en las clases de ciencias, y se compara la diferencia entre “la araña (8 patas) y la libélula (6 patas)”, para entender las diferencias entre la clasificación de los caracteres chinos y la clasificación científica, y desarrollar habilidades de análisis interdisciplinario. A través de estos soportes, los estudiantes comprenden mejor los conocimientos. Por ejemplo, al aprender los caracteres fonéticos, los estudiantes pueden entender mejor el papel de los radicales visuales y sonoros a través de los juegos de puzzle.

3. El mecanismo de retroalimentación de tercer nivel promueve el desarrollo del pensamiento. Los maestros han establecido un modelo de retroalimentación en niveles, que consiste en “afirmaciones – preguntas – transferencias”, lo que permite que el pensamiento se desarrolle de manera más profunda. Tomemos como ejemplo un fragmento de clase:

Bajo este mecanismo de retroalimentación, el pensamiento de los estudiantes se desarrolla y profundiza constantemente. En la etapa de creación de canciones infantiles, la calidad de las obras de los estudiantes mejoró significativamente. Se produjeron obras que combinan observaciones científicas y imaginación literaria, como “El insecto que practica el manejo de la espada sobre las hojas” (observando la forma de sus patas) o “El grillo toca la guitarra entre las hierbas” (recordando el sonido que emite). Esto ha permitido que la profundidad del pensamiento de los estudiantes aumente considerablemente, en comparación con las imitaciones de frases simples realizadas en la primera clase (por ejemplo, “La abeja recolecta miel entre las flores”).

IV. Mejora de los resultados: pasar de los datos a la visibilidad del pensamiento  

(1) Comparación de datos cuantitativos

Al comparar la enseñanza inicial y la enseñanza secundaria, observamos que la proporción de problemas avanzados y preguntas efectivas que los docentes plantean en el aula aumenta significativamente. También aumenta el número de veces que los estudiantes hablan más de 30 segundos, lo que indica que los docentes prestan más atención a guiar el pensamiento profundo de los estudiantes en el aula, lo que contribuye al desarrollo del pensamiento avanzado de los estudiantes.

(II) Manifestación cualitativa: La visibilización de las huellas del pensamiento  

1. Avance en la capacidad de razonamiento: Los estudiantes pueden descubrir por sí mismos que “moros” y “ballenas” no son insectos ni peces. Sin embargo, debido a las limitaciones del conocimiento de los antiguos, se les asignaron palabras relacionadas con insectos o peces. Esto refleja el razonamiento cultural que trasciende el tiempo y el espacio.  

2. Activación de la capacidad de creación: En la etapa de imitación, se presentan obras que combinan observaciones científicas y imaginación literaria, como “El saltarín de hoja practicando técnicas de esgrima (observando la forma de sus patas anteriores)” o “El grillo tocando la guitarra entre las hierbas (recordando su canto)”. Esto permite una profundización significativa en el pensamiento, en comparación con la imitación de frases simples que se realizaba en la primera clase (por ejemplo, “La abeja recolecta miel entre las flores”).  

3. Desarrollo de la conciencia crítica: Cuando un estudiante preguntó: “¿Por qué ‘蝌’ es ‘科’+‘虫’, en lugar de ‘可’+‘虫’, y ¿tiene algo que ver con ‘ciencia’?”, aunque la comprensión era incorrecta, mostró características de pensamiento que implican una búsqueda activa de las razones de la formación de las palabras.  

V. Conclusiones de análisis comparativo  

1. Los problemas en la enseñanza inicial son evidentes: En la primera clase, los estudiantes muestran interés en el contenido del curso, pero presentan deficiencias significativas en la capacidad de pensamiento avanzado. La diagnóstico en las clases con IA permite a los profesores identificar claramente problemas como desequilibrio en los niveles de pensamiento durante las preguntas en clase, tiempo insuficiente para responder y efectividad insuficiente en los comentarios. Esto hace que los estudiantes no puedan comprender profundamente el conocimiento y no puedan mejorar efectivamente su capacidad de pensamiento avanzado. La información obtenida mediante datos permite medir y analizar el desarrollo del pensamiento, como una especie de “diagnóstico de enseñanza”, lo que ayuda a los profesores a identificar con precisión los obstáculos en el desarrollo del pensamiento y a lograr mejoras basadas en evidencia en lugar de en experiencia.  

Los resultados son notables después de las mejoras realizadas: mediante la reestructuración de las cadenas de problemas, la implementación de estructuras que facilitan el pensamiento y la creación de un sistema de retroalimentación de tres niveles, se lograron mejoras significativas en la enseñanza. La proporción de problemas de nivel avanzado aumentó al 29.6%, mientras que los problemas relacionados con la memoria disminuyeron al 18.3%. El tiempo promedio que los estudiantes dedican al pensamiento aumentó a 4.85 segundos. La tasa de preguntas efectivas también aumentó al 28.7%, y la calidad de las expresiones creativas mejoró de 62.4 a 89.1 puntos. Los estudiantes han logrado mejoras significativas en sus habilidades de razonamiento, creatividad y capacidad de cuestionar.  

VI. Conclusión  

En el proceso de enseñanza del “Canción infantil sobre animales”, se ha explorado activamente las formas en que la IA puede contribuir al desarrollo de habilidades cognitivas avanzadas. Esta metodología presenta características y innovaciones destacadas. Mediante la tecnología de diagnóstico en aulas de IA, se logra un análisis preciso del proceso de enseñanza, lo que proporciona base científica para mejorar la enseñanza. Esto rompe con la subjetividad y la ambigüedad de los sistemas de evaluación tradicionales en las clases de idioma. En cuanto a las metodologías de enseñanza, se combinan elementos de juego y situaciones reales con apoyos prácticos, lo cual se ajusta a las características cognitivas de los estudiantes de primer grado y estimula su interés y motivación para aprender. El sistema de desarrollo “cadena de problemas – apoyos – retroalimentación” permite un progreso gradual, ayudando a los estudiantes a desarrollar habilidades cognitivas avanzadas. Sin embargo, todavía hay aspectos que necesitan mejorar, como la falta de integración de la pensamiento en la orientación de la escritura y la insuficiente integración interdisciplinaria. En el futuro, se optimizarán aún más las estrategias de enseñanza, se fortalecerá la integración entre la orientación de la escritura y el entrenamiento del pensamiento, se profundizará la interacción interdisciplinaria y se mejorará la calidad de la enseñanza, proporcionando así un apoyo más efectivo para el desarrollo cognitivo de los estudiantes.