Involucrando a los estudiantes con IA a través de juegos de mesa

En el mundo de hoy, entender la inteligencia artificial (IA) se está volviendo cada vez más importante. Para ayudar a los estudiantes a aprender lo básico de la IA, una forma innovadora es usar un Torneo de juegos de mesa. Este método no solo enseña a los estudiantes sobre IA, sino que también los mantiene enganchados a través de la competencia.

#La Importancia de la IA en la Educación

Los estudiantes necesitan tener una buena comprensión de las técnicas básicas de IA antes de poder abordar conceptos más complejos. Los cursos que introducen la IA desde temprano ayudan a construir una base para estudios más avanzados después. Se está introduciendo un curso práctico basado en proyectos para estudiantes de segundo año, centrado en los métodos de búsqueda utilizados en juegos de mesa.

#El Proyecto del Juego de Mesa

En este curso, los estudiantes trabajan en parejas para construir un agente de IA diseñado para competir en un torneo de juegos de mesa. El juego de este año fue Othello. Los estudiantes utilizan programación en red y métodos de IA para crear sus agentes, que se enfrentarán a agentes hechos por otros grupos. Su desempeño en el torneo ayuda a evaluar su comprensión de los conceptos enseñados en clase.

#Aprendiendo a Través de la Competencia

Introducir competencia en el aprendizaje puede mejorar mucho la experiencia de los estudiantes. La gamificación, o agregar elementos de juego a un curso, ha demostrado mejorar la motivación. En este caso, convertir el objetivo final del curso en un torneo anima a los estudiantes a aplicar lo que han aprendido mientras fomenta un sentido de competencia amistosa.

#Estructura del Curso

Este curso está diseñado para estudiantes de ingeniería de segundo año en un programa de licenciatura de tres años. Los estudiantes generalmente también han elegido especializarse en ciencias de la computación y electrónica. El curso ofrece una visión de varias técnicas de programación en Python y añade un enfoque en la IA en los juegos.

#Temas de la Clase

Las clases se dividen en tres secciones principales:

1. Paradigmas de Programación: En esta sección, los estudiantes aprenden sobre:

   • Programación en red (entendiendo los conceptos básicos y protocolos de redes).
   • Programación concurrente (cómo manejar múltiples tareas a la vez).

2. IA para Juegos de Mesa: Esta parte cubre:

   • Estructuras de datos básicas (como pilas y árboles).
   • Algoritmos de Búsqueda (métodos para encontrar soluciones de manera eficiente).
   • Algoritmos de búsqueda adversariales (estrategias para jugar contra un oponente).

3. Gestión del Código Fuente: Aquí, los estudiantes aprenden sobre el uso de GIT para gestionar su código y la importancia de las pruebas unitarias.

#Trabajando en el Agente de IA

Para sus proyectos, los estudiantes eligen un juego de mesa cada año. Para este curso, se seleccionó Othello. Deben desarrollar una estrategia, implementarla y dejar que su agente de IA compita en el torneo al final del semestre. Los estudiantes comienzan por entender las reglas del juego y generar ideas de estrategias antes de codificar.

#El Sistema del Torneo

La configuración del torneo incluye un servidor de juegos que alberga los juegos. Los agentes de los estudiantes se conectan a este servidor para jugar. El servidor empareja los agentes automáticamente. Si un agente se tarda demasiado en hacer un movimiento o juega un movimiento ilegal, el servidor registra el error y permite que el otro agente juegue.

Durante la clase, las sesiones prácticas permiten a los estudiantes probar sus agentes contra un agente aleatorio simple que juega movimientos al azar. Esta configuración ayuda a los estudiantes a ver el rendimiento de su agente en un entorno controlado. El código del servidor de juegos también se proporciona a los estudiantes para que puedan entender cómo funciona y ejecutarlo en sus computadoras.

#Creando el Agente de IA

Los estudiantes tienen completa libertad en cómo diseñan sus agentes de IA. Utilizan los algoritmos cubiertos en las clases y recursos externos para ayudarlos. Un agente típico incluye:

• Un componente de red para comunicarse con el servidor.
• Un modelo de las reglas del juego para determinar posibles movimientos.
• Un algoritmo para elegir el siguiente movimiento.

Los estudiantes pueden usar una estructura de árbol para representar diferentes acciones del juego y aplicar técnicas de búsqueda para encontrar el mejor movimiento. La complejidad del juego asegura que mirar cada posible movimiento no sea práctico, por eso se fomentan métodos más avanzados.

#Evaluación de los Estudiantes

Los estudiantes son evaluados en dos partes principales:

1. Ejercicios de programación individuales completados durante la clase.
2. El proyecto grupal que involucra el agente de IA.

Para los ejercicios individuales, completan tareas de programación durante un examen de una hora. Los proyectos se envían a través de un repositorio en línea de Git y se evalúan en función de su rendimiento y calidad de código durante el torneo.

#El Papel de la Gamificación

La motivación es crucial para el éxito de los estudiantes. La investigación muestra que la gamificación puede mejorar significativamente cómo los estudiantes se involucran con su aprendizaje. Para este curso, usar la competencia para motivar a los estudiantes ha sido beneficioso. Trabajan juntos, pero también se esfuerzan por superar a sus compañeros de manera amistosa.

#Desglose de la Evaluación

Los criterios de evaluación se centran en varias áreas clave:

• 35% se basa en el uso de Git, calidad del código y documentación.
• Otro 35% evalúa prácticas de ingeniería de software, como convenciones de nombres y funcionalidades necesarias.
• El 30% final se basa en qué tan bien desempeñan sus agentes en el torneo.

Las puntuaciones del torneo representan una porción más pequeña de la calificación general para asegurar que el aprendizaje y la colaboración sigan siendo lo más importante.

#Recepción del Curso

Aunque aún no se ha realizado una evaluación formal de la enseñanza, los comentarios informales de los estudiantes han sido positivos. La asistencia durante las conferencias y sesiones prácticas ha sido alta, lo que indica el interés de los estudiantes. Muchos grupos mostraron curiosidad por entender los algoritmos y crearon agentes funcionales con éxito.

La mayoría de los grupos de estudiantes lograron vencer al agente aleatorio, mientras que algunos fueron efectivos incluso cuando jugaron en segundo lugar. En el nivel más alto, algunos grupos utilizaron estrategias avanzadas para mejorar el rendimiento de sus agentes.

#Mirando Hacia Adelante

Este curso tiene como objetivo atraer a los estudiantes temprano en sus estudios y animarlos a profundizar en la informática. La combinación de aprendizaje basado en proyectos y competencia ya ha mostrado promesas para aumentar la participación y la motivación. Los planes futuros incluyen realizar evaluaciones formales para analizar más a fondo los comentarios y el rendimiento de los estudiantes.

#Conclusión

En resumen, usar un torneo de juegos de mesa de IA es una forma efectiva de involucrar a los estudiantes en el aprendizaje sobre inteligencia artificial. Este enfoque práctico combinado con la competencia mejora la motivación y ayuda a los estudiantes a comprender conceptos esenciales en programación e IA. A medida que los métodos educativos continúan evolucionando, mezclar gamificación con aprendizaje basado en proyectos puede llevar a resultados aún mejores en las experiencias de aprendizaje de los estudiantes.