Zambian Secondary School Teachers’ TPACK and their Attitude Towards Artificial Intelligence in Mathematics Classrooms: A Case of Mufulira District

Resumen Técnico: El TPACK de los docentes de secundaria en Zambia y su actitud hacia la Inteligencia Artificial en las aulas de matemáticas

Planteamiento del problema
Si bien el panorama educativo mundial está integrando la Inteligencia Artificial (IA) de forma acelerada, y el Ministerio de Tecnología y Ciencia de Zambia ha identificado la necesidad de una fuerza laboral capacitada en IA, existe una falta de investigación empírica dentro de Zambia con respecto a la intersección entre la competencia tecnológica de los docentes y su aceptación de la IA. Específicamente, no está claro si los niveles de Conocimiento Tecnológico Pedagógico del Contenido (TPACK, por sus siglas en inglés) de los docentes de matemáticas de secundaria en Zambia sirven como un factor determinante para sus actitudes e intenciones hacia la adopción de la IA en las aulas de matemáticas. Aunque la literatura internacional sugiere una correlación entre el TPACK y la adopción de la tecnología, la dinámica específica en el contexto de Zambia, donde la IA presenta tanto beneficios potenciales (p. ej., aprendizaje personalizado) como riesgos (p. ej., disminución del pensamiento crítico), requiere investigación para informar la política y el desarrollo curricular.

Metodología
El estudio empleó un diseño de investigación de métodos mixtos secuencial incrustado en el distrito de Mufulira, Zambia.

• Participantes: La muestra cuantitativa consistió en 127 docentes de matemáticas de secundaria (de una población de aproximadamente 200), lo que representa una tasa de respuesta del 94.8%. El componente cualitativo involucró a 10 docentes seleccionados de tres escuelas mediante entrevistas semiestructuradas.
• Instrumentación: La recolección de datos utilizó un cuestionario en línea (Google Forms) para los datos cuantitativos y entrevistas semiestructuradas para obtener perspectivas cualitativas. El cuestionario midió los niveles de TPACK (específicamente la alineación de la tecnología con el contenido matemático) y las actitudes hacia la IA (percepciones de utilidad, complejidad e impacto en la resolución de problemas).
• Análisis: Los datos cuantitativos se analizaron mediante estadística descriptiva (frecuencias, medias) y análisis de correlación de Pearson para determinar la fuerza y significancia de la relación entre los niveles de TPACK y las actitudes hacia la IA. Los datos cualitativos se analizaron temáticamente para explorar las percepciones de los docentes y los matices de sus barreras de adopción.
• Consideraciones éticas: El estudio se adhirió a protocolos éticos estrictos, incluyendo el consentimiento informado, el anonimato y el derecho a retirarse.

Resultados clave
El estudio arrojó varios hallazgos críticos con respecto a la relación entre el TPACK y la adopción de la IA:

1. Percepciones generales: La mayoría de los docentes (69.05%) cree que la IA puede mejorar la comprensión de las matemáticas en los alumnos, y el 57.6% está de acuerdo en que podría ayudar a mejorar el bajo rendimiento. Del mismo modo, el 59.06% cree que la IA mejora las habilidades de resolución de problemas. Sin embargo, una parte significativa (27.2%) percibe las herramientas de IA como demasiado complejas para su uso en el aula.
2. Relación estadística (TPACK vs. Actitud): Contrariamente a la hipótesis de que niveles más altos de TPACK impulsan una adopción positiva de la IA, el análisis de correlación de Pearson reveló que no existe una relación estadísticamente significativa entre los niveles de TPACK de los docentes y sus actitudes hacia la IA.
   • Mejora de la comprensión: $r = 0.109$, $p = 0.225$ (Muy débil, no significativa).
   • Mejora de la resolución de problemas: $r = -0.028$, $p = 0.997$ (Nula, no significativa).
   • Complejidad de las herramientas: $r = -0.090$, $p = 0.321$ (Muy débil, no significativa).
   • Mejora del rendimiento: $r = 0.046$, $p = 0.609$ (Nula, no significativa).
   • Percepción general: $r = 0.087$, $p = 0.331$ (Muy débil, no significativa).
3. Perspectivas cualitativas: Las entrevistas revelaron que, si bien muchos docentes reconocen la relevancia de la IA, muy pocos la utilizan activamente debido a la falta de conocimiento sobre estrategias de integración. Existe una divergencia de opiniones: algunos docentes con confianza creen que el TPACK facilita la adopción de la IA, mientras que otros argumentan que incluso un TPACK alto no garantiza la adopción si el docente mantiene creencias negativas sobre la seguridad o la utilidad de la IA.

Contribuciones principales y significancia
La principal contribución de este estudio es el hallazgo empírico de que los niveles de TPACK no son un fuerte predictor de las actitudes de los docentes hacia la adopción de la IA en el contexto de las matemáticas en Zambia. Los autores desafían la suposición de que la competencia técnica por sí sola impulsa la aceptación.

• Cambio de enfoque: El estudio sugiere que, si bien el TPACK es vital para la implementación de la tecnología, influye menos en la actitud o la intención de adoptar la IA.
• Implicación de política: Los autores argumentan que los responsables de la formulación de políticas y los desarrolladores curriculares deberían cambiar su enfoque de la mera evaluación de las habilidades técnicas hacia el abordaje de la "perspectiva general" de los docentes. La importancia radica en la necesidad de proporcionar mejores prácticas y capacitación que aborden específicamente el por qué y el cómo del uso de la IA para cambiar las percepciones negativas, en lugar de asumir que aumentar el TPACK resultará automáticamente en una adopción positiva.
• Relevancia contextual: El estudio destaca que, en el contexto de Zambia, la barrera para la integración de la IA no es necesariamente la falta de habilidades digitales (TPACK), sino la falta de comprensión respecto a la aplicación específica de las herramientas de IA y la necesidad de equilibrar su uso para evitar que afecte negativamente la interacción docente-alumno y el pensamiento crítico.

Conclusión
El artículo concluye que, si bien el TPACK es un elemento fundacional para la integración de la tecnología, tiene "menos que ver" con la actitud de un docente hacia la adopción de la IA en las matemáticas. El estudio enfatiza que la actitud es un determinante más crítico que los niveles de TPACK en este dominio específico. Por consiguiente, la integración exitosa requiere intervenciones dirigidas que aborden las creencias de los docentes y proporcionen estrategias concretas para el uso de la IA, en lugar de depender únicamente de la mejora de las competencias técnicas.