La implementación de la inteligencia artificial como herramienta pedagógica para optimizar el desarrollo del razonamiento lógico-matemático en estudiantes de secundaria

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.23857/dc.v11i3.4523

Palabras clave:

inteligencia artificial, razonamiento lógico-matemático, herramientas pedagógicas, educación secundaria, rendimiento académico

Resumen

El objetivo de este estudio fue evaluar la efectividad de la inteligencia artificial (IA) como herramienta pedagógica para optimizar el desarrollo del razonamiento lógico-matemático en estudiantes de secundaria. Se utilizó un diseño cuasi-experimental de enfoque correlacional descriptivo, con un grupo experimental de 40 estudiantes que utilizaron herramientas de IA (Photomath, Socratic, UpStudy, Microsoft Math Solver) y un grupo control de 40 estudiantes que no utilizaron estas herramientas. Para medir el desarrollo de las habilidades lógico-matemáticas, se elaboró un test de base estructurada validado por expertos, con un coeficiente alfa de Cronbach de 0.89, lo que indica alta confiabilidad. Los resultados mostraron que el grupo experimental obtuvo un rendimiento significativamente mayor en las pruebas post-test en comparación con el grupo control. Las herramientas de IA como Photomath mostraron un mayor impacto en el rendimiento académico, especialmente en el desarrollo de habilidades para resolver problemas complejos. Además, se evidenció que a mayor participación en las herramientas de IA, mejor fue el rendimiento de los estudiantes, particularmente en los niveles más altos de participación. En conclusión, la inteligencia artificial tiene un impacto positivo en el aprendizaje de las matemáticas, mejorando el razonamiento lógico y la capacidad de resolución de problemas de los estudiantes de secundaria.

Biografía del autor/a

Danny Efraín Andrade Barrionuevo

Magíster en Educación Básica, Docente de libre ejercicio, Tungurahua-Ecuador

Christian José Ojeda Guambo

Magíster en Educación Básica, Licenciado en Ciencias de la Educación mención Educación Básica, Profesor en Educación Básica, Docente de Lengua y Literatura, Matemática, Ciencias Naturales, Estudios Sociales, Educación Física, Docente de grado en la Unidad Educativa Puerta del Dorado, Tungurahua – Ecuador

Ruth Maritza Guato Quilligana

Magíster en Educación Básica, Licenciada en Ciencias de la Educación mención Educación Básica, Profesor en Educación Básica, Docente de Lengua y Literatura, Matemática, Ciencias Naturales, Estudios Sociales, Educación Física, Docente de grado en la Unidad Educativa Pilahuín, Tungurahua – Ecuador

Diego Alberto López Altamirano

Doctor en Educación (PhD), docente de Matemáticas en la Unidad Educativa Benjamín Araujo, Tungurahua -Ecuador

Citas

Adams, A., & Lipson, P. (2020). The impact of AI-driven learning tools on the retention of mathematical concepts. Journal of Educational Technology, 35(4), 27-43.

Anderson, J. R., & Rainie, L. (2020). The impact of artificial intelligence on education. Pew Research Center. https://www.pewresearch.org

Baker, R. (2019). Predictive learning analytics in education: Improving student performance using AI. Education and Information Technologies, 24(1), 321-335. https://doi.org/10.1007/s10639-019-10056-4

Barak, M., & Dori, Y. J. (2020). Online learning environments in mathematics: The role of artificial intelligence. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 51(8), 1263-1278. https://doi.org/10.1080/0020739X.2020.1789368

Chen, G., Zhao, Z., & Liao, H. (2020). AI-assisted learning in mathematics: A personalized approach. Journal of Educational Computing Research, 58(2), 332-345. https://doi.org/10.1177/0735633120909903

Chou, P.-N., & Chien, C.-H. (2020). Artificial intelligence applications in education: A review. Journal of Educational Technology & Society, 23(1), 12-21.

Koedinger, K. R., McLaughlin, E. A., & Heffernan, N. T. (2013). Using AI to improve educational outcomes: The role of intelligent tutoring systems. AI and Education: The Role of Artificial Intelligence in Learning, 23(2), 203-222.

Liao, T. L., Chang, C. C., & Hsu, C. L. (2020). Enhancing mathematical problem-solving skills with AI-based learning tools. Computers & Education, 151, 103846. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2020.103846

Liu, M., Lee, H. Y., & Zhang, D. (2019). Improving student engagement and academic performance using artificial intelligence. International Journal of AI in Education, 29(3), 399-411. https://doi.org/10.1007/s40593-019-00186-2

Molinari, M., & Sclavi, S. (2021). Technology-enhanced learning and AI tools in mathematics education. Mathematics Education Review, 9(4), 24-40.

Moser, J., Wang, T., & Zheng, X. (2020). AI and student performance: A comprehensive review of artificial intelligence’s effect in education. Educational Psychology Review, 32(2), 301-321. https://doi.org/10.1007/s10648-020-09515-w

O’Shea, T., McNally, R., & Dillon, M. (2019). Artificial intelligence in the classroom: How technology can improve math education. Journal of Educational Research and Practice, 29(3), 142-156. https://doi.org/10.1016/j.jerp.2019.04.001

Pratama, B., Hidayat, R., & Suherman, E. (2021). Enhancing student engagement in mathematics through AI-assisted tools. International Journal of Educational Research, 111, 101654. https://doi.org/10.1016/j.ijer.2021.101654

Smith, T., & Keene, K. (2018). The role of artificial intelligence in improving math learning outcomes. Mathematics Teacher Education and Development, 20(1), 70-85.

Wang, Y., & Zhang, X. (2021). AI for personalized learning: Improving math education in the digital age. Computers in Human Behavior, 115, 106578. https://doi.org/10.1016/j.chb.2020.106578

Wu, C., & Lu, M. (2018). Enhancing secondary students' mathematical skills with AI-based learning tools. Journal of Learning Analytics, 5(2), 60-72. https://doi.org/10.18608/jla.2018.5229

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Publicado

2025-09-09

Cómo citar

Danny Efraín Andrade Barrionuevo, Christian José Ojeda Guambo, Ruth Maritza Guato Quilligana, & Diego Alberto López Altamirano. (2025). La implementación de la inteligencia artificial como herramienta pedagógica para optimizar el desarrollo del razonamiento lógico-matemático en estudiantes de secundaria. Dominio De Las Ciencias, 11(3), 1380–1395. https://doi.org/10.23857/dc.v11i3.4523

Número

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