1. Introducción

La inteligencia artificial, de acuerdo con McCarthy (2004), es «la ciencia e ingeniería de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas informáticos inteligentes». Según ^{Cárdenas (2023}), la IAGen puede generar contenido en diversos formatos, aunque presenta limitaciones por la falta de experiencias sensoriales y contextuales humanas. El lanzamiento de ChatGPT ha marcado un punto de inflexión en la educación y ha generado debates sobre sus implicancias. ChatGPT es un modelo de lenguaje conversacional creado por OpenAI, basado en la arquitectura Generative Pre-trainet Transformer (GPT) que emplea técnicas de procesamiento del lenguaje natural para producir respuestas estructuradas a las preguntas de los usuarios (^{Burgos et al., 2023}). ^{Xu y Ouyang (2022}) clasifican el uso de la IA en tres categorías: agente interactivo, tutor inteligente y asistente complementario. Sin embargo, la IA enfrenta desafíos, como la producción de información incorrecta y el uso indebido para eludir sistemas de detección de plagio, lo que requiere actualizaciones en métodos de evaluación y políticas institucionales (^{Lo, 2023}).

La integración de la IAGen en la educación superior está reformulando las teorías del aprendizaje y la enseñanza para aprovechar nuevas capacidades tecnológicas, lo que requiere una comprensión más profunda de cómo puede actuar como colaborador del aprendizaje, al apoyar y ampliar capacidades humanas (^{Gimpel et al., 2023}; ^{González-González, 2023}). Por ejemplo, en la creación de materiales, así como evaluaciones efectivas que impacten en la calidad de la experiencia de aprendizaje, al aliviar carga laboral al docente y permitir un uso más eficiente centrado en el estudiante (^{Garcia-Peñalvo, 2024}; ^{Magallanes et al., 2023}).

La IAGen, como ChatGPT 4.0, está transformando la educación al mejorar la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje. Según ^{Chávez et al. (2023}), la inteligencia artificial incrementa actualmente la eficiencia y la efectividad en estos procesos, lo que hace inevitable su integración en los entornos educativos. Esto requiere que los docentes adquieran habilidades para seleccionar, modificar y crear recursos educativos, con el fin de enfrentar el desafío de utilizar estas herramientas de manera efectiva por primera vez (^{Guerrero-Roldán et al., 2021}).

Los docentes universitarios se enfrentan constantemente al desafío de equilibrar sus responsabilidades administrativas con la necesidad de diseñar experiencias de aprendizaje efectivas que estén alineadas con las competencias institucionales. Este equilibrio consume mucho tiempo que podría emplearse de manera más eficiente en la interacción directa y significativa con los estudiantes. En este contexto, surgen preguntas críticas: ¿cómo puede la IAGen, a través del desarrollo de asistentes virtuales, transformar la gestión docente para mejorar la eficiencia sin comprometer la calidad educativa? Además, ¿cómo podría la implementación de asistentes virtuales entrenados y la generación de prompts efectivos optimizar el tiempo que los docentes dedican al diseño de sesiones de aprendizaje, la evaluación y la retroalimentación?

En respuesta a estos cuestionamientos, se implementaron en un laboratorio de innovación educativa cuatro asistentes virtuales basados en IA-Gen utilizando ChatGPT 4.0. El objetivo principal de esta investigación fue explorar la efectividad de estos asistentes, creados específicamente para optimizar el diseño de sesiones de aprendizaje, la generación de conflictos cognitivos, la creación de evaluaciones y la retroalimentación. La meta era determinar si la implementación de estos asistentes podría reducir el tiempo que los docentes dedican a estas tareas mediante la creación de prompts efectivos y el adecuado entrenamiento de los usuarios.

Este proyecto se desarrolló como un PMV, involucrando a 9 docentes del Departamento Académico de Cursos Básicos. Como resultado, se logró impactar en 7 cursos y se benefició a 1060 estudiantes de pregrado, lo que demuestra su potencial para mejorar la eficiencia en la planificación y ejecución de actividades educativas. Este estudio examina la implementación de cuatro asistentes virtuales específicamente diseñados para optimizar el diseño de sesiones de aprendizaje, la elaboración de evaluaciones y la entrega de retroalimentación. El propósito central de esta investigación es aumentar la eficiencia en las tareas docentes, así como asegurar simultáneamente la calidad educativa y fomentar un aprendizaje activo y comprometido entre los estudiantes. A través de estos asistentes virtuales, se busca no solo reducir la carga administrativa de los docentes, sino también mejorar la experiencia educativa general al integrar tecnologías innovadoras en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

2. Aspectos teórico-conceptuales

3. Metodología

Este estudio utilizó un enfoque mixto con un diseño descriptivo-exploratorio no experimental de corte transversal para evaluar cómo la IA-Gen, mediante el uso de cuatro asistentes virtuales, puede optimizar la gestión docente en el diseño de sesiones, la creación de evaluaciones y la retroalimentación. Nueve docentes del Departamento Académico de Cursos Básicos de la Universidad Científica del Sur participaron en el PMV (producto mínimo viable) e implementaron asistentes virtuales en siete cursos, que impactaron a 1060 estudiantes en el primer semestre de 2024 (^{Creswell y Creswell, 2018}).

Los datos se recopilaron mediante encuestas (véanse las tablas 1 y 2), registros de uso y grupos focales (véase la tabla 3), lo que permitió identificar patrones y discrepancias en las experiencias docentes (^{Harrison et al., 2019}; ^{Braun y Clarke, 2019}). Este enfoque metodológico facilitó una evaluación exhaustiva de la efectividad de los asistentes virtuales, al combinar técnicas de análisis estadístico descriptivo con análisis temático cualitativo para proporción. Además, se realizó un diario de campo para monitorear el proceso de implementación, lo que enriqueció el análisis del uso de asistentes (véase tabla 4).

4. Resultados

Los resultados obtenidos de la implementación de los cuatro asistentes virtuales se evaluaron utilizando un diseño descriptivo, que analizó la optimización del tiempo del docente, el uso efectivo de prompts y el entrenamiento de los asistentes. Los asistentes fueron implementados en siete cursos con una frecuencia de uso semanal alimentado con los lineamientos institucionales de la universidad (lineamiento de evaluación de los aprendizajes, modelo educativo de la universidad, lineamiento para la elaboración de carpetas instruccionales, lineamiento para la evaluación por competencias) y entrenado por los docentes del proyecto. Fueron diseñados y entrenados mediante una interacción iterativa que permitió identificar y corregir errores para asegurar un desempeño más preciso. Su función principal fue optimizar el tiempo en la gestión docente, específicamente en tareas administrativas y pedagógicas. Los docentes del proyecto participaron activamente en el entrenamiento de los asistentes, lo que aseguró su alineación con las necesidades académicas. La información sobre el uso de los asistentes se recopiló mediante un registro de experiencias utilizando una pizarra colaborativa (véase la figura 1).

Inicialmente, se observó una optimización del 75 % en el tiempo que los docentes dedican al diseño de sesiones y a las estrategias para el conflicto cognitivo, un 80 % en la creación de evaluaciones y un 87 % en la retroalimentación, como se presenta en la tabla 5. Durante el proceso de entrenamiento, los nueve docentes participantes asistieron a la capacitación en la elaboración de prompts efectivos, hasta lograr un nivel de satisfacción del 100 %.

Se lograron avances significativos en el uso efectivo de prompts y su implementación en las sesiones de clase, lo que resultó en diseños de sesiones más dinámicos y en una mayor participación estudiantil. Los resultados se corroboraron con entrevistas a los docentes, quienes compartieron sus experiencias (véase la figura 2). Las entrevistas, de enfoque semiestructurado, abordaron ejes como el impacto en la planificación, la efectividad en la generación de conflictos cognitivos, la creación de evaluaciones, la retroalimentación y la experiencia general con los asistentes virtuales. También exploraron temas como la adaptación tecnológica, las barreras enfrentadas y los beneficios inesperados. Las entrevistas se aplicaron mediante una guía estándar en un entorno controlado y flexible. Las entrevistas revelaron que el asistente para el diseño de sesiones de clase se implementó con éxito en el curso de Desempeño Universitario, y permitió a los docentes incorporar de manera efectiva nuevas estrategias de enseñanza. Además, el asistente proporcionó una variedad de herramientas digitales que los docentes pudieron integrar en sus sesiones de aprendizaje, según se muestra en la tabla 6.

El asistente para la creación de conflicto cognitivo generó actividades que fomentan la participación, estimulan el pensamiento crítico y la resolución de problemas, lo que mejora el interés y el compromiso de los estudiantes, y potencialmente la calidad del aprendizaje (véanse figuras 3 y 4).

El asistente de creación de evaluaciones generó preguntas de desarrollo de baja, media y alta complejidad, de acuerdo con la solicitud del docente, y rúbricas con tres niveles de logro, alineadas con los lineamientos de la universidad (véase la figura 5).

Finalmente, el asistente de retroalimentación proporcionó comentarios tras la revisión de los trabajos de los estudiantes y la rúbrica de evaluación, utilizando un lenguaje asertivo que resalta fortalezas y aspectos de mejora (véase Figura 6).

Respecto a los resultados obtenidos de las encuestas y del focus group que se realizaron, proporcionan una visión más profunda y detallada sobre su efectividad y percepción en la práctica docente. A partir de los resultados de las encuestas a docentes y estudiantes, se evidencia una alta satisfacción y una percepción positiva generalizada sobre el uso de asistentes virtuales en el entorno educativo. Los docentes destacan la utilidad de estas herramientas para optimizar la planificación de clases y la retroalimentación, mientras que los estudiantes valoran que sea viable aplicar en otros contextos y el reconocimiento de sus necesidades de aprendizaje. Al complementar estos hallazgos con los hallazgos obtenidos del focus group, se profundiza en los aspectos cualitativos de la implementación, revelando tanto los beneficios observados como los desafíos y áreas de mejora identificadas por los docentes en el uso cotidiano de los asistentes virtuales. Esta combinación de datos cuantitativos y cualitativos permite una evaluación más completa del impacto de los asistentes virtuales en la enseñanza, y proporciona una base sólida para su implementación continua y optimización futura.

En términos específicos, los resultados de la encuesta a docentes muestran una percepción positiva del uso de asistentes virtuales basados en inteligencia artificial para la enseñanza. La totalidad mayoría de los docentes reportaron que los asistentes virtuales les resultaron útiles para planificar y organizar sus clases, optimizar el tiempo, y mejorar sus estrategias de enseñanza, con una calificación promedio de 5,0 en estas áreas. La funcionalidad de los asistentes virtuales se consideró valiosa para la gestión académica, y su impacto positivo en las estrategias de enseñanza recibió una calificación alta. Sin embargo, la percepción de mejora en el rendimiento académico de los estudiantes debido al uso de asistentes virtuales obtuvo una calificación ligeramente menor, con un promedio de 4,44, lo que sugiere que, aunque los docentes valoran estas herramientas, consideran que hay áreas de oportunidad para mejorar el impacto directo en el desempeño estudiantil. En general, la satisfacción con la experiencia utilizando asistentes virtuales es alta, con un promedio de 4,89, y una clara disposición a continuar empleándolos en el futuro.

Al analizar los resultados por tipo de asistente virtual utilizado, se observan algunas variaciones interesantes en la percepción de efectividad. El «asistente para la creación de evaluaciones» tiene un promedio de 4,83, y destaca aspectos como la utilidad para la planificación de actividades y la optimización del tiempo, aunque muestra una valoración más baja en cuanto a mejora en el rendimiento académico de los estudiantes (4,0). En contraste, el «asistente de retroalimentación» y el «asistente para la creación de conflictos cognitivos» obtuvieron calificaciones promedio de 5,0, lo que refleja una percepción de alta efectividad en todas las dimensiones evaluadas, incluyendo la retroalimentación personalizada y el fomento del pensamiento crítico. El «asistente para diseño de sesión de clase» también recibió calificaciones elevadas, con un promedio general de 4,92, particularmente en la alineación de las sesiones de clase con los objetivos del curso. Estos resultados sugieren que, aunque todos los tipos de asistentes virtuales son valorados positivamente, algunos son percibidos como más efectivos en ciertos contextos y objetivos pedagógicos específicos, lo que destaca la importancia de una implementación estratégica y contextualizada de estas herramientas.

Por otra parte, la encuesta a estudiantes revela que la satisfacción general con el uso de asistentes virtuales en las sesiones de enseñanza es alta, con una puntuación promedio de 4,10. Los estudiantes valoran especialmente que estas herramientas consideren sus necesidades de aprendizaje y sean viables y efectivas en diferentes contextos, ambos aspectos con una calificación de 4,02. Estas percepciones indican que los asistentes virtuales son apreciados por su capacidad para adaptarse a diversas situaciones educativas y por atender adecuadamente los requerimientos de los estudiantes.

Sin embargo, cuando se trata de comparar el aprendizaje con métodos tradicionales, los estudiantes otorgaron una calificación de 3,87, lo que refleja una percepción positiva, pero no sobresaliente, sobre el potencial de los asistentes virtuales para mejorar su experiencia educativa. Así, la motivación para participar en actividades obtuvo una puntuación similar de 3,87, lo que sugiere que, aunque estas herramientas se ven útiles, no siempre fomentan un alto nivel de compromiso o participación.

Finalmente, el aspecto menos favorable se refiere a la diferenciación de los asistentes virtuales frente a otras experiencias de aprendizaje, que recibió una puntuación de 3,84. Este resultado indica que, si bien los estudiantes reconocen ciertos beneficios en el uso de estas herramientas, todavía perciben que su impacto en la experiencia de aprendizaje no es radicalmente diferente de otros enfoques educativos que han experimentado. En conjunto, estos hallazgos sugieren que, aunque los asistentes virtuales son bien recibidos y tienen un impacto positivo en la educación, aún existen oportunidades para mejorar su efectividad en áreas clave como la motivación y la diferenciación en la experiencia de aprendizaje.

Como se puede observar en la figura 10, el 88 % de estudiantes tenía conocimiento de que sus docentes usaron asistentes virtuales basados en inteligencia artificial en gestión de la enseñanza. Sin embargo, las correlaciones son moderadas, lo que sugiere que este conocimiento influye en las percepciones, pero no es el único factor determinante.

La figura 11 muestra los aspectos en los que los estudiantes consideran que sus docentes han utilizado asistentes de inteligencia artificial. Los resultados indican que la retroalimentación y el diseño de sesión de clase son los aspectos más comúnmente percibidos por los estudiantes. Doce estudiantes respondieron que no perciben el uso de asistentes de inteligencia artificial en ninguno de estos aspectos.

Por otro lado, al examinar la correlación de los resultados de la encuesta a estudiantes y las variables de edad, ciclo, carrera y conocimiento previo, ninguna presenta correlación estadísticamente significativa con las percepciones sobre el uso de asistentes virtuales. Este hallazgo sugiere que las percepciones de los estudiantes sobre el uso de estas herramientas son bastante uniformes a través de diferentes grupos demográficos. En términos cuantitativos, las correlaciones específicas fueron: 0,16 para conocimiento previo sobre el uso de asistentes virtuales, 0,05 para la variable de edad, -0,10 para el ciclo académico y -0,006 para la carrera de los estudiantes, lo que indica una falta de variabilidad sustancial en las respuestas en función de estas características demográficas.

Para profundizar en la comprensión del impacto de los asistentes virtuales en la educación, se llevó a cabo un focus group con nueve docentes, que habían utilizado estas herramientas basadas en IAGen. El objetivo era evaluar su efectividad en la optimización del tiempo docente y en la mejora de los procesos educativos, centrándose en cuatro aspectos clave: el diseño de sesiones, la creación de conflictos cognitivos, la retroalimentación personalizada y la elaboración de evaluaciones. Los resultados del focus group revelaron que los asistentes virtuales no solo mejoran la eficiencia en la planificación y ejecución de clases, sino que también motivan a los docentes a explorar nuevas herramientas tecnológicas y mejorar continuamente sus estrategias pedagógicas. Los docentes destacaron que la retroalimentación es más detallada y personalizada, lo que promueve un aprendizaje más reflexivo en los estudiantes. Además, se resaltó que los asistentes han sido fundamentales para fomentar el pensamiento crítico y la participación de los estudiantes en el aula.

Los hallazgos cualitativos obtenidos del focus group complementan los resultados cuantitativos derivados de las encuestas a docentes. Estos resultados indican que, bajo un enfoque exploratorio, la categoría que presenta el mayor número de relaciones y citas es el impacto en la satisfacción tanto de los docentes como de los estudiantes (véanse las figuras 12 y 13).

5. Discusión y conclusiones

Los resultados del estudio confirman la efectividad de los asistentes virtuales basados en IAGen en la optimización del tiempo docente y la mejora de ciertos aspectos de la enseñanza en educación superior. La alta satisfacción general reportada por los docentes (promedio de 4,89) y su percepción positiva sobre la utilidad de estos asistentes en la planificación de clases y retroalimentación (promedio de 5,0) se alinean con los hallazgos de ^{Ahmad (2023}) y ^{García-Peñalvo (2024}), quienes también subrayan el potencial de la IAGen para mejorar la eficiencia educativa. Sin embargo, la percepción de mejora en el rendimiento académico de los estudiantes, con un promedio de 4,44, sugiere que, aunque la tecnología es una herramienta valiosa para la gestión educativa, su impacto directo en el aprendizaje presenta oportunidades de optimización, lo que coincide con las conclusiones de ^{Singh (2024}), quien plantea que a pesar de su impacto transformador enfrente diversos desafíos tecnológicos, éticos, de accesibilidad y posibles usos indebidos.

Al comparar estos resultados con los estudios de ^{Ninaus y Sailer (2022}), que señalaron cierta resistencia por parte de los docentes a adoptar nuevas tecnologías, nuestros datos muestran una tendencia diferente. Los docentes en este estudio no solo están abiertos a integrar asistentes virtuales en sus prácticas, sino que también están motivados para aprender y utilizar herramientas tecnológicas adicionales. Este hallazgo resalta la importancia de la capacitación adecuada y el apoyo institucional en la implementación de nuevas tecnologías educativas, como se discute en los trabajos de ^{Gupta y Sharma (2023}).

Por otro lado, la percepción de los estudiantes sobre el uso de asistentes virtuales refleja una visión más matizada. Si bien existe una satisfacción general con estas herramientas (promedio de 4,10) y un reconocimiento de su viabilidad y efectividad en distintos contextos educativos (promedio de 4,02), la motivación para participar en actividades obtuvo una puntuación más baja (3,87). Esto sugiere que, aunque los asistentes virtuales son apreciados por su capacidad para adaptar el aprendizaje a las necesidades de los estudiantes, todavía no logran un nivel óptimo de compromiso y participación. Estos hallazgos coinciden con los de ^{Paskova (2024}), quien argumenta que la familiaridad con la tecnología y el contexto de su aplicación juegan roles cruciales en la percepción y efectividad de estas herramientas.

El análisis cualitativo del focus group proporciona una dimensión adicional al estudio, y destaca que la implementación de asistentes virtuales ha fomentado un aprendizaje más reflexivo y crítico entre los estudiantes.

Los docentes han observado una mejora en la calidad de la retroalimentación, que es más detallada y personalizada, lo que promueve un entorno de aprendizaje más efectivo. Además, la integración de estos asistentes ha motivado a los docentes a refinar sus estrategias pedagógicas, que se alinean con la recomendación de ^{Gimpel et al. (2023}) sobre la necesidad de un enfoque más personalizado y estratégico en la utilización de tecnologías avanzadas en la educación.

En términos de comparación con otros estudios, como los de ^{Chen y Zhang (2023}), los resultados indican que la efectividad de los asistentes virtuales depende significativamente de cómo se integran en las prácticas pedagógicas existentes y del nivel de preparación de los docentes para utilizarlos de manera óptima. A pesar de los beneficios reportados, como la reducción de la carga administrativa y la mejora en la personalización del aprendizaje, se han identificado áreas de mejora, especialmente en lo que respecta a la motivación y la participación activa de los estudiantes.

Asimismo, al examinar la correlación entre las variables demográficas de los estudiantes (edad, ciclo, carrera) y sus percepciones sobre los asistentes virtuales, se observó una falta de correlación estadísticamente significativa, lo que sugiere que las percepciones sobre estas herramientas son relativamente uniformes entre diferentes grupos demográficos. Esto contrasta con algunos estudios que sugieren que la aceptación de tecnologías avanzadas puede variar significativamente entre grupos demográficos (^{Nazari y Saadi, 2024}).

En conclusión, los asistentes virtuales basados en IAGen representan una herramienta prometedora, que genera altos niveles de satisfacción y buenos resultados en la mejora de la gestión del tiempo y la calidad de la enseñanza en la educación superior. Sin embargo, para maximizar su impacto, es crucial que las instituciones educativas no solo proporcionen el acceso a estas herramientas, sino que también ofrezcan capacitación continua y apoyo a los docentes para fomentar una integración más efectiva. De igual forma, el impacto también ha sido en el aprendizaje estudiantil, pues se ha fomentado el aprendizaje reflexivo y crítico. De aquí se identifica una necesidad de conexión y personalización para maximizar este impacto. Por otro lado, resulta necesario prestar atención al cuidado de la información que se trabaja y a la identificación de los sesgos que pueda tener la IA. Por ello, se requiere el trabajo y la creación de una guía de uso y políticas institucionales que orienten y fortalezcan el trabajo ético institucional. Además, hay que seguir investigando cómo adaptar y mejorar estas herramientas para abordar los desafíos específicos de la motivación y el compromiso estudiantil, y así alinearse con las necesidades y expectativas de docentes y estudiantes. La convergencia de datos cuantitativos y cualitativos en este estudio proporciona una base sólida para la implementación futura y la optimización continua de estas herramientas en entornos educativos.

Estos resultados serán fundamentales para la implementación a nivel institucional del uso de los asistentes en el diseño de los cursos del semestre 2024-2 en la universidad.