Design of a proposal for the recognition of emotional expression using Machine Learning in Education

Abstract

El avance de la tecnología exige la formación en habilidades de Inteligencia Artificial, Machine Learning y Pensamiento Computacional. Los avances en Neurocognición y Neuroeducación subrayan la importancia de las emociones durante el aprendizaje de contenidos científicos y matemáticos. El estudio se centra en una propuesta de intervención educativa utilizando el Machine Learning y la Inteligencia Artificial para trabajar las habilidades de Pensamiento Computacional y el reconocimiento y expresión emocional en Educación Primaria. En primer lugar, se diseña una actividad desconectada. Posteriormente, se realiza una programación en Scratch® sobre las emociones que sienten los alumnos durante las actividades de ciencias y matemáticas. La última actividad permite actualizar el reconocimiento emocional ya que la expresión facial cambia continuamente, mediante el uso de Machine Learning for Kids. El Machine Learning se puede llevar a cabo en etapas iniciales a través de actividades adaptadas, para desarrollar habilidades de Pensamiento Computacional, así como para trabajar las emociones, por lo que se promueve este tipo de propuestas durante el aprendizaje de contenidos científicos y matemáticos.

The advancement of technology demands training in Artificial Intelligence, Machine Learning and Computational Thinking skills. Advances in Neurocognition and Neuroeducation underline the importance of emotions during the learning of scientific and mathematical contents. The study focuses on an educational intervention proposal using Machine Learning and Artificial Intelligence to work on Computational Thinking skills and emotional recognition and expression in Primary Education. First, an unplugged activity is designed. Subsequently, a Scratch® programming on the emotions felt by students during science and math activities is carried out. The last activity allows to update the emotional recognition since the facial expression changes continuously, by using Machine Learning for Kids. Machine Learning can be carried out in initial stages through adapted activities, to develop Computational Thinking skills, as well as to work on emotions, which is why this type of proposal is promoted during the learning of scientific and mathematical content.

O avanço da tecnologia exige a formação em Inteligência Artificial, Machine Learning e competências de Pensamento Computacional. Os avanços em Neurocognição e Neuroeducação destacam a importância das emoções durante a aprendizagem de conteúdos científicos e matemáticos. O estudo centra-se numa proposta de intervenção educativa que utiliza a Machine Learning e a Inteligência Artificial para trabalhar as competências de Pensamento Computacional e de reconhecimento e expressão emocional no Ensino Básico. Primeiramente, é concebida uma atividade desconectada. Posteriormente, é realizada uma programação em Scratch® sobre as emoções sentidas pelos alunos durante as atividades de ciências e matemática. A última atividade permite atualizar o reconhecimento emocional, uma vez que a expressão facial muda continuamente, utilizando Machine Learning for Kids. A Aprendizagem Automática pode ser realizada em fases iniciais através de atividades adaptadas, para desenvolver competências de Pensamento Computacional, bem como para trabalhar as emoções, razão pela qual este tipo de proposta é promovido durante a aprendizagem de conteúdos científicos e matemáticos