En aquest projecte, he plantejat un experiment per a veure com la Intel·ligència Artificial (IA) pot ajudar a les classes de matemàtiques.

Tinc un 100 alumnes de 2n d’ESO dividits en 3 classes. Tots han hagut de per les proves diagnòstiques de la Competència Matemàtica. Com que aquest és el primer any que s’han fet, no hi havia material per a practicar, però fa anys que es fan les mateixes proves a 4t d’ESO, de manera que hi ha molt de material d’aquest nivell. Així, hem practicat amb les de 4t d’ESO, i hem emprat la IA per a ajudar-nos a entendre els exercicis.

Al final del projecte, he fet una prova igual per a tots, on només podien emprar calculadora, per a comprovar quin grup havia aprés més: el grup que ha practicat amb una IA anomenada Copilot, el grup que ha practicat amb una IA anomenada ChatPdf, o el grup que no ha emprat cap IA.

Als dos grups que han emprat una Intel·ligència Artificial (IA) com si fos un assistent a qui preguntar-li com resoldre exercicis de matemàtiques, els vaig donar instruccions concretes sobre com fer-les servir, i els vaig encarregar tasques sobre la resolució de problemes de 4t d’ESO, de manera que els calgués l’ajuda de la IA per poder-los resoldre tots.

A continuació mostro algunes de les instruccions que tenien, com els alumnes anaven utilitzant les IAs, problemes tècnics amb què ens vam topar, reflexions per part dels alumnes i per part meva, resultats i conclusions.

Copilot

A un grup li vaig ensenyar a utilitzar Copilot. Tenien instruccions de com emprar-ho i quines tasques fer al document següent:

https://docs.google.com/document/d/12mXstB-sACIpL4Yd1oOCwEMjQCQsoPbqaAwkvreNksE/edit?usp=drive_link

 

Alguns alumnes feien preguntes concretes que els podria contestar Google, com “Què és la moda (estadística)?” ⤵

Altres alumnes escrivien tot l’enunciat d’un problema i o bé li demanaven pistes a la IA per a resoldre’l, o directament li preguntaven com solucionar-lo pas a pas. ⤵

D’altres, pujaven una captura de pantalla amb l’enunciat (que pot incloure imatges i diagrames) i li feien preguntes sobre algun exercici que apareixia a la captura de pantalla. ⤵

De vegades, la resposta de la IA venia en un format que els alumnes no podien entendre (com en llenguatge de codificació de fórmules matemàtiques LaTeX). Per exemple, a la imatge apareix V_{text{ocupado}} = 0,60 \times V, per a indicar que el volum de la regió ocupada es calcula com 0,60 multiplicat pel volum total. ⤵

Demanant-li-ho, Copilot explicava de paraula aquestes fórmules de LaTeX però no reescrivia el codi LaTeX en un format de fórmula que l’alumne pogués entendre. ⤵

Vam experimentar alguns problemes tècnics.

Si els alumnes no es registraven, tenien un límit en el nombre de preguntes que li podien fer a la IA. ⤵

ChatPdf

A un altre grup li vaig ensenyar a utilitzar ChatPdf. Tenien instruccions de com emprar-ho i quines tasques fer al document següent:

https://docs.google.com/document/d/16FqCzIn7bXRoqFD_EvPd3KNp-i9M808p2QBkZlSt_uQ/edit?usp=sharing

Els alumnes pujaven un pdf amb una prova de Competència Matemàtica de 4t d’ESO, on les preguntes podien estar basades en una imatge o diagrama. Aleshores, començaven explicant-li al ChatPdf el seu propòsit: fer-lo servir de profe de mates per a ajudar-los a entendre els enunciats i donar-los pistes de com resoldre’ls. ⤵

Els alumnes podien fer preguntes molt concretes sobre les parts que no entenien de cada exercici. ⤵

Com que els enunciats de les proves estan en català, ChatPdf contestava per defecte en català. Ara bé, alguns nouvinguts li van demanar que els ajudés en una altra llengua, com el castellà, i ChatPdf va canviar de llengüa sense problema. ⤵

Amb ChatPdf, no ens vam trobar amb el problema de format de fórmules de Copilot, que les donava en codi LaTeX. Aquí, totes les fórmules estaven escrites en un format intuïtiu. ⤵

També ens vam trobar amb problemes tècnics. A algunes persones que no es registraven a ChatPdf, els sortia un missatge dient que ja havien arribat al límit gratuït de 2 PDFs diaris i un nombre donat de preguntes tot i que no haguessin pujat res encara. Sospito que pot ser pel fet que hi haguessin 30 persones des de la mateixa xarxa wifi, des de la mateixa aula, pujant els mateixos PDFs de proves de Competència Matemàtica sense registrar-se, de manera que ChatPdf potser pensava que es tractava de la mateixa persona en 30 ordinadors diferents alhora. ⤵

Reflexions

Les següents són algunes de les reflexions meves i dels alumnes rere les sessions amb IA.

Reflexió d’un alumne: Aquestes IAs de vegades cometen errors matemàtics, però ens poden donar idees quan no sapiguem per on tirar. Per exemple, per a calcular el perímetre d’una pista d’atletisme, la IA va suggerir, de manera correcta, dividir la pista en 2 segments rectes i dos semicercles. Ara bé, la mateixa IA es va equivocar en fer els càlculs, ja que va comptar com si els semicercles fossin dos cercles complets.

Reflexió per part del professor: Un perill d’emprar aquestes eines és que els alumnes perdin el temps durant la sessió emprant la IA com no toca. Per exemple, Copilot permet la creació d’imatges i això va fer perdre el temps a molts alumnes. A ChatPdf, com que no hi ha aquesta opció, van estar molt més concentrats, i només vaig veure un alumne preguntat-li a ChatPdf per un videojoc.

Resultats i conclusions

En termes de satisfacció i confiança en ells mateixos

Mitjançant enquestes, he comprovat que els alumnes que han provat alguna de les dues IAs, han quedat satisfets amb com la IA els ha ajudat (puntuen de mitjana un 7 sobre 10). A més, rere practicar a classe, es veuen de mitjana 2 punts sobre 10 més competents en emprar aquestes eines que abans de treballar-les a l’aula.

En termes de resultats acadèmics

A la prova final on tots tenien únicament calculadora, han obtingut millors resultats el grup ChatPdf, després el grup Copilot i finalment el grup Sense IA (tot i que les diferències entre els dos grups que han practicat ajudats per IAs no és significativa). Això es podria explicar per les següents raons: D’una banda, els exàmens eren de 4t d’ESO i els alumnes de 2n d’ESO. Per tant, el grup que no ha emprat cap IA per a la preparació de les proves, és probable que no hagi entès com realitzar alguns tipus d’exercicis. D’altra banda, entre els dos grups que han emprat IAs, el Copilot permetia fer moltes coses a la mateixa plataforma, com demanar-li que creés dibuixos bojos, i els alumnes s’han desconcentrat força amb això, perdent força temps, mentre que ChatPdf força més a centrar-se més en el contingut del pdf que s’ha pujat , i a l’haver menys distraccions, crec que ha estat més eficient.

Conclusió

Els alumnes s’ho han passat bé provant un tipus de classe diferent i els resultats acadèmics en aquesta prova tan concreta han estat positius. L’any que ve canviaré algunes coses, i potser empraré altres IAs diferents, ja que la tecnologia avança molt ràpidament, però sens dubte ho tornaré a provar amb els alumnes del curs vinent.

Més detalls

Si tens interés en veure tots els detalls del projecte, aquí deixo la memòria del meu projecte:

https://drive.google.com/file/d/1hTPfq-kO26bXSsKAFKOUQg4odPBBw_eI/view?usp=drive_link