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Vol. 3 N° 1, enero-junio 2025 (146-154)
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Artículo de investigación
Tecnologías del Aprendizaje y el Conocimiento en la enseñanza
de las ciencias experimentales en unidades educativas fiscales de
Riobamba
Learning and knowledge technologies in the teaching of experimental sciences
in public schools in Riobamba
Monserrat Catalina Orrego Riofrío*
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba-Ecuador.
morrego@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-6607-2344
Carlos Jesús Aimacaña Pinduisaca
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba-Ecuador.
caimacania@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-8033-788X
Anabel Gisella López Torres
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba-Ecuador.
anabel.lopez@unach.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-9178-0121
Luis Alberto Mera Cabezas
Universidad Nacional de Chimborazo
Riobamba-Ecuador.
lmera@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-7419-4846
*Correspondencia:
morrego@unach.edu.ec
Cómo citar este artículo:
Orrego, M., Aimacaña, C., López, A., &
Mera, L. (2025).
Tecnologías del
Aprendizaje y el C
onocimiento en la
enseñanza de las ciencias experimentales en
unidades educativas fiscales de Riobamba.
Perspectivas Sociales y Administrativas, 3(1),
146-154.
https://doi.org/10.61347/psa.v3i1.84
Recibido: 10 de mayo de 2025
Proceso de evaluación:
11 de mayo al 16 de junio de 2025
Aceptado: 17 de junio de 2025
Publicado: 25 de junio de 2025
Resumen: La integración de las Tecnologías del Aprendizaje y el Conocimiento (TAC)
en la enseñanza de las ciencias experimentales se ha convertido en un elemento
importante para dinamizar los procesos educativos y fomentar una participación del
estudiante. El objetivo fue diagnosticar el uso de los simuladores virtuales por los
docentes de las asignaturas de Química, Biología y Física en las unidades educativas
fiscales del Distrito Riobamba-Chambo. El diseño de investigación fue cuantitativo, se
recolectaron datos en tres unidades educativas fiscales de Riobamba durante el año
lectivo 2024-2025. La muestra incluyó a 1258 estudiantes de Bachillerato General
Unificado y 68 docentes de las asignaturas de química, física y biología. Se aplicó
encuestas a docentes y estudiantes con la finalidad de conocer si utilizan simuladores
virtuales en el proceso de enseñanza-aprendizaje, beneficios obtenidos, frecuencia de
uso y tipo. Los resultados proporcionan una visión general de las perspectivas actuales
sobre las TAC, aunque existen esfuerzos por incorporar recursos tecnológicos como
simuladores, plataformas interactivas y contenidos digitales, su uso aún es limitado y
mayormente instrumental. Entre los principales desafíos se identifican la falta de
capacitación docente específica, carencias en infraestructura tecnológica y una
planificación pedagógica que no siempre responde al enfoque constructivista y
conectivista. Se concluye que una integración efectiva de las TAC en las Ciencias
Experimentales requiere políticas educativas que promuevan la formación continua, el
acceso equitativo a tecnologías y el rediseño de estrategias didácticas centradas en el
estudiante.
Palabras clave: Capacitación docente, ciencias experimentales, innovación pedagógica,
planificación pedagógica, tecnologías del aprendizaje y el conocimiento.
Abstract: The integration of Learning and Knowledge Technologies (LKT) in the teaching of
experimental sciences has become an important element in energizing educational processes and
promoting active student participation. The objective of this study was to diagnose the use of
virtual simulators by teachers of Chemistry, Biology, and Physics in public educational
institutions of the Riobamba-Chambo District. The research design was quantitative, and data
were collected from three public educational institutions in Riobamba during the 2024–2025
academic year. The sample included 1,258 students from the Unified General Baccalaureate and
68 teachers from the subjects of Chemistry, Physics, and Biology. Surveys were applied to both
teachers and students to determine whether they use virtual simulators in the teaching-learning
process, the benefits obtained, frequency of use, and types of simulators used. The results provide
a general overview of current perspectives on LKTs. Although there are efforts to incorporate
technological resources such as simulators, interactive platforms, and digital content, their use is
still limited and mostly instrumental. Among the main challenges identified are the lack of specific
teacher training, deficiencies in technological infrastructure, and pedagogical planning that does
not always align with constructivist and connectivism approaches. It is concluded that the effective
integration of LKTs in Experimental Sciences requires educational policies that promote
continuous teacher training, equitable access to technology, and the redesign of student-centered
teaching strategies.
Keywords: Experimental sciences, learning and knowledge technologies, pedagogical
innovation, pedagogical planning, teacher training.
Copyright: Derechos de autor 2025
Monserrat Catalina Orrego Riofrío, Carlos
Jesús Aimacaña Pinduisaca, Anabel Gisella
López Torres, Luis Alberto Mera Cabezas.
Esta obra está bajo una licencia internacional
Creative Commons Atribución-
NoComercial 4.0.
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1. Introducción
La enseñanza de las ciencias experimentales en el bachillerato es fundamental, puesto que promueve
el desarrollo del pensamiento crítico, la capacidad para resolver problemas y la alfabetización
científica, competencias esenciales para afrontar los desafíos de un mundo cada vez más complejo
(Alcívar et al., 2023). La realización de actividades experimentales dentro del proceso de enseñanza-
aprendizaje favorece una comprensión profunda de los contenidos, mientras que el trabajo en
laboratorio o mediante simuladores virtuales potencia el involucramiento del estudiante con los
conceptos científicos (Montenegro et al., 2025).
Sin embargo, desde hace varias décadas, y especialmente tras la pandemia del COVID-19, las
metodologías de enseñanza han experimentado una profunda transformación impulsada por el
creciente uso de la tecnología en todos los ámbitos de la vida, incluido el educativo (Alcívar et al.,
2023). Esta evolución requiere abandonar los enfoques pedagógicos tradicionales en el aula para
diseñar y aplicar metodologías y recursos cada vez más dinámicos y enriquecidos con tecnología. En
este contexto global, resulta fundamental considerar las particularidades del sistema educativo
ecuatoriano y, en particular, las de las unidades educativas fiscales de Riobamba, donde se enmarca
este estudio.
El aula de clase está experimentando cambios significativos gracias al uso de la tecnología
educativa. Como resultado, ha surgido el concepto de Tecnologías del Aprendizaje y el Conocimiento
(TAC), que se diferencian de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) por su enfoque
centrado en el aprendizaje y la construcción del conocimiento. Las TAC representan una evolución de
las TIC hacia aplicaciones más formativas y pedagógicas, impulsando un cambio de paradigma en la
tecnología educativa. Este cambio desplaza el énfasis desde el uso meramente instrumental de la
herramienta hacia un enfoque centrado en el estudiante, donde la tecnología favorece aprendizajes
significativos en un entorno motivador e interactivo.
Las TAC se sustentan en el modelo pedagógico constructivista, que posiciona a los estudiantes como
protagonistas activos de su propio conocimiento, construyendo su aprendizaje mediante actividades
innovadoras, motivadoras e interactivas. Además, en un mundo cada vez más interconectado, las TAC
se vinculan con el modelo pedagógico conectivista, que destaca el aprendizaje a través de redes
digitales. En la educación contemporánea permite que los estudiantes se conviertan en constructores
activos de su aprendizaje y comprendan su entorno mediante la experimentación. Las TAC actúan
como herramientas facilitadoras que hacen el aprendizaje más atractivo y motivador, implementando
técnicas y estrategias que fomentan la construcción del conocimiento y facilitan la comunicación entre
docentes y estudiantes (Narvaez-Garay & León-Alberca, 2024).
La integración de las TAC en el aula va más allá del simple uso de la tecnología; también impulsa
el desarrollo de habilidades esenciales para el siglo XXI, como la creatividad en el diseño de recursos
didácticos por parte del docente, la innovación, el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la
comunicación efectiva entre pares y con el docente (Chiliquinga et al., 2024). Además, favorece un
aprendizaje personalizado y adaptado a las necesidades individuales de los estudiantes, permitiendo,
mediante ciertas plataformas, el seguimiento del progreso académico, lo que facilita a los docentes
diseñar experiencias educativas ajustadas al ritmo, nivel y habilidades de cada alumno (Cristancho,
2024). Asimismo, promueve la colaboración y el trabajo en equipo mediante el uso de plataformas
colaborativas, redes sociales educativas y foros en línea. La relevancia de las TAC radica en su
capacidad para superar limitaciones temporales y geográficas propias de la educación presencial,
brindando a los estudiantes recursos educativos accesibles y efectivos (Rojas et al., 2023).
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En el contexto específico de las ciencias experimentales, las TAC ofrecen beneficios destacados al
facilitar la comprensión de conceptos científicos complejos mediante visualizaciones, simulaciones y
modelos interactivos, que permiten al estudiante formar una imagen mental clara del contenido. Estas
herramientas tienen el potencial de aumentar tanto la participación como la motivación de los
estudiantes en asignaturas que, tradicionalmente, pueden resultar desafiantes y complejas (Quizhpi,
2023). Las TAC fomentan un aprendizaje activo y significativo, posibilitando que los estudiantes
interactúen directamente con los fenómenos estudiados. La naturaleza abstracta de muchos conceptos
científicos hace que las TAC sean especialmente valiosas en este campo, ya que ofrecen
representaciones concretas y visuales que facilitan la comprensión.
Dentro de las TAC, las simulaciones juegan un papel fundamental en la enseñanza de las ciencias
experimentales, pues permiten a los estudiantes explorar y experimentar con diferentes escenarios de
forma autónoma, promoviendo una comprensión más profunda de conceptos físicos y otros principios
científicos. Las simulaciones hacen que el aprendizaje sea más atractivo y accesible, además de
potenciar la retroalimentación sobre los contenidos en los estudiantes. Asimismo, ofrecen una
alternativa segura y económica para que los alumnos realicen experimentos, manipulen variables y
observen resultados, especialmente en entornos con recursos limitados o cuando se trata de
experimentos potencialmente riesgosos (Yánez, 2024). La creación de un laboratorio virtual mediante
simuladores supera las restricciones de los laboratorios tradicionales en términos de costo y seguridad,
a la vez que brinda valiosas experiencias prácticas para el aprendizaje.
El gobierno ecuatoriano ha reconocido la importancia de la educación digital y ha implementado
diversas iniciativas para promover una sociedad del conocimiento e integrar las TIC en el proceso
educativo, tal como lo establece la Constitución de la República y las agendas educativas digitales
nacionales (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017). Entre los objetivos específicos se incluyen la
provisión de conectividad a internet y equipamiento tecnológico en las escuelas públicas, además de
programas orientados a reducir la brecha digital y fomentar la alfabetización digital. Estas políticas
nacionales reflejan un compromiso firme con la incorporación de la tecnología en el sistema educativo.
En el ámbito específico de la enseñanza de las ciencias experimentales en Ecuador, existen políticas
e iniciativas particulares orientadas a la integración de tecnología. Sin embargo, los desafíos y
oportunidades generales para la incorporación de las TAC pueden intensificarse o manifestarse de
manera particular en este contexto. La demanda de software y simulaciones especializadas, junto con
la relevancia de las experiencias prácticas en laboratorio, plantean consideraciones adicionales para
una efectiva integración de las TAC en la enseñanza de las ciencias experimentales.
El objetivo de la presente investigación es diagnosticar el uso de los simuladores virtuales por los
docentes de las asignaturas de química, biología y física en las unidades educativas fiscales del Distrito
Riobamba-Chambo.
2. Metodología
La investigación fue de tipo cuantitativo y de nivel descriptivo, ya que se pretendió conocer la situación
actual de los docentes que imparten las asignaturas de química, física y biología en relación con el uso
de simuladores virtuales en las ciencias experimentales. Se recolectaron datos en tres unidades
educativas fiscales de Riobamba durante el año lectivo 2024-2025. Para ello, se aplicaron encuestas a
docentes y estudiantes con el fin de identificar si utilizan simuladores virtuales en el proceso de
enseñanza-aprendizaje, así como los beneficios obtenidos, la frecuencia de uso y el tipo de simuladores
empleados.
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En términos generales, tanto docentes como estudiantes expresaron sus opiniones sobre el uso de
las TAC en el aula, la frecuencia con la que utilizan estas herramientas y los tipos de simuladores que
emplean. Los datos recopilados también revelan los criterios que consideran importantes al seleccionar
y utilizar las TAC en la enseñanza de las ciencias experimentales. Estos hallazgos ofrecen una base
para un análisis más detallado de la integración de estas tecnologías en este contexto específico.
La muestra incluyó a 1.258 estudiantes del Bachillerato General Unificado y a 68 docentes
responsables de las asignaturas mencionadas.
3. Resultados y discusión
La tabla 1 presenta los resultados más relevantes de las encuestas aplicadas. A pesar del auge en el uso
de las TIC, el 50 % de los docentes encuestados indicó no utilizar simuladores virtuales para la
enseñanza de química, física y biología. En este sentido, Ortega et al. (2022) sostienen que los
simuladores actúan como mediadores pedagógicos, pues se consolidan como herramientas
ampliamente utilizadas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Estos recursos permiten visualizar
los posibles resultados de una práctica de laboratorio sin necesidad de movilización física, facilitando
así la apropiación del conocimiento. Factores como la accesibilidad a la información y el uso de
herramientas tecnológicas son fundamentales, por lo que el uso de simuladores en línea contribuye a
garantizar un aprendizaje significativo.
En contraste, el 66 % de los estudiantes afirmó que sus docentes sí emplean simuladores virtuales
con frecuencia en las clases de química, física y biología. Esta discrepancia evidencia una contradicción
entre la percepción del alumnado y las respuestas docentes. Como señalan Orrego et al. (2024), los
simuladores ofrecen un alto grado de flexibilidad, permitiendo a los estudiantes aprender a su propio
ritmo y repetir prácticas hasta dominar los conceptos, lo que resulta útil para adaptar la enseñanza a
las necesidades individuales.
Con respecto a la periodicidad en el uso de simuladores, un 55 % de los docentes reportó que no los
utiliza habitualmente, lo que permite establecer diversas hipótesis sobre la problemática identificada.
De acuerdo con Carrión-Paredes et al. (2020), el uso de simuladores como PhET mejora los procesos
de aprendizaje, ya que facilita demostraciones en vivo y favorece el desarrollo del pensamiento
científico. Gracias a su capacidad para simular fenómenos naturales difíciles de observar, estos
recursos se constituyen en herramientas didácticas poderosas en diversas disciplinas.
El 73 % de los estudiantes indicó que no ha utilizado simuladores virtuales en sus clases de ciencias,
mientras que un 13 % mencionó haber empleado Crocodile Chemistry/Biology/Physics, y un 8 %, PhET
Colorado. Estudios como el de Brovelli et al. (2018) afirman que el uso de Crocodile Chemistry puede
aumentar la motivación y mejorar el rendimiento académico en Química, ayudando a superar
dificultades en el aprendizaje.
En cuanto al objetivo de uso de los simuladores, el 53 % de los encuestados afirmó que estas
herramientas se emplean para visualizar fenómenos, complementar la teoría y realizar procesos de
evaluación. Según Carrión-Paredes et al. (2020), el simulador PhET es una herramienta educativa
interactiva con gran impacto, tanto por su fácil acceso y registro gratuito como por la amplia variedad
de simulaciones disponibles. Su implementación despierta el interés del estudiante y favorece el
desarrollo del pensamiento crítico y científico.
Desde la perspectiva del estudiantado, el 43 % indicó que sus docentes no utilizan simuladores
virtuales, mientras que el 26 % señaló que se usan para facilitar la comprensión de temas complejos.
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Un 19 % afirmó que su uso hace las clases más dinámicas, y el 12 % lo relacionó con la posibilidad de
realizar experimentos imposibles en el laboratorio físico. En este sentido, Aponte (2011) resalta que los
simuladores permiten experiencias interactivas, prácticas seguras y retroalimentación inmediata, lo
cual contribuye significativamente a la comprensión de temas complejos.
Además, el 66 % de los docentes reconoce la utilidad de los simuladores para transmitir los
fundamentos científicos de sus asignaturas. Orrego et al. (2024) destacan que estas herramientas
permiten representar fenómenos difíciles de observar en el contexto real, favoreciendo prácticas
interactivas entre el mundo experimental y el entorno académico. Esta ventaja convierte a los
simuladores en recursos clave dentro del proceso educativo contemporáneo.
Por su parte, el 59 % de los estudiantes de bachillerato considera que los simuladores virtuales
facilitan la comprensión de conceptos difíciles en comparación con otros métodos de enseñanza. De
ellos, el 31 % se mostró totalmente de acuerdo, mientras que un 6 % y un 4 % manifestaron estar en
desacuerdo o totalmente en desacuerdo, respectivamente. Según Cuchillac (2024), la interactividad, las
visualizaciones efectivas y la posibilidad de realizar prácticas seguras y repetibles con simuladores
contribuyen a un aprendizaje más profundo y significativo.
A pesar de las ventajas, el 44 % de los encuestados señaló que el acceso limitado a recursos
tecnológicos representa una barrera importante. El 45 % atribuyó el bajo uso de simuladores a esta
limitación; el 28 %, a la escasez de tiempo en clase para diversificar actividades; el 19 %, a la falta de
familiaridad del docente con estas herramientas; y solo un 8 % consideró que se utilizan de forma
adecuada. Pozuelo et al. (2023) afirman que la falta de tiempo constituye un obstáculo significativo, ya
que los docentes enfrentan presiones por cumplir con un currículo extenso, lo que limita su capacidad
para planificar y aplicar actividades basadas en simulación.
No obstante, los resultados también evidencian una actitud positiva por parte del profesorado: el
47 % de los docentes expresó estar predispuesto a integrar simuladores virtuales en su práctica
educativa. Esto resulta alentador, pues, como señala Cuchillac (2024), el uso de programas interactivos
fomenta el “aprender haciendo”, permitiendo que los estudiantes recuperen la motivación y el interés
por asignaturas tradicionalmente percibidas como difíciles, como la química.
Tabla 1
Resultados comparativos de las encuestas aplicadas a docentes y estudiantes sobre el uso de simuladores virtuales en las
actividades académicas
¿Utilizas simuladores virtuales en tus clases de
química, biología o física?
Profesores usan simuladores virtuales en las clases
de química, biología o física
DOCENTE ESTUDIANTES
Siempre 4 Siempre 96
A menudo 6 A menudo 208
Rara vez 24 Rara vez 326
Nunca 34 Nunca 628
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¿Qué plataforma de simuladores virtuales
utilizas con mayor frecuencia?
¿Qué plataforma de simuladores virtuales has usado
con mayor frecuencia en tus clases?
PhET Interactive
Simulations
8
PhET Interactive
Simulations
104
Crocodile
Chemistry/Biology/Physics
9
Crocodile
Chemistry/Biology/Physics
156
Labster 3 Labter 80
No utilizo simuladores 37 No he usado simuladores 918
Otras 11
¿Cuál es el principal objetivo cuando usas
simuladores virtuales en tus clases?
¿Con qué objetivo crees que tus profesores utilizan
simuladores virtuales en clase?
Complementar la teoría
con actividades prácticas
14
Para hacer más fáciles los
temas difíciles
332
Facilitar la visualización
de fenómenos complejos
17
Para hacer más entretenida
la clase
237
Evaluar el aprendizaje de
los estudiantes 7
Para realizar experimentos
que no se pueden hacer en
el laboratorio
145
No utilizo simuladores 30 No usan simuladores 544
¿Consideras que los simuladores virtuales son
una herramienta eficaz para enseñar conceptos
difíciles en química, biología o física?
¿Consideras que los simuladores virtuales ayudan a
comparación con otros métodos de enseñanza?
Totalmente de acuerdo 20 Totalmente de acuerdo 384
De acuerdo 45 De acuerdo 745
En desacuerdo 3 En desacuerdo 82
Totalmente en desacuerdo 0 Totalmente en desacuerdo 47
¿Qué factor limita más el uso de simuladores
virtuales en tus clases?
¿Cuáles crees que son las principales razones por las
que tus profesores no
virtuales?
Falta de tiempo
5
No hay tiempo suficiente
en clase
351
Falta de acceso a recursos
tecnológicos 30
No tiene acceso a los
recursos tecnológicos
necesarios
568
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Desconocimiento de los
simuladores
13
No están familiarizados
con el uso de simuladores
244
Falta de formación docente
en el uso de simuladores
12
Los utilizan lo necesario
95
No veo ninguna limitación 8
Se indagó a los docentes respecto a la facilidad percibida para incorporar simuladores virtuales en
las lecciones, cuyos resultados se detallan en la tabla 2. En cuanto al nivel de dificultad percibido por
los docentes al implementar simuladores virtuales, los resultados muestran que 32 consideran que su
uso es fácil, mientras que 24 lo perciben como difícil. Solo 6 lo consideran muy fácil, y 6 lo califican
como muy difícil, lo que evidencia una división en cuanto a la familiaridad y manejo de estas
herramientas. Estos datos reflejan la necesidad de fortalecer la capacitación docente en el uso de
tecnologías aplicadas a la enseñanza de las ciencias experimentales.
Tabla 2
Resultados comparativos de las encuestas aplicadas a docentes sobre la integración de simuladores en el aula
Muy fácil 6
Fácil 32
Difícil 24
Muy difícil 6
4. Conclusiones
Las TAC constituyen un puente fundamental entre la teoría científica y la práctica experimental,
especialmente en contextos educativos donde existen limitaciones de acceso a laboratorios físicos. Su
implementación efectiva requiere políticas educativas integrales que incluyan inversión en
infraestructura tecnológica y formación continua del personal docente en el uso de herramientas
digitales avanzadas.
A pesar de las múltiples ventajas del uso de simuladores virtuales en el aprendizaje de química,
física y biología, la frecuencia con la que se utilizan en el aula sigue siendo baja. Esto ocurre incluso
cuando los docentes reconocen su eficacia para facilitar la comprensión de conceptos complejos en las
ciencias experimentales.
Es indispensable fortalecer la capacitación docente orientada al manejo de simuladores virtuales, al
diseño de recursos didácticos interactivos y al desarrollo de competencias digitales. Estas acciones son
esenciales para que los docentes puedan integrar efectivamente las TAC en sus prácticas pedagógicas,
contribuyendo así a una mejora significativa en la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje.
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Transparencia
Conflicto de interés
Los autores declaran que no existen conflictos de interés que influyan en la objetividad de este estudio.
Fuente de financiamiento
No se recibieron fondos financieros de ninguna organización que pudiera tener interés en los
resultados presentados.
Contribución de autoría
Monserrat Catalina Orrego Riofrío: Conceptualización, validación, análisis formal, investigación,
gestión de datos, visualización, redacción - preparación del borrador original, redacción - revisión y
edición, financiamiento, administración del proyecto, recursos, supervisión.
Carlos Jesús Aimacaña Pinduisaca: Conceptualización, software, validación, análisis formal,
investigación, gestión de datos, visualización, redacción - preparación del borrador original, redacción
- revisión y edición, financiamiento, recursos.
Anabel Gisella López Torres: Conceptualización, metodología, validación, análisis formal,
investigación, gestión de datos, redacción - preparación del borrador original, redacción - revisión y
edición, financiamiento, recursos.
Luis Alberto Mera Cabezas: Metodología, validación, análisis formal, investigación, gestión de datos,
redacción - preparación del borrador original, redacción - revisión y edición, financiamiento, recursos.
Los autores contribuyeron activamente en el análisis de los resultados, revisión y aprobación del
manuscrito final.