Astra: chatbot educativo para el desarrollo de competencias del siglo XXI en el aprendizaje de las leyes de gases
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Resumen
El presente estudio propone una innovación pedagógica mediante un chatbot educativo gamificado, denominado ASTRA “Misión Casiopea”, orientado a fortalecer tres competencias del siglo XXI: uso pertinente de la tecnología, pensamiento crítico y resolución de problemas, en estudiantes de 10° y 11° de las Instituciones José Antonio Galán (Floridablanca, Santander) y Gimnasio Campestre de los Sauces de (Cota, Cundinamarca). El contenido disciplinar se centró en la Ley de los Gases, seleccionada por su relevancia curricular y alineación con los Derechos Básicos de Aprendizaje (DBA). La investigación adoptó un enfoque mixto y cuasi-experimental, apoyado en el modelo de innovación de “doble diamante” para el diseño, desarrollo y validación del prototipo. Se aplicaron cuestionarios diagnósticos y finales, grupos focales, listas de cotejo y registros de implementación, con una muestra de 54 estudiantes. Los resultados evidenciaron diferencias significativas en el conocimiento y la familiaridad con los chatbots entre las instituciones participantes. En términos de aprendizaje, el promedio en el postest (92.86%) superó al del pretest (79.89%), con un incremento de 13 puntos porcentuales y un tamaño de efecto alto (d = 0.72). Así mismo, las percepciones de los estudiantes fueron ampliamente positivas: la motivación, la utilidad de la herramienta y la valoración general obtuvieron puntuaciones superiores a 4 en una escala de 1 a 5, con adecuados niveles de confiabilidad (α = 0.69–0.92). La implementación de ASTRA constituyó una experiencia innovadora que mejoró el aprendizaje de las leyes de los gases y promovió competencias clave del siglo XXI. Este estudio sugiere ampliar la muestra y explorar nuevos contextos educativos para potenciar la personalización y diversificación curricular.
Descripción
Abstract
This study proposes a pedagogical innovation through a gamified educational chatbot, named ASTRA “Mission Cassiopeia,” aimed at strengthening three 21st-century competencies: appropriate use of technology, critical thinking, and problem solving, in 10th and 11th grade students from Institución José Antonio Galán (Floridablanca, Santander) and Gimnasio Campestre de los Sauces (Cota, Cundinamarca). The disciplinary content focused on the Gas Laws, selected for their curricular relevance and alignment with the Basic Learning Rights (DBA). The research adopted a mixed and quasi-experimental approach, supported by the “double diamond” innovation model for the design, development, and validation of the prototype. Diagnostic and final questionnaires, focus groups, checklists, and implementation records were applied, with a sample of 54 students. The results showed significant differences in knowledge and familiarity with chatbots between the participating institutions. In terms of learning, the post-test average (92.86%) surpassed that of the pre-test (79.89%), with a 13-percentage-point increase and a large effect size (d = 0.72). Likewise, students’ perceptions were broadly positive: motivation, usefulness of the tool, and overall evaluation scored above 4 on a scale of 1 to 5, with adequate reliability levels (α = 0.69–0.92). The implementation of ASTRA constituted an innovative experience that improved learning of the Gas Laws and fostered key 21st-century competencies. This study suggests expanding the sample and exploring new educational contexts to enhance curricular personalization and diversification.
Palabras clave
Chatbot educativo, Gamificación, Competencias del siglo XXI, Pensamiento crítico, Resolución de problemas, Ley de los gases