Este artigo apresenta uma investigação sobre a evolução do questionamento crítico ocorrido numa relação dialógica entre a inteligência artificial (IA) e um grupo de estudantes numa unidade curricular de um curso do ensino superior em Ciências da Educação. Partindo dos registos de aula dos estudantes, tenta compreender a evolução do sentido crítico no contexto de ensino formal, utilizando uma estrutura com cinco níveis de perguntas: Gerais e Definidoras, Específicas, Aplicadas, Integradoras e de Engajamento Crítico, conforme delineado por teóricos Elder e Paul (2002), Facione (2015), Nosich (2009) e Browne e Keeley (2007). Os resultados indicam a presença de padrões de questionamento centrados nos níveis quatro e cinco, ou seja, na utilização de questões Integradoras e de Engajamento Crítico, resultantes das discussões contextualizadas. A interação dos estudantes com a IA permitiu-lhes constatar: a diversidade de níveis de questionamento, a progressão do pensamento crítico, as áreas para melhoria em cada grupo de trabalho, o incentivo à reflexividade e metacognição, o entrosamento nos conceitos complexos, a visualização da aplicação prática dos conceitos, e a ampliação do pensamento interdisciplinar.Este estudo contribui para a literatura sobre educação e tecnologia, oferecendo perceções sobre como estruturar interações dialógicas eficazes entre estudantes e sistemas de IA.