Propuesta de una situación de aprendizaje basada en el uso de la Inteligencia Artificial en la asignatura de Física y Química del primer curso de Bachillerato

Abstract

En este Trabajo Fin de Máster se propone una situación de aprendizaje sobre inteligencia artificial relacionada con los contenidos curriculares de la asignatura de Física y Química del primer curso de Bachillerato bajo el marco competencial de la LOMLOE en Castilla y León. La inteligencia artificial es una potente herramienta en muchos ámbitos tales como el marketing o la economía. No obstante, su presencia no es menos importante en la educación, posibilitando automatizar procesos de evaluación, una tutorización personalizada o predecir los resultados académicos de los alumnos en función de distintas variables. Así, en esta propuesta, los alumnos se familiarizarán con ChatGPT y Elicit, dos herramientas de inteligencia artificial novedosas con las que se busca adecuarse al ritmo de aprendizaje del alumno y suplir problemas tales como el abandono de la asignatura. De esta manera, a través del uso de estos recursos los alumnos resolverán distintos casos prácticos donde profundizarán acerca de conceptos relacionados con cinemática, estática, dinámica, energía, reacciones químicas y química orgánica. Además, con esta propuesta se busca una educación individualizada para lograr en ellos un aprendizaje significativo, fomentando también su curiosidad y creatividad sobre los contenidos fisicoquímicos trabajados a lo largo del curso. Tal y como establece el marco legislativo, la evaluación de la misma debe realizarse por competencias, siendo especialmente relevantes en este caso la competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería y la competencia digital. Por ello, para garantizar la rigurosidad en la evaluación se ha elaborado una rúbrica, considerando distintos indicadores crecientes de logro. Esta propuesta supone una primera aproximación a la normalización del uso de la inteligencia artificial en la educación de la Física y la Química, esperándose que en un futuro tenga aplicabilidad en centros educativos.

In this Master's Thesis, a learning scenario about artificial intelligence is proposed, relating to the curricular contents of the Physics and Chemistry subject for the first year of high school within the competency framework of the LOMLOE in Castilla y León. Artificial intelligence is a powerful tool in many fields such as marketing or economics. However, its presence is no less important in education, allowing for the automation of evaluation processes, personalized tutoring, or predicting students' academic results based on different variables. Thus, in this proposal, students will become familiar with ChatGPT and Elicit, two innovative artificial intelligence tools aimed at adapting to the student's learning pace and addressing issues such as course abandonment. By using these resources, students will solve various practical cases where they will delve into concepts related to kinematics, statics, dynamics, energy, chemical reactions, and organic chemistry. Additionally, this proposal aims for individualized education to achieve meaningful learning, fostering their curiosity and creativity about the physicochemical content worked on throughout the course. As established by the legislative framework, the evaluation of the same must be competency-based, with particular relevance in this case to mathematical competence and competence in science, technology, and engineering, as well as digital competence. Therefore, to ensure rigorous evaluation, a rubric has been developed, considering different increasing achievement indicators. This proposal represents a first approach to the normalization of the use of artificial intelligence in the education of Physics and Chemistry, with the expectation that it will be applicable in educational centers in the future.