Chatbots en la educación: una (breve) revisión bibliográfica

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Como parte del proyecto Erasmus+ Careerbot de la UE, hemos realizado una breve revisión bibliográfica sobre chatbots y educación. La revisión de la literatura fue pensada principalmente como un medio para que los socios del proyecto de España, Austria, Grecia e Irlanda adquirieran una comprensión del desarrollo, la tecnología, la pedagogía y el uso de Chatbots. Para ello, todos los socios participaron en la identificación de fuentes bibliográficas relevantes y las añadieron a una plantilla en línea que, además de los detalles bibliográficos, incluía un resumen de la fuente bibliográfica. Obviamente, las cadenas de búsqueda variaban en función de los países y los idiomas, pero giraban en torno a los chatbots, la educación, el empleo, las carreras profesionales y la orientación.

Cabe destacar que nuestro objetivo no era llevar a cabo una revisión sistemática de la bibliografía, lo que excedería los recursos y el plazo del proyecto, sino contribuir a una comprensión compartida del potencial de los chatbots en la educación, las tecnologías detrás de los chatbots y el diseño y desarrollo de chatbots.

Si alguien puede indicarme más referencias que debería incluir, se lo agradecería enormemente.

Definición de chatbots

Un chatbot puede describirse como un sistema digital con el que se puede interactuar enteramente a través del lenguaje natural mediante interfaces de texto o voz. Los chatbots están pensados para automatizar conversaciones simulando a un interlocutor humano y pueden integrarse en software, como plataformas en línea, asistentes digitales, o interconectarse a través de servicios de mensajería.

En los últimos años ha crecido el interés por el uso de chatbots para el asesoramiento, la orientación y el consejo profesional. Esto se debe a que los chatbots pueden proporcionar información inmediata y personalizada a los usuarios, las 24 horas del día. También se puede acceder a ellos de forma fácil y cómoda, lo que los convierte en una herramienta útil para las personas que no tienen acceso a otras formas de asesoramiento, orientación y consejo profesional.

En "Una revisión sistemática de la literatura sobre chatbots en educación ¿Ya hemos llegado?" Wollny, Schneider, Di Mitri, Weidlich, Rittberger y Drachsler (2021) examinaron diferentes marcos para clasificar los chatbots. Un marco de clasificación se define a través de "chatbots de flujo", "chatbots artificialmente inteligentes", "chatbots con reconocimiento de voz integrado", así como "chatbots con datos contextuales integrados" (Winkler y Soellner, 2018). Dicen que "al especificar las interfaces de texto como "basadas en botones" o "basadas en el reconocimiento de palabras clave" (Smutny y Schreiberova, 2020), las interfaces de texto se pueden subdividir." "Las interfaces de texto tienen ventajas para transmitir información, y las interfaces de voz tienen ventajas para el apoyo afectivo".  También llaman la atención sobre la importancia de la personalidad de los chatbots derivando "cuatro directrices útiles en educación: expresiones emocionales positivas o neutras, una cantidad limitada de gráficos animados o visuales, un género bien considerado del chatbot e interacciones similares a las humanas."

En sus conclusiones consideran la posición de los chatbots en el ciclo de hype de Gartner, sugiriendo que la tecnología en torno a los chatbots en la educación puede estar actualmente en la fase de "activación de la innovación". "Esta fase es en la que hay muchas expectativas puestas en la tecnología, pero la experiencia práctica en profundidad sigue faltando en gran medida".

El uso de chatbots fuera de la educación

Fuera de la educación, las aplicaciones típicas de los chatbots son el servicio de atención al cliente (Xu et al., 2017), el asesoramiento a pacientes hospitalizados (Vaidyam et al., 2019) o los servicios de información en altavoces inteligentes (Ram et al., 2018). Fuera de la educación, las aplicaciones típicas de los chatbots son la atención al cliente (Xu et al., 2017), el asesoramiento de pacientes hospitalarios (Vaidyam et al., 2019) o los servicios de información en altavoces inteligentes (Ram et al., 2018).

Mehault (2021) expone las ventajas del uso de Chatbots desde el punto de vista del empleador.

En un artículo en el que afirma que la importancia de la gestión de los recursos humanos (RRHH) radica en que es capaz de gestionar los recursos humanos para lograr la máxima eficiencia y ser capaz de planificar las operaciones de la organización y conducirla al éxito. Jitgosol, Y., Kasemvilas, S., Boonchai, P. (2019) presentan el diseño de un chatbot de RRHH que podría. Según ellos, mejorar la gestión de los recursos humanos, en particular las preocupaciones sobre el bienestar. En el estudio de caso, una aplicación de chatbot de RRHH diseñada para responder preguntas y proporcionar asesoramiento sobre el bienestar de los empleados ayudando a reducir los costos dentro de la organización.

Chatbots en la educación

Wollny, Schneider et al (2021) afirman que "un elemento central de los chatbots es la clasificación de intenciones, también denominada componente de comprensión del lenguaje natural (NLU), que se encarga de dar sentido a los datos de entrada humanos". Si observamos los avances actuales en el desarrollo de software para chatbots, parece que el objetivo de esta tecnología es superar algún día el Test de Turing (Saygin et al., 2000), lo que podría convertir a los chatbots en herramientas educativas eficaces. Por tanto, nos preguntamos: "¿Hemos llegado ya ahí? - ¿Tendremos pronto un chatbot autónomo para cada alumno?". El lanzamiento en diciembre de 2022 de la aplicación de chatbot ChatGPT por Open AI ha suscitado muchos comentarios y experimentación por parte de investigadores y desarrolladores educativos en este sentido. Sin embargo, sigue habiendo grandes preocupaciones: "los creadores de tales modelos confiesan la dificultad de abordar respuestas inapropiadas que 'no reflejan con exactitud los contenidos de fuentes externas autorizadas'" (Birhane y Raji, 2022).

Los chatbots incorporan modelos lingüísticos genéricos extraídos de grandes partes de Internet y permiten la retroalimentación limitándose a interfaces de texto o voz. Por esta razón, también se han propuesto e investigado para una variedad de aplicaciones en la educación (Winkler y Soellner, 2018). Recientes revisiones bibliográficas sobre chatbots en la educación (Winkler y Soellner, 2018; Hobert, 2019a; Hobert y Meyer von Wolff, 2019; Jung et al., 2020; Pérez et al., 2020; Smutny y Schreiberova, 2020; Pérez-Marín, 2021) han informado sobre dichas aplicaciones, así como sobre las directrices de diseño, las posibilidades de evaluación y los efectos de los chatbots en la educación.

Los investigadores han señalado tres funciones pedagógicas diferentes para los chatbots en la educación: una función de apoyo al aprendizaje, una función de asistencia y una función de tutoría (Wollny, Schneider et al, 2021).

Pedro Antonio Tamayo , Ana Herrero , Javier Martín ,Carolina Navarro & José Manuel Tránchez (2020) informan que "dentro del proceso de digitalización progresiva de materiales y herramientas para la docencia y aprendizaje a distancia de una asignatura de introducción a la Microeconomía (cuatrimestral, de tercer curso del Grado en Trabajo Social), impartida por los autores en la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), se ha diseñado un asistente virtual en forma de chatbot, o robot conversacional, denominado EconBot, que se ha puesto a disposición de los alumnos a partir de 2017." Su trabajo "presenta las razones que llevaron a su adopción, el proceso de su desarrollo, diferenciando dos fases, sus características y funciones, la valoración de su utilidad y el papel del profesorado en la implantación de este tipo de innovación tecnológica."

Kumar (2021) habla de los chatbots educativos (ECs) diseñados con fines pedagógicos. "Estos chatbots están estrategizados para proporcionar un aprendizaje personalizado a través del concepto de un asistente virtual que replica una conversación humanizada. Sin embargo, en el paradigma de la educación, los chatbots educativos siguen siendo una novedad que plantea retos a la hora de facilitar, desplegar, diseñar e integrarlos como una herramienta pedagógica eficaz en múltiples campos, y uno de ellos es el aprendizaje basado en proyectos". Se descubrió que los chatbots mejoraban el rendimiento del aprendizaje y el trabajo en equipo y facilitaban la colaboración entre los miembros del equipo. "Sin embargo, los resultados del aprendizaje afectivo-motivacional, como la percepción del aprendizaje, la necesidad de cognición, la motivación y la autoeficacia creativa, no se vieron influidos por los CE".

Wollny, Schneider et al (2021) concluyeron su revisión de 74 publicaciones relevantes para la aplicación de chatbots en la educación señalando tres retos de investigación principales: "1) Alinear las evaluaciones de chatbots con los objetivos de implementación, 2) Explorar el potencial de los chatbots para orientar a los estudiantes, y 3) Explorar y aprovechar las capacidades de adaptación de los chatbots."

Smutny & Schreiberova (2020) evaluaron 47 chatbots educativos "utilizando la plataforma Facebook Messenger basada en el proceso de jerarquía analítica contra los atributos de calidad de la enseñanza, la humanidad, el afecto y la accesibilidad." Descubrieron que los chatbots educativos de la plataforma Facebook Messenger "varían desde el nivel básico de envío de mensajes personalizados hasta la recomendación de contenidos de aprendizaje". Los resultados muestran que los chatbots que forman parte de la aplicación de mensajería instantánea están todavía en sus primeras etapas para convertirse en asistentes de enseñanza de inteligencia artificial."

Tom (2021) informa sobre el desarrollo de un asistente digital por parte de la Open University del Reino Unido y llamado Taylor que está diseñado para mantener un diálogo con los estudiantes que revelan una discapacidad. "Una conversación con Taylor tiene dos propósitos. El primero es que el estudiante proporcione información sobre aspectos como la naturaleza de su discapacidad, las tecnologías de apoyo que utiliza y las áreas en las que podría necesitar apoyo o ajustes en el estudio. Taylor es una alternativa al proceso habitual de rellenar formularios para facilitar esta información.

El segundo objetivo es ayudar a cada estudiante a comprender mejor lo que implica estudiar en la Open Univeristy y el apoyo que le ofrece.

Los alumnos reciben información introductoria sobre temas clave, y también pueden hacer preguntas a Taylor. Está diseñado para formar parte de la conversación en todo momento, con la idea de que los estudiantes puedan aprender de la conversación y dar mejores respuestas a las preguntas que se les plantean."

El Bolton College del Reino Unido utiliza un chatbot llamado Ada para responder a las preguntas tanto del personal como de los estudiantes sobre la vida universitaria (Jisc, 2022). El chatbot está integrado con otras plataformas utilizadas por Bolton College, como su sistema de gestión de la información, lo que significa que el chatbot puede proporcionar respuestas específicas a cualquier usuario. Un estudiante, por ejemplo, puede obtener información sobre su horario. Por su parte, un profesor puede obtener información sobre las cifras de asistencia a una de sus clases.

Chatbots para orientación, asesoramiento y consejo profesional

Existe muy poca bibliografía sobre el uso de chatbots para la orientación, el asesoramiento y el consejo profesionales, lo que probablemente refleja el escaso desarrollo de este caso de uso hasta la fecha.

Zahour et.al (2020) afirman que "esta rama de la investigación apenas está emergiendo en la comunidad científica, por lo que, en nuestro artículo, creamos un chatbot en el ámbito de la orientación educativa y profesional que se basa en la teoría de John Holland y en el cuestionario RIASEC con el fin de determinar el tipo de personalidad dominante de los estudiantes de grado y posgrado que desean acceder al mercado laboral":

Attwell, G. Hughes, D, Bekiaridis G, Percy, C. (2021) informan sobre el desarrollo de un chatbot de carreras (CiCi) en el que se trabaja junto con profesionales de carreras y empleabilidad en el Reino Unido y su potencial para nuevas formas de apoyo combinado a las carreras.

Otro estudio examinó el uso de chatbots para proporcionar asesoramiento profesional, orientación y asesoramiento a las personas con discapacidad. El estudio concluyó que los chatbots pueden ser una herramienta eficaz para proporcionar información personalizada y apoyo a las personas con discapacidad, que pueden enfrentarse a barreras para acceder a otras formas de asesoramiento profesional, orientación y asesoramiento. El estudio también concluyó que los chatbots pueden ayudar a reducir el estigma y la discriminación contra las personas con discapacidad, proporcionándoles un espacio seguro y confidencial para explorar sus opciones profesionales.

En general, la investigación sugiere que los chatbots pueden ser una herramienta útil para proporcionar asesoramiento profesional, orientación y asesoramiento, en particular a los jóvenes y las personas con discapacidad. Sin embargo, es importante señalar que los chatbots no sustituyen a los asesores profesionales humanos y deben utilizarse como parte de una estrategia más amplia de asesoramiento, orientación y orientación profesional.

Referencias

Attwell, G. Hughes, D, Bekiaridis G, Percy, C. (2021) CiCi: The little powerhouse that supports your career, Careers Development Institute

Birhane, A., and Raji, D., (2022) ChatGPT, Galactica, and the Progress Trap. Wired, https://www.wired.com/story/large-language-models-critique/

Hobert, S. (2019a). “How Are You, Chatbot? Evaluating Chatbots in Educational Settings - Results of a Literature Review,” in 17. Fachtagung Bildungstechnologien, DELFI 2019 - 17th Conference on Education Technologies, DELFI 2019, Berlin, Germany, Sept 16–19, 2019. Editors N. Pinkwart, and J. Konert, 259–270. doi:10.18420/delfi2019_289

Hobert, S., and Meyer von Wolff, R. (2019). “Say Hello to Your New Automated Tutor - A Structured Literature Review on Pedagogical Conversational Agents,” in 14th International Conference on Wirtschaftsinformatik, Siegen, Germany, Feb 23–27, 2019. Editors V. Pipek, and T. Ludwig, (AIS).

Jitgosol, Y., Kasemvilas, S., Boonchai, P.(2019) Designing an HR chatbot to support human resource management, pp. 165, 170, December 2019 https://www.jobology.fr/blog/chatbot-automatisation-processus-recrutement/

Jung, H., Lee, J., and Park, C. (2020). Deriving Design Principles for Educational Chatbots from Empirical Studies on Human-Chatbot Interaction. J. Digit. Contents Society, 21, 487–493. doi:10.9728/dcs.2020.21.3.487

Kumar, J.A. Educational chatbots for project-based learning: investigating learning outcomes for a team-based design course. Int J Educ Technol High Educ 18, 65 (2021).

Mehault, M. (2021) Outils de recrutement, Automatisation des processus de recrutement: le chatbot, https://www.jobology.fr/blog/chatbot-automatisation-processus-recrutement/

Pérez-Marín, D. (2021). A Review of the Practical Applications of Pedagogic Conversational Agents to Be Used in School and University Classrooms. Digital 1 (1), 18–33. doi:10.3390/digital1010002

Pérez, J. Q., Daradoumis, T., and Puig, J. M. M. (2020). Rediscovering the Use of Chatbots in Education: A Systematic Literature Review. Comput. Appl. Eng. Educ. 28, 1549–1565. doi:10.1002/cae.22326

Ram, A., Prasad, R., Khatri, C., Venkatesh, A., Gabriel, R., Liu, Q, et al. (2018). Conversational Ai: The Science behind the Alexa Prize, in 1st Proceedings of Alexa Prize (Alexa Prize 2017). ArXiv [Preprint]. Available at: https://arxiv.org/abs/1801.03604.

Saygin, A. P., Cicekli, I., and Akman, V. (2000). Turing Test: 50 Years Later. Minds and Machines 10 (4), 463–518. doi:10.1023/A:1011288000451

Schroeder, R. (2022) Artificial Intelligence to Assist, Tutor, Teach and Assess in Higher Ed, in Inside Higher Education, 5 January 2022

Smutny P. & Schreiberova P. (2020) Chatbots for learning: A review of educational chatbots for the Facebook Messenger, Computers & Education (2020), doi: https://doi.org/10.1016/ j.compedu.2020.103862

Smutny, P., and Schreiberova, P. (2020). Chatbots for Learning: A Review of Educational Chatbots for the Facebook Messenger. Comput. Edu. 151, 103862. doi:10.1016/j.compedu.2020.103862

Tamayo, P.a., Herrero, A., Martín, J. , Navarro, C., & Tránchez, J.M.  (2020) Design of a chatbot as a distance learning assistant, Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED) (Spain) https://search.informit.org/doi/pdf/10.3316/informit.219384622220499

Tom (2021) How digital assistants are promoting enhanced accessibility at the Open University, Jisc National Centre for AI, https://nationalcentreforai.jiscinvolve.org/wp/2021/09/27/how-digital-assistants-are-promoting-enhanced-accessibility-at-the-open-university/

Vaidyam, A. N., Wisniewski, H., Halamka, J. D., Kashavan, M. S., and Torous, J. B. (2019). Chatbots and Conversational Agents in Mental Health: A Review of the Psychiatric Landscape. Can. J. Psychiatry 64 (7), 456–464. doi:10.1177/0706743719828977

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Wollny S, Schneider J, Di Mitri D, Weidlich J, Rittberger M and Drachsler H (2021) Are We There Yet? - A Systematic Literature Review on Chatbots in Education. Front. Artif. Intell. 4:654924. doi: 10.3389/frai.2021.654924

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Zahour, O., Benlahmar, E.H., Eddaoui, A. et.al. (2020) A system for educational and vocational guidance in Morocco: Chatbot E-Orientation. Procedia Computer Science 175 (2020) 554-559

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