Las herramientas de inteligencia artificial y su impacto en el pensamiento crítico y la resolución de problemas: estudio de caso de estudiantes de secundaria STEAM de Turrialba.

Artificial intelligence tools and their impact on critical thinking and problem-solving: a case study of STEAM high school students from Turrialba.

Resumen

Esta investigación analizó la percepción sobre el uso pedagógico de herramientas de inteligencia artificial (IA) y su impacto en el desarrollo del pensamiento crítico y la resolución de problemas en estudiantes de secundaria bajo la modalidad STEAM en el cantón de Turrialba, Costa Rica. El estudio se fundamentó en un enfoque mixto con un diseño de triangulación concurrente (DITRIAC), integrando datos cuantitativos y cualitativos de manera simultánea. La muestra incluyó a 23 docentes de Matemáticas y Ciencias y 146 estudiantes de décimo año, representando más del 20% de la población total de los nueve centros educativos STEAM participantes. Los resultados revelaron un dominio general "desfavorable" (61.5%) en la integración efectiva de estas competencias, al no alcanzar el umbral operativo del 80%. Si bien el uso pedagógico de la IA obtuvo una valoración del 73.25%, las dimensiones de pensamiento crítico (60.62%) y resolución de problemas (54.17%) mostraron niveles insuficientes. Se identificó una concentración instrumental en herramientas como ChatGPT y Canva, acompañada de una escasa verificación de la información (97.3% de los estudiantes no verifican la información que brida la IA). Se concluye que la IA ejerce un impacto dual: potencia la creatividad en la fase de ideación, pero debilita el monitoreo metacognitivo en ausencia de un andamiaje didáctico riguroso y condiciones tecnológicas estables.

Abstract

This research analyzed the perception regarding the pedagogical use of artificial intelligence (AI) tools and their impact on the development of critical thinking and problem-solving skills among secondary students in the STEAM modality in the canton of Turrialba, Costa Rica. The study was based on a mixed-methods approach with a concurrent triangulation design (DITRIAC), integrating quantitative and qualitative data simultaneously. The sample included 23 Mathematics and Science teachers and 146 tenth-grade students, representing over 20% of the total population from the nine participating educational centers. The results revealed a general "unfavorable" domain (61.5%) in the effective integration of these competencies, as the operational threshold of 80% was not reached. Although the pedagogical use of AI received a rating of 73.25%, the dimensions of critical thinking (60.62%) and problem solving (54.17%) showed insufficient levels. An instrumental concentration on tools such as ChatGPT and Canva was identified, accompanied by a scarce verification of information (97.3% of students do not verify the information provided by AI). It is concluded that AI exerts a dual impact: it enhances creativity in the ideation phase but weakens metacognitive monitoring in the absence of rigorous didactic scaffolding and stable technological conditions.