ANÁLISIS DEL IMPACTO DEL
USO DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL
EN LA ENSEÑANZA DE CIENCIAS BÁSICAS
A NIVEL SUPERIOR
ANALYSIS OF THE IMPACT OF THE ARTIFICIAL
INTELLIGENCE USES IN THE BASIC SCIENCE TEACHING
IN THE UNIVERSITY
Alam Yair Hidalgo de los Santos
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, México
Juan Carlos González Aguirre
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, México
Orbelin de la Cruz López
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, México
María Fernanda Jiménez Alegría
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, México
José Guadalupe De la Cruz Morales
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco, México
pág. 8971
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i3.12057
Análisis del Impacto del Uso de Inteligencia Artificial en la Enseñanza de
Ciencias Básicas a Nivel Superior
Alam Yair Hidalgo de los Santos1
alam.yair.hidalgo@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-9756-7916
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco
México
Juan Carlos González Aguirre
juan.gonzalez@comalcalco.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-7067-5527
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco
México
Orbelin de la Cruz López
orbelin1218@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-7950-994X
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco
México
María Fernanda Jiménez Alegría
mfernanda_jimenez@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0002-5788-6442
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco
México
José Guadalupe De la Cruz Morales
jose.delacruz@comalcalco.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0007-1284-8120
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco
México
RESUMEN
La constante evolución de los recursos tecnológicos que se han generado en las últimas décadas y en
particular las tecnologías emergentes, así como la Inteligencia Artificial (IA), ha tomado relevancia en
su uso en la elaboración de recursos didácticos por profesores que imparten asignaturas de ciencias
básicas. Desde sus inicios en 1956 la inteligencia artificial ha revolucionado todas las áreas
disciplinares, incluyendo la educación, sin embargo, se ha discutido muy poco sobre el impacto de su
despliegue en el área de las ciencias básicas. En este estudio se discute el impacto de la IA en la
implementación de recursos didácticos en profesores de ciencias básicas que imparten asignaturas de
matemáticas, física y química. La metodología utilizada en esta investigación fue transversal
descriptiva, se diseñaron 10 preguntas y se tomaron como muestra a 20 profesores. El análisis de los
datos obtenidos muestra un patrón interesante que demarca claramente la transición del uso de
herramientas de IA, al implementar con juicio una variedad de estas junto a las prácticas
convencionales. En conclusión, se observó una aceptación parcial en el uso de IA con tendencia
positiva, lo cual implica que el uso de estas herramientas se irá regularizando e incorporando dentro de
las estrategias de aprendizaje en las planeaciones didácticas.
Palabras clave: inteligencia artificial, recursos didácticos, ciencias básicas
1
Autor principal.
Correspondencia: alam.yair.hidalgo@gmail.com
pág. 8972
Analysis of the Impact of the Artificial Intelligence Uses in the Basic
Science Teaching in the University
ABSTRACT
The constant evolution of both the generated technological resources in the last decades, the emerging
technologies and the artificial intelligence (AI) have taken an important role in the elaboration of
didactic resources done by professors who give school subjects in the basic sciences field. From the
1956 year the AI has revolutionized all knowledge fields, for instance education, nevertheless the
impact of AI in basic science has been shortly disgusted. In this study the impact of AI in the
implementation of didactic resources for imparting professors of basic science, such as mathematics,
physics and chemistry, is disgusted. The methodology employed in this research was transversal
descriptive, the survey was designed with 10 questions and the random sample was composed by 20
professors. The analysis of obtained data shows an interesting pattern, which clearly shows the
transition to the use of AI tools when a diversity of such tools together with conventional practices are
implemented. By concluding, a partial acceptance of the use of IA with positive tendency was observed,
this implies that the use of those tools will be regularized and incorporated inside of the learning
strategies in the didactic planning.
Keywords: artificial intelligence, teaching resources, basic sciences
Artículo recibido 24 mayo 2024
Aceptado para publicación: 27 junio 2024
pág. 8973
INTRODUCCIÓN
El desarrollo de tecnologías para resolver necesidades en diferentes áreas de la vida diaria ha
transformado notablemente nuestra manera de tomar decisiones, trabajar, comunicarnos, y por
supuesto, de aprender (Quinto et al., 2021; Sánchez, 2023). A partir del año 2008, con la revolución de
la telefonía móvil, aparecen plataformas como app store y play store (Torres-Toukoumidis et al., 2019)
que hace posible la distribución de aplicaciones móviles que inciden directamente en el contexto
educativo a través del uso de aplicaciones tecnológicas de información y comunicación, permitiendo a
los estudiantes obtener desde información muy general hasta información específica que se encuentre
alojada en plataformas especializadas de instituciones públicas o privadas en diferentes partes del
mundo (Sánchez, 2023).
Las tecnologías de Inteligencia Artificial se han introducido en muchas áreas de la vida cotidiana (José
et al., n.d.), facilitando y mejorando diversas actividades casi hasta de forma inconsciente a través de
diversos mecanismos que pueden estar al alcance de la mano como, un ejemplo de ellos son los
teléfonos inteligentes (Soto-Peñaranda et al., 2019), cámaras de imágenes térmicas, tomografías
computarizadas (Céspedes et al., 2021) y marketing personalizado (Fajardo et al., 2022). En educación
no es la excepción; esto ha motivado el uso de diversos modelos de lenguaje natural multitareas con
capacidad para responder preguntas, generar texto creativo en lenguaje natural o en código abierto de
programación cuya elección depende de la tarea específica a realizar o las características del conjunto
de datos disponibles (Vásquez et al., 2009). La aplicación de algoritmos y sistemas de Inteligencia
Artificial (IA) en la educación está ganando cada vez más interés año tras año (Chen et al., 2020).
La IA en la educación está siendo parte de los procesos de enseñanza aprendizaje a través de generar
nuevas herramientas (Padilla, 2019), las cuales pueden potencialmente brindar a los estudiantes
oportunidades de aprendizaje personalizadas y adaptables (Colón et al., 2023) por su puesto que el uso
de herramientas que están al alcance de todos requiere de un trabajo planeado y controlado desde la
parte docente dado que se pueden observar situaciones donde los estudiantes con sólo buscar o escribir
la pregunta de un tema específico en una aplicación como ChatGPT reciben información general que
entregan sin darle un formato personal, con el riesgo de no ser leída, interpretada o que pueda llevar a
prácticas académicas deshonestas, como la copia sin atribución o el plagio. A este respecto, un autor
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señala que los estudiantes presentan dificultades en la autorregulación del estudio al no poder utilizar
la tecnología para estudiar de manera adecuada y sin distracciones; inclusive para los docentes, surge
una brecha muchas veces representada por no estar adecuadamente capacitados en el uso de la
tecnología y los cambios en las metodologías de enseñanza (Barletta et al., 2022).
Las nuevas tecnologías pueden auxiliar la optimización del proceso de enseñanza-aprendizaje, un
ejemplo claro es la enseñanza virtual, la cual no hubiese sido posible sin en avance tecnológico (Flores
et al., 2022). La inteligencia artificial IA como nueva tecnología tiene un fuerte potencial en materia
de educación, ya que los sistemas basados en estas son capaces de favorecer un aprendizaje
personalizado, dadas las necesidades e intereses de los estudiantes (Peña et al., 2020).
Este trabajo se orientó en hacer un análisis del impacto del uso de herramientas de IA (Inteligencia
Artificial) a profesores de nivel superior en la generación de estrategias de enseñanza mediante la
elaboración de recursos didácticos, así como el uso de plataformas que permitan la apropiación de
nuevos conceptos abstractos en asignaturas de Ciencias Básicas.
METODOLOGÍA
En el presente trabajo se plantea la cuestión de cómo los profesores que imparten materias de ciencias
básicas, a nivel superior, integran el uso de herramientas provenientes de la inteligencia artificial y el
impacto que se genera en sus estudiantes. Para dar respuesta a dicha cuestión, se han planteado una
serie de preguntas, que buscan medir de forma particular el impacto, para ciertos rubros en específicos,
de la inteligencia artificial en el quehacer del profesor, así como también la respuesta que los estudiantes
tienen ante tal estímulo. El tipo de investigación que se utilizó en este proyecto fue transversal
descriptiva y como método teórico se usó el histórico-lógico (Somano & León, 2020). Con las
preguntas planteadas, se ha preparado una encuesta que fue enviada a 20 profesores de instituciones
locales de educación superior. El tamaño de la muestra ha sido elegido de forma empírica, porque no
había algún antecedente de investigaciones que midan el impacto de la IA en la labor docente de un
profesor de ciencias. La muestra ha sido elegida de forma aleatoria entre los profesores de la academia
de ciencias básicas del Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco y los profesores de la División
Académica de Ciencias Básicas de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Se preparó la encuesta
en la plataforma Google Forms y fue enviada a los profesores que conformaron la muestra, para
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garantizar la total veracidad de las respuestas, la encuesta fue respondida de forma anónima. A partir
de la información obtenida, se hace un análisis de las frecuencias relativas obtenidas y se deducen las
conclusiones que arrojan los resultados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
De acuerdo con los datos de la encuesta aplicada a profesores que imparten clases en asignaturas
relacionadas a áreas de las ciencias básicas (matemáticas, física y química) a nivel superior, se presentan
los resultados de las seis preguntas que se consideraron más relevantes de toda la encuesta, las cuales
se dan conocer el impacto de la IA en los profesores y en los estudiantes. A continuación, se describen
los resultados que revelaron cada una de las preguntas.
Buscando conocer el impacto que la IA tiene en la planeación didáctica de los docentes, se realizó la
pregunta: al elaborar el programa de planeación didáctica para asignaturas relacionadas con las ciencias
básicas, ¿Considera importante integrar recursos de inteligencia artificial?, en los resultados se observa
que la muestra sólo considera importante integrar recursos de IA en la planeación didáctica algunas
veces en un porcentaje del 60% (Figura 1). Esta respuesta que predomina en los profesores, que integran
herramientas de IA en la planeación didáctica "algunas veces", revela una aceptación parcial y
cuidadosa de este tipo de tecnologías. El cual puede ser interpretado de la siguiente manera: primero la
familiaridad de los docentes con estas herramientas, es decir, que aún no están familiarizados con este
tipo de tecnologías que actualmente están disponibles. Segundo, el poco conocimiento que poseen
algunos profesores sobre el uso de estas tecnologías. Tercero, poca confianza en la eficacia de la IA en
la aplicación del proceso de enseñanza aprendizaje.
La respuesta de los profesores en la integración de la IA en la planeación didáctica mostró la aceptación
parcial, lo que indica una faceta de transición.
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Figura 1. ¿Considera importante integrar recursos de inteligencia artificial al elaborar el programa de
la planeación didáctica?
Fuente: encuesta realizada
En busca de conocer en qué grado los profesores que imparten materias de ciencias básicas han
implementado herramientas provenientes de la inteligencia artificial, se preguntó en la encuesta,
¿implementa una variedad de recursos de inteligencia artificial para enriquecer el proceso de enseñanza-
aprendizaje de los estudiantes? Los resultados obtenidos de la encuesta revelan que el 60% de la
población encuestada ha indicado que algunas veces ha implementado alguna variedad de recursos
provenientes de IA, mientras que el 20% han dicho que nunca han implementado este tipo de recursos.
Por otra parte, el 15% señala que casi siempre integra recursos de inteligencia artificial en sus
planeaciones didácticas y el 5% siempre ha implementado herramientas provenientes de inteligencia
artificial en su quehacer educativo (Figura 2). De estos números se infiere que la mayoría de los
profesores que imparten materias de ciencias básicas están adaptándose a las nuevas herramientas que
surgen de las inteligencias artificiales, mientras que unos cuantos que no las has implementado, son
profesores que les cuesta adaptarse a la nuevas tecnologías, mientras que los profesores que han
indicado que, siempre o casi siempre, han utilizado herramientas de inteligencia artificial en sus
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planeaciones, son profesores que tienen una fácil adaptación a la nuevas tecnologías, ya sean por su
edad o por su entusiasmo para actualizarse constantemente. Esto pone de manifiesto que la educación
se encuentra en una etapa de transición, que los profesores se están adaptando a las tecnologías de la
inteligencia artificial.
Figura 2. ¿Implementa una variedad de recursos de inteligencia artificial para enriquecer el proceso de
enseñanza-aprendizaje de los estudiantes?
Fuente: encuesta realizada
El uso de estrategias de enseñanza para mejorar el proceso de aprendizaje en los estudiantes de
asignaturas de ciencias básicas es relevante a la hora de elaborar planeaciones didácticas. En este
proceso de planeación se requiere diversificar el material de apoyo utilizado, usando prácticas
convencionales o comunes y además adaptando el material a los nuevos modelos de enseñanza.
Siguiendo el mismo eje, hicimos la pregunta ¿Considera que el material de apoyo elaborado con
recursos de inteligencia artificial tiene un mayor impacto en el aprendizaje de nuevos conceptos
abstractos en comparación con los recursos convencionales? En primer lugar, se observa que el 15% de
los encuestados considera siempre elaborar material didáctico usando IA. Por otro lado, el 40% indica
usar casi siempre recursos de IA. Con esto, se observa claramente la tendencia de una transición en la
que utilizar recursos de IA para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje en áreas de ciencias toma
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fuerza en comparación a recursos tradicionales. En segundo lugar, se tiene que el 30% y el 15% de los
encuestados piensan que algunas veces o nunca observan mejoras en el aprendizaje al usar recursos
elaborados con IA. Esto remarca que aún persiste en el profesorado la necesidad del uso de estrategias
y materiales convencionales en las aulas.
Los datos obtenidos de esto son reveladores, pues implican una variedad de opiniones con respecto a la
mejora de la enseñanza de conceptos abstractos. Sin embargo, la tendencia mira hacia la práctica de
elaboración de material con IA y mejorar el proceso de aprendizaje.
Figura 3. ¿Considera que el material de apoyo elaborado con recursos de inteligencia artificial tiene un
mayor impacto en el aprendizaje de nuevos conceptos abstractos en comparación con los recursos
convencionales?
Fuente: encuesta realizada
En relación con la pregunta de la Figura 3, realizada con anterioridad, surge con naturalidad preguntarse
sobre la veracidad o confianza de los recursos didácticos obtenidos, por lo que se realizó la pregunta,
¿Los recursos educativos generados por inteligencia artificial, especialmente aquellos que involucran
asignaturas de ciencias básicas, son confiables para ser utilizados directamente sin una revisión
profunda? De acuerdo con la gráfica de la Figura 4. Se observa que el 5% de los encuestados confía
siempre en los resultados generados por IA al elaborar recursos para las asignaturas, mientras que el
pág. 8979
25% considera que casi siempre los recursos de áreas como matemáticas, física y química son
confiables. Sin embargo, el 50% y el 20% de los encuestados piensa que algunas veces o nunca se
pueden obtener resultados enteramente confiables, presentan errores numéricos, de sintaxis, coherencia,
etc.
Este análisis muestra de manera clara que la información generada por IA en la elaboración de recursos
didácticos es sometida a revisión profunda, evitando confiar ciegamente, los profesores someten a
revisión dicha información, pues se presentan casos, en especial en el área de ciencias básicas donde
los resultados cuantitativos pueden no ser exactos o en el peor de los casos, erróneo. Esto es positivo,
pues se deben considerar las herramientas de IA como un apoyo complementario en la elaboración de
recursos, pues es evidente que la IA no puede reemplazar el trabajo humano y profesional de un docente.
Figura 4. ¿Los recursos educativos generados por inteligencia artificial, especialmente aquellos que
involucran asignaturas de ciencias básicas, son confiables para ser utilizados directamente sin una
revisión profunda?
Fuente: encuesta realizada
Para medir el impacto que el uso de herramientas, derivadas de inteligencias artificiales, tienen en los
estudiantes, se hizo la siguiente pregunta. ¿Observa una participación más activa y precisa de los
estudiantes en discusiones relacionadas con temas de las áreas de ciencias básicas al utilizar recursos
elaborados con inteligencia artificial? Los resultados obtenidos se pueden ver en la Figura 5, de allí se
puede ver que el 50% de los encuestados han dicho que notan que algunas veces los estudiantes
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participan de forma más activa ante el estímulo de las herramientas provenientes de inteligencia
artificial, por otra parte, el 30% de la población encuestada ha dicho que siempre los estudiantes reciben
de forma positiva las herramientas de inteligencia artificiales, lo cual se muestra en la participación más
activa y de calidad de los estudiantes en dichas clases. Por otro lado, el 20% de los encuestados
comentan que los estudiantes nunca han mostrado una mejora en su participación derivada de las
estrategias que involucren el uso de inteligencia artificial durante las clases. A partir de los resultados
obtenidos, se puede inferir que, al igual que los profesores, los estudiantes están asimilando la evolución
de los procesos educativos originada por el uso de la inteligencia artificial. Notemos que la gran mayoría
está haciendo la transición del aprendizaje sin IA a un método de enseñanza donde las inteligencias
artificiales juegan un papel cada vez más relevante.
Figura 5. ¿Observa una participación más activa y precisa de los estudiantes en discusiones
relacionadas con temas de las áreas de ciencias básicas al utilizar recursos elaborados con inteligencia
artificial?
Fuente: encuesta realizada
Para conocer la opinión de los profesores acerca de la bidireccionalidad de las herramientas de IA se
diseñó la siguiente pregunta: ¿Considera que el uso de herramientas de inteligencia artificial debería ser
bidireccional, es decir, que los estudiantes puedan utilizarla para complementar y desarrollar actividades
formativas?, muestra prevalencia en las respuestas que indican uso algunas veces 45% y casi siempre
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30%, respectivamente. Revela una adquisición cautelosa y progresiva, en donde los profesores logran
reconocer el valor importante que tiene la IA para potenciar el aprendizaje y proporcionar
retroalimentación rápida, pero también están alertas de los desafíos y limitaciones que surjan, por
ejemplo, la dependencia tecnológica y la necesidad de mantener las habilidades que son básicas (Figura
6).
Los resultados de siempre 15% y nunca 10%, en el caso de siempre subraya una visión positiva confiada
en los beneficios generales que se pueden obtener de la IA y en el caso de nunca, lo cual revela un
rechazo total, indica que posiblemente existan preocupaciones sobre el desarrollo de habilidades
fundamentales. Estos resultados muestran que ante el uso de IA se requiere proponer capacitaciones
para los profesores, así como el fomento del uso adecuado, pero sobre todo equilibrado, que promuevan
la autonomía y el pensamiento crítico en estudiantes.
Figura 6. ¿Considera que el uso de herramientas de inteligencia artificial debería ser bidireccional, es
decir, que los estudiantes puedan utilizarla para complementar y desarrollar actividades formativas?
Fuente: encuesta realizada
CONCLUSIONES
El estudio de la encuesta realizada a profesores que imparten cursos de ciencias básicas a nivel superior
mostró una aceptación puntual en vías de transición en el uso de las inteligencias artificiales aplicadas
en el ámbito educativo. La mayoría de los profesores encuestados utilizan la IA en la planificación
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didáctica solo “algunas veces”, lo que se observa una fase de familiarización con este tipo de
herramientas. Una similitud se muestra en la integración de IA para beneficiar el proceso de enseñanza-
aprendizaje con los profesores encuestados usándolo ocasionalmente. Con lo que respecta a que la
implementación de los materiales didácticos realizados con IA tiene un impacto benéfico en los
estudiantes en el aprendizaje de conceptos abstractos, solo más de la mitad de los profesores está de
acuerdo y una minoría prefiere seguir utilizando metodologías convencionales. Por lo que la mayoría
de los profesores encuestados coinciden en que los recursos creados con IA deben ser revisados, al igual
que debe de promoverse el equilibrio del uso de estas herramientas, para no perder el desarrollo de las
habilidades básicas, así como el sentido crítico en los estudiantes. Los profesores como los estudiantes
actuales se encuentran en una transición donde se están adaptando al uso de herramientas de IA en la
educación tanto de enseñanza como de aprendizaje.
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