Use of Artificial Intelligence in the Learning of Newtonian Mechanics: A Didactic Intervention in First-Year Undergraduate Students

• Pavón Brito, Christian Antonio ^[1] ; Felipe, Antonio Eduardo ^[2] ; Ávila, Olga Beatriz ^[3]
  1. [1] Universidad de Guayaquil

     Universidad de Guayaquil

     Guayaquil, Ecuador

     
  2. [2] Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

     Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

     Argentina

     
  3. [3] Universidad Nacional del Litoral

     Universidad Nacional del Litoral

     Argentina

     

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• Localización: Espirales. Revista multidisciplinaria de investigación, ISSN-e 2550-6862, Vol. 9, Nº. 53, 2025 (Ejemplar dedicado a: April - June), págs. 42-54
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Uso de inteligencia artificial en el aprendizaje de la mecánica newtoniana: una intervención didáctica en estudiantes de primer año de licenciatura
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• Resumen
  • español

    El presente artículo describe los efectos preliminares de una intervención didáctica basada en el uso de inteligencia artificial (IA) para la enseñanza de conceptos de mecánica newtoniana en estudiantes de primer año de la Licenciatura en Pedagogía de la Física en la Universidad de Guayaquil. Esta intervención corresponde a la primera fase de un estudio cuasiexperimental desarrollado durante el semestre mayo-agosto de 2024, en el que se compararon dos grupos paralelos: uno de control, que trabajó con estrategias tradicionales de instrucción entre pares, y otro experimental, que empleó actividades guiadas mediadas por IA, específicamente utilizando un entorno web con soporte de ChatGPT. Ambos grupos realizaron una prueba diagnóstica previa, cuyos resultados reflejaron niveles similares de conocimiento conceptual inicial. Posteriormente, tras un proceso de enseñanza estructurado y diferenciado, se aplicó una prueba de salida para evaluar el impacto de la intervención. Los datos obtenidos mostraron una mejora significativa en el rendimiento conceptual del grupo experimental en comparación con el grupo de control. Los hallazgos sugieren que la integración de herramientas de IA en el aula puede contribuir positivamente al aprendizaje de la física, facilitando la superación de concepciones alternativas y promoviendo una comprensión más profunda de los principios fundamentales de la mecánica clásica. El estudio destaca la viabilidad del uso de asistentes virtuales como recurso complementario en entornos de educación superior en ciencias.

  • English

    This article presents the preliminary effects of a didactic intervention based on the use of artificial intelligence (AI) for teaching Newtonian mechanics concepts to first-year students in the Bachelor of Physics Education program at the University of Guayaquil. This intervention corresponds to the first phase of a quasi-experimental study conducted during the May–August 2024 semester, involving two parallel groups: a control group using traditional peer instruction strategies, and an experimental group using AI-guided activities through a web-based platform supported by ChatGPT. Both groups underwent a diagnostic pre-test, which revealed similar levels of initial conceptual knowledge. Following a structured and differentiated teaching process, a post-test was applied to assess the intervention's impact. The results showed a significant improvement in the conceptual understanding of the experimental group compared to the control group. The findings suggest that integrating AI tools in the classroom can positively impact physics learning by helping students overcome alternative conceptions and fostering a deeper understanding of the fundamental principles of classical mechanics. The study highlights the feasibility of using virtual assistants as a complementary resource in science higher education environments.