Uso de las Inteligencias artificiales como auxiliar y apoyo en clases de física y matemáticas en la Institución Educativa Ortún Velasco.

dc.contributor.advisorLópez Ramírez, María Ximena
dc.contributor.authorMantilla Gamboa, Kharen Jorley
dc.contributor.authorRodríguez Fierro, Mateo
dc.contributor.authorSerrano Contreras, Johan Manuel
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomás
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001754780
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001663281
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002326007
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001771098
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=QqPIOvIAAAAJ&hl=es&oi=ao
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=Diy7rjsAAAAJ&hl=es&oi=ao
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=6AMlk6UAAAAJ&hl=es&oi=ao
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8172-3726
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0009-0008-0495-4297
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0009-0004-8827-6470
dc.date.accessioned2026-01-19T17:21:08Z
dc.date.available2026-01-19T17:21:08Z
dc.date.issued2025-12-18
dc.descriptionLa Educación en Matemáticas y Física en la Institución Educativa Ortún Velasco enfrenta desafíos específicos, entre ellos la comprensión de conceptos abstractos y el fortalecimiento de habilidades en la aplicación de contenidos, especialmente en un contexto marcado por limitaciones tecnológicas y económicas. Los resultados de las pruebas SABER 11 y de evaluaciones internas evidencian una dispersión significativa en el desempeño académico, lo que refleja una brecha en la comprensión y aplicación de los temas avanzados en estas áreas. Ante esta problemática, el proyecto se planteó como eje central la integración de la inteligencia artificial (IA) como una herramienta de apoyo pedagógico para reducir dichas brechas, motivando un aprendizaje más accesible y significativo. El objetivo general del proyecto fue implementar la IA como herramienta de apoyo en la enseñanza de Matemáticas y Física para mejorar la comprensión y aumentar la motivación de los estudiantes de grados décimo y undécimo. Para alcanzar este propósito, se diseñó una propuesta didáctica basada en principios del aprendizaje significativo y el constructivismo, apoyada en guías instruccionales, consultas previas, talleres prácticos y acompañamiento continuo del docente. La metodología siguió un enfoque mixto, cuantitativo y cualitativo, que incluyó fases como la aplicación de pruebas diagnósticas y finales, la capacitación en el uso de IA, la generación de material didáctico con apoyo de herramientas tecnológicas. Los resultados evidencian mejoras en el rendimiento y mayor equidad, con aumento de promedios en tres de los cuatro grupos. En conclusión, el proyecto muestra que integrar la inteligencia artificial en la enseñanza de Matemáticas y Física en contextos rurales es una estrategia viable y efectiva que potencia habilidades críticas, creativas y colaborativas.
dc.description.abstractMathematics and Physics education at the Institución Educativa Ortún Velasco faces specific challenges, particularly the understanding of abstract concepts and the development of applied skills, within a context marked by technological and economic limitations. Results from national SABER 11 tests and internal evaluations reveal significant dispersion in students’ academic performance, highlighting gaps in the comprehension and application of advanced content in these areas. To address this problem, the project focused on integrating Artificial Intelligence (AI) as a pedagogical support tool to reduce these gaps, facilitate conceptual understanding, and foster a more accessible and meaningful learning process. The general objective was to implement AI as a support tool in the teaching of Mathematics and Physics to improve students’ comprehension and motivation in 10th and 11th grades. To achieve this, a didactic proposal was designed based on principles of meaningful learning and constructivism, supported by instructional guides, preliminary consultations, practical workshops, and continuous teacher guidance. The methodology followed a mixed approach, both quantitative and qualitative, and included phases such as diagnostic and final assessments, training in the use of AI, the creation of didactic material supported by technological tools, guided question sessions, experimental activities, and conceptual socialization dynamics. The results show significant progress in students’ academic performance, reflected in higher averages in three out of four groups and a reduction in score dispersion, which indicates greater equity in learning. In conclusion, the project shows that integrating AI into teaching Math and Physics in rural areas effectively enhances learning and fosters critical thinking, creativity, and collaboration.
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagíster en Tecnología e Innovación Educativaspa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationMantilla Gamboa, K. J., Rodríguez Fierro, M. y Serrano Contreras, J. M. (2025). Uso de las inteligencias artificiales como auxiliar y apoyo en clases de física y matemáticas en la institución educativa Ortún Velasco. [Trabajo de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/70872
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Santo Tomásspa
dc.publisher.branchCRAI-USTA Bogotá
dc.publisher.facultyFacultad Educaciónspa
dc.publisher.programMaestría en Tecnología e Innovación Educativaspa
dc.relation.referencesAnderson, C. (2022). Aprendizaje personalizado en la era digital. Routledge.
dc.relation.referencesBaker, R. (2020). Analítica de aprendizaje y sistemas de aprendizaje adaptativo. Springer.
dc.relation.referencesBaker, R., & Inventado, P. (2021). Analítica de aprendizaje y minería de datos educativos: hacia una mejor comprensión del comportamiento de los estudiantes. Springer.
dc.relation.referencesBarrows, HS (1986). Una taxonomía de métodos de aprendizaje basados en problemas. Educación Médica, 20(6), 481-486.
dc.relation.referencesBlackBoard. (2018). IA en educación: aprendizaje personalizado a gran escala. BlackBoard Insights.
dc.relation.referencesBloom, B. (1956). Taxonomía de los objetivos educativos: La clasificación de las metas educativas. Longmans, Green.
dc.relation.referencesBloom, B. (2023). Taxonomía de Bloom revisada: Una guía práctica para objetivos de aprendizaje. Grupo de Investigación EdTech.
dc.relation.referencesBrusilovsky, P. (2001). Hipermedia adaptativo. Fundamentos y tendencias en la ciencia web, 5(2), 1 130.
dc.relation.referencesBrown, K., et al. (2022). Desarrollo de plataformas de IA para la enseñanza de ciencias y matemáticas. Tecnología educativa y sociedad, 25(1), 21-34.
dc.relation.referencesChen, L., y Forcier, M. (2022). Inteligencia artificial en educación: el futuro es ahora. Pearson Education.
dc.relation.referencesConsejo Nacional de Investigación (2012). Un marco para la educación científica K-12: prácticas, conceptos transversales e ideas centrales. The National Academies Press.
dc.relation.referencesCunningham, D., y Allred, K. (2007). Aprendizaje personalizado para el alumno de hoy. Revista de integración tecnológica, 15(3), 110-120.
dc.relation.referencesDeci, E., y Ryan, R. (2000). El “qué” y el “por qué” de la búsqueda de objetivos: necesidades humanas y autodeterminación del comportamiento. Psychological Inquiry, 11(4), 227-268.
dc.relation.referencesDelfino, M., et al. (2021). Herramientas digitales para el aprendizaje personalizado del estudiante del siglo XXI. Investigación y desarrollo en tecnología educativa, 29(2), 255-273.
dc.relation.referencesDurlak, J., et al. (2021). El impacto de las estrategias de aprendizaje personalizadas en entornos educativos. Revista de Psicología Educativa, 113(2), 1-15.
dc.relation.referencesGómez, L. (2021). Innovaciones tecnológicas en educación rural: la IA como motor de cambio. Revista de Educación y Tecnología Rural, 10(1), 40-52.
dc.relation.referencesGonzález, L. (2022). Prácticas innovadoras en la enseñanza de las ciencias mediante el uso de la tecnología. Revista Educación y Tecnología, 14(3), 115-130.
dc.relation.referencesHernández, M., & García, S. (2020). El impacto de la IA en la personalización del aprendizaje en secundaria. Revista de Educación y Tecnología, 25(3), 35-47.
dc.relation.referencesJiménez, S. (2020). La educación rural en Colombia: Retos y oportunidades para la incorporación de la IA. Revista de Educación Rural, 8(2), 78-90.
dc.relation.referencesKnapp, J., Zeratsky, J., y Kowitz, B. (2016). Sprint: Cómo resolver grandes problemas y probar nuevas ideas en solo cinco días. Simon & Schuster.
dc.relation.referencesKukulska-Hulme, A. (2020). Aprendizaje móvil en la educación superior: un estudio de caso sobre aprendizaje personalizado utilizando tecnologías móviles. Springer.
dc.relation.referencesLuckin, R., et al. (2016). Inteligencia desatada: un argumento a favor de la IA en la educación. Pearson.
dc.relation.referencesMendoza, F., & Rojas, D. (2022). Proyectos de IA en educación en regiones con escasa conectividad en Colombia. Educación y Conectividad, 11(2), 101-113.
dc.relation.referencesMüller, H., y König, L. (2021). Tecnologías educativas y motivación en el aprendizaje: el papel de la IA en la participación de los estudiantes. Educational Studies Review, 33(4), 250-265.
dc.relation.referencesPaul, R., y Elder, L. (2019). Pensamiento crítico: herramientas para hacerse cargo de su aprendizaje y de su vida. Pearson.
dc.relation.referencesPintrich, PR y Schunk, DH (2020). Motivación y aprendizaje autorregulado: teoría, investigación y aplicaciones. Pearson.
dc.relation.referencesRyan, R., y Deci, E. (2000). Teoría de la autodeterminación y facilitación de la motivación intrínseca, el desarrollo social y el bienestar. American Psychologist, 55(1), 68-78.
dc.relation.referencesSerrano, J. (2023). Uso de la IA como auxiliar y apoyo en clases universitarias de física moderna.
dc.relation.referencesSmith, D. y Patel, K. (2021). Inteligencia Artificial en la mejora del aprendizaje autónomo en entornos rurales. Revisión de tecnología en la educación, 8(2), 47-55.
dc.relation.referencesTharp, D. (2022). Enseñanza de la física en un mundo digital. Wiley.
dc.relation.referencesVanLehn, K. (2011). La eficacia relativa de la tutoría humana, los sistemas de tutoría inteligente y otros sistemas de tutoría. Psicólogo Educacional, 46(4), 197-221. https://doi.org/10.1080/00461520.2011.611369
dc.relation.referencesVygotsky, LS (1978). La mente en la sociedad: el desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Harvard University Press.
dc.relation.referencesVickowski, A. (2006). Uso de tecnología digital para mejorar el aprendizaje en las ciencias. Science Education Journal, 14(3), 82-94.
dc.relation.referencesWang, F. y Hannafin, MJ (2005). Investigación basada en el diseño y entornos de aprendizaje mejorados por la tecnología. Investigación y desarrollo de tecnología educativa, 53(4), 5-23. https://doi.org/10.1007/BF02504682
dc.relation.referencesZimmerman, BJ (2000). Alcanzar la autorregulación: una perspectiva cognitiva social. En M. Boekaerts, PR Pintrich y M. Zeidner (Eds.), Manual de autorregulación (pp. 13-39). Academic Press.
dc.relation.referencesZapata, R. (2021). Desarrollo de proyectos tecnológicos en zonas rurales colombianas. Revista de Innovación Educativa, 23(4), 142-154.
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Colombiaen
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.keywordArtificial intelligences
dc.subject.keywordAutodidactic
dc.subject.keywordConstructivism
dc.subject.keywordCritical thinking
dc.subject.keywordFeedback
dc.subject.lembTecnología e Innovación Educativa
dc.subject.lembInnovación pedagógica
dc.subject.lembConstructivismo (Educación)
dc.subject.proposalInteligencias Artificiales (IA’s)
dc.subject.proposalAutodidacta
dc.subject.proposalConstructivismo
dc.subject.proposalPensamiento crítico
dc.subject.proposalRetroalimentación
dc.titleUso de las Inteligencias artificiales como auxiliar y apoyo en clases de física y matemáticas en la Institución Educativa Ortún Velasco.
dc.typemaster thesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
dc.type.driveinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.type.localTesis de maestríaspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionspa

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 2 de 2
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2025kharenmantilla.pdf
Tamaño:
941.39 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2025kharenmantilla1.pdf
Tamaño:
52.92 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 3 de 3
Cargando...
Miniatura
Nombre:
license.txt
Tamaño:
807 B
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2025cartadefacultad.pdf
Tamaño:
554.55 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Carta de facultad
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2025cartaderechosdeautor.pdf
Tamaño:
1.07 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Carta derechos de autor