Modelado predictivo del rendimiento académico y detección de trayectorias de riesgo mediante cadenas de Markov e IA diseño de estrategias adaptativas en educación personalizada utilizando Big Data

Resumen

Esta investigación abordó la construcción y aplicación de un modelo predictivo para el rendimiento académico y la detección temprana de trayectorias de riesgo mediante la combinación de cadenas de Markov e Inteligencia Artificial (IA), apoyado en el análisis de Big Data educativo. Se recolectaron y estructuraron datos históricos y en tiempo real, que incluyeron rendimiento académico, asistencia, interacción digital e indicadores socioeconómicos, los cuales fueron preprocesados para garantizar su calidad.

Mediante el modelado probabilístico con cadenas de Markov, se definieron y categorizaron el estado académico de los estudiantes en diferentes niveles (alto, medio, bajo y riesgo de abandono), y se calcularon las probabilidades de transición entre estos estados en el tiempo, identificando períodos críticos de riesgo. La integración de algoritmos de IA, tales como redes neuronales y árboles de decisión, permitió captar patrones complejos y variables latentes, elevando la precisión predictiva por encima del 85%. Los resultados se presentan a través de paneles interactivos que facilitan la interpretación y la toma de decisiones pedagógicas personalizadas por parte de docentes y orientadores.

Los hallazgos confirman que este enfoque multimodal promueve una gestión educativa proactiva y adaptativa, al anticipar riesgos y optimizar recursos en función de las necesidades particulares de los estudiantes, fortaleciendo así la retención y el éxito académico. Sin embargo, se identificó la necesidad de mejorar la recolección y actualización continua de datos para mantener la eficacia del modelo. Finalmente, se enfatizó la importancia de capacitar a los profesionales educativos en el manejo de estas tecnologías y de fomentar investigaciones multidisciplinarias que incorporen variables sociales y tecnológicas para enriquecer la educación personalizada.