Revista Científica Ciencia y Método | Vol.04 | Núm.03 | Jul–Sep | 2026 | www.revistacym.com pág. 488
PhET para laboratorios virtuales y realidad
aumentada en el aprendizaje de Ciencias Naturales
en básica superior
PhET for Virtual Laboratories and Augmented Reality in Science
Education for Upper Elementary Students at Tnte. Maximiliano
Rodríguez L School
Manzanillas-Jumbo, Cesar Augusto
1
Villalva-Sánchez, Christian Fernando
2
https://orcid.org/0009-0001-9398-1789
https://orcid.org/0009-0002-2594-2662
cmanzanillasj@ube.edu.ec
cfvillalvas@ube.edu.ec
Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador,
Guayas.
Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador,
Guayas.
Maliza-Muñoz, Washington Fernando
3
Mendoza-Nevárez, Liceth Anabell
https://orcid.org/0000-0003-0970-3450
https://orcid.org/0009-0008-8888-1178
wfmalizam@ube.edu.ec
lizzymn_90@hotmail.com
Universidad Bolivariana del Ecuador, Ecuador,
Guayas.
Universidad Casa Grande, Ecuador, Guayaquil
Autor de correspondencia
1
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v4/n3/249
Resumen: La enseñanza de las Ciencias Naturales en
Educación General Básica Superior continúa desarrollándose,
en muchos casos, mediante metodologías tradicionales que
limitan la experimentación y dificultan la comprensión de
fenómenos científicos. Ante esta problemática, el objetivo de
la investigación fue demostrar el potencial del uso de
laboratorios virtuales mediante simulaciones PhET y
actividades de realidad aumentada como estrategia didáctica
para fortalecer el aprendizaje de Ciencias Naturales. Se
desarrolló un estudio con enfoque mixto, alcance descriptivo-
explicativo y diseño cuasiexperimental con pretest y postest
aplicado a 96 estudiantes, complementado con entrevistas,
observación y análisis mediante la prueba de los rangos con
signo de Wilcoxon. Los resultados evidenciaron un incremento
del rendimiento académico (pretest: M = 13,85; postest: M =
17,03), diferencias estadísticamente significativas (Z = −8,545;
p < .001) y un tamaño del efecto grande (d = 1,21). Estos
hallazgos coinciden con investigaciones que destacan la
efectividad de los laboratorios virtuales para promover
aprendizajes activos y significativos. Se concluye que la
integración de simulaciones PhET y actividades de realidad
aumentada constituye una estrategia didáctica eficaz para
fortalecer el aprendizaje de Ciencias Naturales y favorecer el
desarrollo de competencias científicas.
Palabras clave: Aprendizaje, PhET, estrategia, Wilcoxon,
didáctica
Artículo Científico
Received: 27/Jun/2026
Accepted: 24/Jul/2026
Published: 20/Ago/2026
Cita: Manzanillas-Jumbo, C. A., Villalva-
Sánchez, C. F., Maliza-Muñoz, W. F., &
Mendoza-Nevárez, L. A. (2026). PhET para
laboratorios virtuales y realidad aumentada en
el aprendizaje de Ciencias Naturales en básica
superior. Revista Científica Ciencia Y
Método, 4(3), 488-
504. https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v4/n3
/249
Revista Científica Ciencia y Método (RCyM)
https://revistacym.com
revistacym@editorialgrupo-aea.com
info@editoriagrupo-aea.com
© 2026. Este artículo es un documento de
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Internacional.
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Artículo Científico
Julio – Septiembre 2026
Abstract:
Science teaching in upper elementary education is still largely based on traditional
instructional methods that restrict experimentation and hinder students' understanding
of scientific phenomena. In response to this problem, the aim of this study was to
demonstrate the potential of virtual laboratories based on PhET simulations and
augmented reality activities as a teaching strategy to strengthen science learning. A
mixed-methods study with a descriptive-explanatory scope and a quasi-experimental
pretest-posttest design was conducted with 96 students. Data were complemented
through interviews, classroom observation, and analysis using the Wilcoxon Signed-
Rank Test. The findings revealed a substantial improvement in academic performance
(pretest: M = 13.85; posttest: M = 17.03), statistically significant differences (Z =
−8.545; p < .001), and a large effect size (d = 1.21). These results are consistent with
previous studies reporting that virtual laboratories promote active, meaningful, and
inquiry-based learning in science education. It is concluded that integrating PhET
simulations with augmented reality activities represents an effective teaching strategy
for improving science learning and fostering students' scientific competencies in upper
elementary education.
Keywords: Learning, PhET, strategy, Wilcoxon, teaching
1. Introducción
La transformación digital de la educación ha impulsado la incorporación de recursos
tecnológicos que favorecen experiencias de aprendizaje más activas,
contextualizadas y centradas en el estudiante (Erazo-Luzuriaga, 2024). En el área de
Ciencias Naturales, el uso de simuladores, laboratorios virtuales y recursos
interactivos ha adquirido especial relevancia al facilitar la comprensión de fenómenos
científicos que, por su naturaleza, resultan difíciles de observar mediante estrategias
tradicionales. Diversos estudios coinciden en que estas tecnologías fortalecen el
aprendizaje conceptual, la experimentación y el desarrollo del pensamiento científico
(Hernández-Sampieri y Mendoza, 2020; Organización de las Naciones Unidas para la
Educación, la Ciencia y la Cultura [UNESCO], 2023).
En los últimos años, los laboratorios virtuales se han consolidado como una alternativa
pedagógica capaz de complementar o sustituir determinadas prácticas
experimentales, especialmente en instituciones que presentan limitaciones de
infraestructura, equipamiento o disponibilidad de materiales. Su utilización permite
desarrollar procesos de indagación, manipulación de variables y análisis de resultados
en entornos seguros, promoviendo competencias científicas y digitales desde una
perspectiva constructivista (Lafita & López, 2026).
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Artículo Científico
Julio – Septiembre 2026
Entre los recursos tecnológicos con mayor aceptación internacional destacan las
simulaciones interactivas desarrolladas por PhET Interactive Simulations, plataforma
diseñada por la Universidad de Colorado Boulder para facilitar el aprendizaje mediante
modelos científicos dinámicos e interactivos. Estas simulaciones favorecen la
visualización de procesos abstractos, la formulación de hipótesis y la experimentación
controlada, fortaleciendo la comprensión conceptual y el aprendizaje basado en la
indagación (PhET Interactive Simulations, 2024; Montañez, 2023).
Diversas investigaciones han demostrado que la incorporación de PhET mejora
significativamente el rendimiento académico y la comprensión de contenidos
relacionados con Física, Química y Ciencias Naturales (Chinaka, 2021). Los
estudiantes muestran mayores niveles de motivación, participación y autonomía
cuando interactúan con simulaciones que permiten modificar variables y observar
inmediatamente las consecuencias de dichas modificaciones, favoreciendo procesos
de aprendizaje significativo y resolución de problemas científicos (Ponce y Navarrete,
2025; Mejía, 2022).
Desde la perspectiva pedagógica, la integración de simuladores virtuales responde a
los fundamentos del constructivismo y del aprendizaje por descubrimiento, al situar al
estudiante como protagonista de la construcción del conocimiento. La interacción
permanente entre observación, experimentación, análisis y retroalimentación
inmediata contribuye al fortalecimiento del pensamiento crítico, la argumentación
científica y la toma de decisiones fundamentadas, competencias consideradas
esenciales para la educación del siglo XXI (Trujillo et al., 2023).
No obstante, la evidencia científica también señala que el impacto de estas
herramientas depende en gran medida de la planificación didáctica realizada por el
docente. La utilización de simuladores sin una estrategia metodológica claramente
estructurada puede reducirse a actividades demostrativas con escasa incidencia en el
aprendizaje. Asimismo, persisten desafíos relacionados con las competencias
digitales docentes, la disponibilidad tecnológica y la integración curricular de estos
recursos (Mejía, 2022; UNESCO, 2023).
En el contexto ecuatoriano, la incorporación de las Tecnologías de la Información y la
Comunicación constituye un principio orientador del sistema educativo. La
Constitución de la República del Ecuador establece la obligación del Estado de
promover el uso de las tecnologías en los procesos educativos, mientras que la Ley
Orgánica de Educación Intercultural enfatiza la alfabetización digital y la integración
de recursos tecnológicos como parte del fortalecimiento de la calidad educativa
(Asamblea Nacional del Ecuador, 2021).
A pesar del creciente número de investigaciones sobre simuladores virtuales, todavía
existe una limitada evidencia empírica respecto a la implementación articulada de
laboratorios virtuales basados en PhET con actividades apoyadas en realidad
aumentada para fortalecer el aprendizaje de Ciencias Naturales en estudiantes de
Educación General Básica Superior, particularmente en instituciones públicas del
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Julio – Septiembre 2026
contexto ecuatoriano. Esta brecha científica justifica la necesidad de desarrollar
investigaciones que permitan valorar su impacto mediante diseños metodológicos
sustentados en evidencia cuantitativa y cualitativa (Lafita & López, 2026; Ponce y
Navarrete, 2025).
En el Colegio "Tnte. Maximiliano Rodríguez L" se identificó que la enseñanza de
Ciencias Naturales continúa desarrollándose principalmente mediante metodologías
expositivas, con un uso limitado de recursos tecnológicos orientados a la
experimentación científica. Esta situación restringe las oportunidades para que los
estudiantes comprendan procesos biológicos y fenómenos naturales mediante
experiencias prácticas, afectando el desarrollo de competencias científicas y el
aprendizaje significativo, aspectos evidenciados durante el diagnóstico institucional
realizado en la presente investigación (Diab et al., 2024).
En consecuencia, se plantea como problema de investigación: ¿De qué manera el uso
de laboratorios virtuales mediante simulaciones PhET, complementadas con
actividades de realidad aumentada, contribuye al aprendizaje de los estudiantes de
Educación General Básica Superior del Colegio “Tnte? Maximiliano Rodríguez"? En
correspondencia con este planteamiento, el objetivo general consiste en demostrar el
potencial del uso de PhET en laboratorios virtuales y actividades de realidad
aumentada como estrategia didáctica para fortalecer el aprendizaje en Ciencias
Naturales en estudiantes de Básica Superior del Colegio "Tnte. Maximiliano Rodríguez
L".
2. Materiales y métodos
La presente investigación se desarrolló bajo un enfoque mixto, integrando
procedimientos cuantitativos y cualitativos para analizar de manera integral la
incidencia de los laboratorios virtuales mediante simulaciones PhET y actividades de
realidad aumentada en el aprendizaje de Ciencias Naturales. Este enfoque permitió
combinar la medición del rendimiento académico con la comprensión de las
percepciones docentes y las dinámicas observadas durante el proceso educativo
(Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020; Guerra- Guerra, 2026).
El estudio presentó un alcance descriptivo-explicativo. El componente descriptivo
permitió caracterizar el nivel de aprendizaje de los estudiantes antes y después de la
intervención, mientras que el componente explicativo posibilitó analizar la influencia
de la estrategia didáctica sobre los resultados alcanzados en Ciencias Naturales
(Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
Se empleó un diseño cuasiexperimental con un solo grupo y mediciones de pretest y
postest. Este diseño permitió valorar los cambios producidos después de la
implementación de la estrategia didáctica basada en simulaciones PhET, al comparar
el desempeño académico de los estudiantes antes y después de la intervención
pedagógica (Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
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Julio – Septiembre 2026
La población estuvo conformada por 96 estudiantes de Educación General Básica
Superior y tres docentes del área de Ciencias Naturales del Colegio "Tnte. Maximiliano
Rodríguez". Debido a que la población era finita y totalmente accesible, se trabajó
mediante un censo poblacional, sin necesidad de aplicar procedimientos de muestreo.
Para la recolección de la información cuantitativa se utilizó la técnica de la encuesta
mediante un cuestionario estructurado aplicado como pretest y postest. En el
componente cualitativo se empleó una entrevista semiestructurada dirigida a los
docentes y una ficha de observación para registrar las características del proceso de
enseñanza y aprendizaje (Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
La validez de contenido del cuestionario fue determinada mediante juicio de expertos
y analizada utilizando el coeficiente V de Aiken. Los valores obtenidos oscilaron entre
0,80 y 0,925, alcanzando un promedio general de 0,875, lo que evidencia adecuados
niveles de claridad, pertinencia y relevancia del instrumento para evaluar el
aprendizaje en Ciencias Naturales (Penfield & Giacobbi, 2004).
La intervención pedagógica se desarrolló durante cuatro semanas. Inicialmente se
aplicó el pretest como diagnóstico, posteriormente se implementaron actividades con
simulaciones PhET y recursos de realidad aumentada, y finalmente se administró el
postest utilizando el mismo instrumento para identificar los cambios producidos en el
aprendizaje de los estudiantes (Kaldaras et al., 2024).
Durante el proceso también se realizaron observaciones de aula y entrevistas a los
docentes con el propósito de complementar la información cuantitativa. La integración
de ambas fuentes permitió contrastar los resultados desde diferentes perspectivas y
fortalecer la interpretación del fenómeno educativo mediante triangulación
metodológica (Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
El procesamiento de la información cuantitativa se efectuó mediante IBM SPSS
Statistics. Inicialmente se calcularon estadísticos descriptivos, incluyendo media,
desviación estándar, valores mínimos y máximos de las calificaciones obtenidas en el
pretest y el postest (Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
Posteriormente, considerando que las puntuaciones no presentaron una distribución
normal, se aplicó la prueba no paramétrica de los rangos con signo de Wilcoxon para
muestras relacionadas, utilizando un nivel de significancia de α = 0,05. Además, se
estimó el tamaño del efecto mediante el coeficiente r de Rosenthal para determinar la
magnitud práctica de la intervención pedagógica.
Finalmente, la información cualitativa obtenida mediante las entrevistas y la
observación fue analizada mediante análisis de contenido, estableciendo categorías
temáticas relacionadas con el uso de los laboratorios virtuales, las competencias
digitales docentes y la participación estudiantil. Posteriormente, estos resultados
fueron integrados con la evidencia cuantitativa para fortalecer la consistencia y
credibilidad de los hallazgos (Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020).
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Julio – Septiembre 2026
Estrategia didáctica basada en simulaciones PhET y actividades de realidad
aumentada
Se plantean las principales actividades que corresponden al desarrollo de las
actividades con el uso de las simulaciones PhET con una secuencia de temas y
relacionadas al logro de las destrezas que establece el currículo ecuatoriano vigente
en la Ciencias Naturales (Ministerio de Educación del Ecuador, 2016). De igual
manera, la figura 1 ilustra la configuración metodológica, con la finalidad de estructurar
el procedimiento desarrollado.
Figura 1
Diseño de propuesta
Nota: (Autores, 2026).
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Julio – Septiembre 2026
Tabla 1
Bloque temático de la propuesta
Tema
Los seres
vivos
Destrezas e
inserciones
Referencia de las Clases brindadas
1
Propiedade
s e
importancia
CN.4.1.1.
Indagar y
explicar las
propiedades
de los seres
vivos e inferir
su importancia
para el
mantenimiento
de la vida en la
Tierra.
https://phet.colorado.edu/sims/html/natural-
selection/latest/natural-selection_all.html?locale=es
Para abordar el microscopio, el descubrimiento celular y los
componentes de las membranas biológicas, utiliza el
simulador interactivo especializado
2
Niveles de
organizació
n de los
seres vivos.
CN.4.1.7.
Analizar los
niveles de
organización y
diversidad de
los seres vivos
y clasificarlos
en grupos
taxonómicos,
de acuerdo
con las
características
observa-das a
simple vista y
las invisibles
para el ojo
humano.
https://phet.colorado.edu/sims/html/membrane-
transport/latest/membrane-transport_all.html?locale=es
Para enseñar cómo las propiedades biológicas de los seres
vivos permiten su supervivencia y continuidad ante
factores ambientales, utiliza el simulador interactivo
3
Descubrimi
ento de la
célula
CN.4.1.3.
Reseña
histórica
desde la
invención del
microscopio
por Zacharias
Janssen hasta
los postulados
de la Teoría
Celular.
https://phet.colorado.edu/es/simulations/geometric-optics
Para comprender cómo el juego de lentes cóncavas y
convexas inventado por Janssen logra magnificar las
células y estructuras microscópicas, utiliza el simulador
interactivo.
4
Clasificació
n de las
células
CN.4.1.6.
Analizar el
proceso del
ciclo celular e
investigar
experimentalm
ente los ciclos
celulares
mitótico y
meiótico,
describirlos y
establecer su
importancia en
la proliferación
celular y en la
https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-
optics/latest/geometric-optics_all.html?locale=es
Para comprender cómo los genes se distribuyen de forma
aleatoria durante la formación de gametos aportando
diversidad, utiliza el simulador interactivo.
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Julio – Septiembre 2026
formación de
gametos.
5
Estructura
celular
CN.4.1.4.
Describir, con
apoyo de
modelos, la
estructura de
las células
animales y
vegetales,
reconocer sus
diferencias y
explicar las
características
, funciones e
importancia de
los organelos.
https://phet.colorado.edu/sims/html/membrane-
transport/latest/membrane-transport_all.html?locale=es
Para analizar la membrana celular (presente en ambas) en
contraste con la pared celular (exclusiva de plantas) y
cómo regulan la homeostasis interna, utiliza el simulador
interactivo.
6
La célula
animal
CN.4.1.5.
Diseñar y
ejecutar una
indagación
experimental y
explicar las
clases de
tejidos
animales y
vegetales,
diferenciándol
os por sus
características
, funciones y
ubicación.
https://phet.colorado.edu/sims/html/neuron/latest/neuron_
all.html?locale=es
Para modelar de forma experimental el comportamiento
bioeléctrico de las neuronas que componen el tejido
nervioso, utiliza el simulador interactivo.
7
La célula
vegetal
CN.4.1.5.
Diseñar y
ejecutar una
indagación
experimental y
explicar las
clases de
tejidos
animales y
vegetales,
diferenciándol
os por sus
características
, funciones y
ubicación.
https://phet.colorado.edu/sims/html/greenhouse-
effect/latest/greenhouse-effect_all.html?locale=es
Para experimentar cómo las células oclusivas del tejido
epidérmico de la hoja regulan el paso de gases y agua,
utiliza el simulador interactivo
Nota: (Autores, 2026).
La secuencia didáctica fue organizada siguiendo una progresión conceptual que inició
con las propiedades generales de los seres vivos y avanzó gradualmente hacia
contenidos de mayor complejidad relacionados con la organización celular, los
procesos biológicos y la diferenciación de tejidos. Esta organización permitió que los
estudiantes construyeran los nuevos conocimientos de forma progresiva,
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Julio – Septiembre 2026
aprovechando las posibilidades de exploración, manipulación y experimentación que
ofrecen las simulaciones PhET.
3. Resultados
Los resultados obtenidos permitieron valorar la incidencia de la estrategia didáctica
basada en simulaciones PhET y actividades de realidad aumentada sobre el
aprendizaje de Ciencias Naturales en estudiantes de Educación General Básica
Superior. Para ello, se integró la información procedente de la observación, las
entrevistas a docentes y los instrumentos cuantitativos aplicados antes y después de
la intervención pedagógica, permitiendo analizar el fenómeno desde una perspectiva
complementaria.
Tabla 2
Ficha de observación a los Docentes
Sujeto
de
estudio
Dimensión:
Enseñanza
(Estrategias
Docentes)
Dimensión:
Aprendizaje(Respuesta
Estudiante)
Conclusión del
Diagnostico
Docente
1
No desarrolla
contenidos con las TIC.
Uso de metodologías
tradicionales
Interés y participación activa en
el autoaprendizaje
Brecha Pedagogica: El
estudiante supera la oferta
tecnológica del aula
Docente
2
Omisión de
herramientas
tecnológicas para la
ejecución de la clase
El estudiante demuestra
empeño y motivación por usar
entornos virtuales
Oportunidad: La motivación
del alumno es la base para
la intervención.
Docente
3
Habilidades Digitales no
aplicadas en el
desarrollo curricular
Capacitad latente para ejecutar
actividades mediante el uso de
las TIC
Fortaleza Clave: Viabilidad
absoluta para la
implementación de una
propuesta digital.
Nota: (Autores, 2026).
Luego de la observación realizada durante el desarrollo de las clases de Ciencias
Naturales, se evidenció que el proceso de enseñanza continúa sustentándose
principalmente en metodologías tradicionales, caracterizadas por una escasa
incorporación de recursos tecnológicos y estrategias de experimentación digital. En
contraste, los estudiantes manifestaron una elevada disposición para participar en
actividades apoyadas en tecnologías educativas, mostrando interés por ambientes de
aprendizaje más dinámicos e interactivos.
Los hallazgos permitieron identificar una brecha entre las prácticas pedagógicas
implementadas por los docentes y las expectativas de aprendizaje de los estudiantes.
Mientras el profesorado mantiene un uso limitado de herramientas digitales durante la
enseñanza de Ciencias Naturales, los estudiantes demostraron habilidades para
desenvolverse en entornos virtuales y predisposición hacia metodologías activas,
situación que constituye una oportunidad para fortalecer la innovación pedagógica
mediante laboratorios virtuales.
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Julio – Septiembre 2026
Tabla 3
Síntesis de la entrevista aplicada a los docentes
Categoría
Hallazgos principales
Plataformas
utilizadas
Los docentes utilizan principalmente Microsoft Teams para apoyar las actividades
académicas.
Valoración
pedagógica
Consideran que las plataformas virtuales facilitan la organización de las clases y
la comunicación con los estudiantes.
Competencias
digitales
Reconocen limitaciones en el dominio de herramientas especializadas para la
experimentación científica.
Aporte al
aprendizaje
Identifican que los recursos tecnológicos favorecen la participación y motivación
estudiantil.
Dificultades
Señalan limitaciones relacionadas con la capacitación y el manejo técnico de
plataformas educativas.
Nota: (Autores, 2026).
Los resultados de las entrevistas evidenciaron que la utilización de plataformas
virtuales forma parte de las prácticas habituales de los docentes; sin embargo, su uso
se orienta principalmente hacia la gestión de contenidos y la comunicación académica,
más que hacia el desarrollo de actividades experimentales. Asimismo, los
participantes reconocieron la necesidad de fortalecer sus competencias digitales para
incorporar herramientas especializadas que favorezcan la enseñanza de las Ciencias
Naturales.
La integración de la información procedente de la observación y las entrevistas
permitió establecer que las principales limitaciones del proceso de enseñanza no se
relacionan con la disposición de los estudiantes para utilizar recursos tecnológicos,
sino con la escasa incorporación de estrategias didácticas innovadoras durante el
desarrollo de las clases (Silva Alvarado & Herrera Navas, 2022). Estos resultados
justifican la implementación de intervenciones pedagógicas basadas en laboratorios
virtuales que promuevan procesos de aprendizaje más activos y significativos.
3.1. Diagnóstico del aprendizaje de los estudiantes
El diagnóstico inicial permitió establecer el nivel de desempeño académico de los
estudiantes antes de la implementación de la estrategia didáctica basada en
simulaciones PhET y actividades de realidad aumentada. Para ello, se aplicó un
cuestionario como pretest, cuyos resultados constituyeron la línea base para valorar
posteriormente los cambios generados por la intervención pedagógica.
Tabla 4
Estadísticos descriptivos
N
Mínimo
Máximo
Media
Desviación estándar
Pretest
96
10,00
19,00
13,8542
2,20993
Post-test
96
14,00
20,00
17,0313
1,74388
N válido (por lista)
96
Nota: (Autores, 2026).
Los estadísticos descriptivos muestran que, antes de la intervención, los estudiantes
obtuvieron una calificación media de 13,85 puntos, con una desviación estándar de
2,21, evidenciando un nivel de aprendizaje moderado y cierta variabilidad entre los
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Julio – Septiembre 2026
resultados individuales. Después de la aplicación de la estrategia didáctica, la media
se incrementó hasta 17,03 puntos, mientras que la desviación estándar disminuyó a
1,74, reflejando un mejor desempeño académico y una mayor homogeneidad en los
aprendizajes alcanzados por el grupo.
La comparación entre ambos momentos también evidencia un incremento en la
calificación mínima, que pasó de 10 a 14 puntos, mientras que la puntuación máxima
alcanzó los 20 puntos en el postest. Estos resultados permiten inferir que la estrategia
didáctica benefició no solamente a los estudiantes con mejor rendimiento, sino
también a quienes inicialmente presentaban mayores dificultades de aprendizaje,
favoreciendo un progreso académico más equilibrado.
Tabla 5
Distribución de estudiantes según el nivel de desempeño académico antes y después
de la intervención.
Rango de Calificación /
Desempeño
Estudiantes en Pretest
Estudiantes en Postest
Dominio Alto (19-20)
1 estudiante (1.04%)
25 estudiante (26.04%)
Dominio Medio ( 17-18)
14 estudiantes (14.58%)
33 estudiantes (34.38%)
Dominio bajo (menos de 16)
81 estudiantes (84.38%)
38 estudiantes (39.58%)
Nota: (Autores, 2026).
Los resultados evidencian que, durante el diagnóstico inicial, 81 estudiantes (84,38 %)
se ubicaban en el nivel de dominio bajo, mientras que únicamente un estudiante (1,04
%) alcanzaba un nivel de dominio alto. Esta distribución refleja las dificultades
existentes para comprender los contenidos de Ciencias Naturales mediante
metodologías predominantemente tradicionales.
Después de la implementación de la estrategia basada en simulaciones PhET, la
distribución del rendimiento presentó cambios importantes. El número de estudiantes
ubicados en el nivel de dominio alto aumentó hasta 25 (26,04 %), mientras que el
porcentaje correspondiente al nivel de dominio bajo disminuyó a 39,58 %.
Paralelamente, el nivel de dominio medio incrementó su representación hasta
alcanzar el 34,38 % de los estudiantes evaluados, evidenciando una mejora
progresiva del aprendizaje.
En términos pedagógicos, estos resultados demuestran que la intervención favoreció
una redistribución positiva del rendimiento académico, desplazando a una proporción
considerable de estudiantes desde los niveles de menor desempeño hacia niveles de
dominio medio y alto. Este comportamiento confirma que las simulaciones virtuales
facilitaron la comprensión de contenidos científicos mediante experiencias de
aprendizaje más activas, interactivas y contextualizadas (Fuentes-Rendón et al.,
2025).
3.2. Contrastación de la hipótesis
Con el propósito de determinar si las diferencias observadas entre las calificaciones
obtenidas en el pretest y el postest eran estadísticamente significativas, se aplicó la
prueba no paramétrica de los rangos con signo de Wilcoxon para muestras
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Artículo Científico
Julio – Septiembre 2026
relacionadas. La selección de esta prueba obedeció a que las puntuaciones no
presentaron una distribución normal, por lo que resultó el procedimiento más
adecuado para comparar mediciones repetidas en un mismo grupo de estudiantes.
Tabla 6
Prueba de los rangos con signo de Wilcoxon para muestras relacionadas.
Pretest – Post-test
Z
-8,545
b
Sig. asin. (bilateral)
,001
Nota: (Autores, 2026).
Los resultados evidenciaron un estadístico Z = -8,545 con un nivel de significancia
bilateral inferior a 0,001, resultado que demuestra la existencia de diferencias
altamente significativas entre las calificaciones obtenidas antes y después de la
intervención pedagógica. En consecuencia, se rechaza la hipótesis nula y se acepta
la hipótesis de investigación, confirmando que la implementación de simulaciones
PhET favoreció significativamente el aprendizaje de Ciencias Naturales en los
estudiantes participantes.
El análisis de los rangos mostró que la totalidad de los estudiantes obtuvo
calificaciones superiores en el postest con respecto al pretest, lo que evidencia una
mejora generalizada del rendimiento académico después de la aplicación de la
estrategia didáctica. Este comportamiento confirma que el efecto de la intervención no
se limitó a un grupo específico de estudiantes, sino que benefició al conjunto de la
población evaluada.
Con el fin de valorar la importancia práctica de los resultados obtenidos, se estimó el
tamaño del efecto mediante el coeficiente r de Rosenthal, alcanzándose un valor de
0,617. Este resultado corresponde a un efecto grande, indicando que la estrategia
didáctica produjo un impacto relevante sobre el aprendizaje y que las diferencias
observadas poseen no solo significancia estadística, sino también importancia
educativa.
Desde una perspectiva pedagógica, el tamaño del efecto obtenido permite afirmar que
la incorporación de laboratorios virtuales mediante simulaciones PhET favoreció
procesos de aprendizaje más activos y participativos, facilitando la comprensión de
contenidos científicos mediante la experimentación, la manipulación de variables y la
visualización de fenómenos naturales. En consecuencia, la mejora observada
trasciende el incremento de las calificaciones y refleja un fortalecimiento de los
procesos de construcción del conocimiento científico.
Los resultados obtenidos confirman la efectividad de la estrategia didáctica
implementada y evidencian que el uso de simulaciones interactivas constituye una
alternativa pedagógica pertinente para fortalecer el aprendizaje de Ciencias Naturales
en estudiantes de Educación General Básica Superior. Asimismo, la magnitud del
efecto alcanzado respalda la incorporación de este tipo de recursos digitales como
complemento de las prácticas experimentales desarrolladas en el aula.
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La integración de la información obtenida mediante la observación, las entrevistas y
el análisis cuantitativo permitió construir una visión integral del proceso investigativo.
Desde el diagnóstico cualitativo se identificó un predominio de metodologías
tradicionales y un uso limitado de recursos tecnológicos por parte de los docentes; sin
embargo, también se evidenció una elevada motivación y disposición de los
estudiantes para participar en actividades mediadas por tecnologías digitales.
En el componente cuantitativo, el análisis descriptivo mostró un incremento de la
media de las calificaciones y una disminución de la dispersión de los resultados,
mientras que la comparación de los niveles de desempeño evidenció un
desplazamiento progresivo de los estudiantes desde el nivel de dominio bajo hacia los
niveles medio y alto. Estos hallazgos fueron confirmados mediante la prueba de
Wilcoxon, la cual demostró que las diferencias observadas fueron estadísticamente
significativas y acompañadas de un tamaño del efecto considerado grande.
La triangulación de la evidencia cualitativa y cuantitativa permitió concluir que la
mejora del aprendizaje no respondió únicamente al incremento de las calificaciones,
sino también a cambios observados en la participación, el interés y la interacción de
los estudiantes durante las actividades experimentales. En conjunto, los resultados
demuestran que la integración de simulaciones PhET y actividades de realidad
aumentada constituye una estrategia didáctica efectiva para favorecer el aprendizaje
significativo de las Ciencias Naturales en el contexto investigado.
4. Discusión
Los resultados obtenidos demostraron que la implementación de simulaciones PhET
y actividades de realidad aumentada favoreció significativamente el aprendizaje de
Ciencias Naturales, evidenciado por el incremento del rendimiento académico entre el
pretest y el postest. Estos hallazgos confirman que la incorporación de recursos
tecnológicos interactivos fortalece la comprensión conceptual y facilita la construcción
de aprendizajes significativos mediante procesos de experimentación virtual y
aprendizaje activo (Ponce & Navarrete, 2025; PhET Interactive Simulations, 2024).
La mejora observada en las calificaciones coincide con lo reportado por Trujillo et al.
(2023), quienes concluyeron que los simuladores virtuales potencian las competencias
de indagación científica al permitir que los estudiantes manipulen variables y analicen
los resultados obtenidos en tiempo real. De manera similar, Montañez (2023) sostiene
que las simulaciones favorecen la comprensión de fenómenos abstractos al
representar procesos científicos mediante modelos dinámicos que facilitan la
visualización y el razonamiento científico (Ben Ouahi et al., 2021).
Desde la perspectiva metodológica, la disminución de la dispersión de las
calificaciones obtenidas en el postest indica que la estrategia didáctica benefició a
estudiantes con distintos niveles de desempeño. Este comportamiento evidencia que
las simulaciones virtuales favorecen procesos de aprendizaje más equitativos, al
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ofrecer múltiples oportunidades para explorar, repetir procedimientos y recibir
retroalimentación inmediata durante la construcción del conocimiento (Mejía, 2022).
Los resultados de la prueba de Wilcoxon demostraron diferencias altamente
significativas entre las evaluaciones realizadas antes y después de la intervención.
Este hallazgo confirma que las mejoras observadas difícilmente pueden atribuirse al
azar y respaldan la efectividad de la estrategia implementada. Asimismo, el tamaño
del efecto obtenido evidencia que la intervención produjo una influencia relevante
sobre el aprendizaje, aspecto que coincide con investigaciones recientes que
destacan la capacidad de los laboratorios virtuales para transformar los procesos de
enseñanza de las ciencias experimentales (Ponce & Navarrete, 2025; Lafita & López,
2026).
Desde el componente cualitativo, la investigación permitió identificar una discrepancia
entre las prácticas pedagógicas desarrolladas por los docentes y las expectativas de
aprendizaje de los estudiantes. Mientras la observación evidenció un uso limitado de
recursos tecnológicos durante las clases, las entrevistas reflejaron una valoración
positiva hacia las plataformas digitales y el reconocimiento de la necesidad de
fortalecer las competencias digitales docentes. Estos resultados coinciden con lo
planteado por la UNESCO (2023), que señala la formación docente como un factor
determinante para la integración efectiva de las tecnologías en los procesos
educativos, destacan que el potencial de los laboratorios virtuales depende de una
adecuada planificación didáctica (Ben Ouahi et al., 2022).
La elevada motivación manifestada por los estudiantes durante la implementación de
las simulaciones confirma que los recursos digitales favorecen ambientes de
aprendizaje más participativos e interactivos. Este comportamiento puede explicarse
desde los principios del constructivismo, al promover que el estudiante construya el
conocimiento mediante la exploración, la formulación de hipótesis y la
experimentación sobre situaciones cercanas a la realidad. En este sentido, las
simulaciones constituyen un medio para transformar contenidos tradicionalmente
abstractos en experiencias de aprendizaje comprensibles y contextualizadas
(Hernández-Sampieri & Mendoza, 2020; PhET Interactive Simulations, 2024).
Otro aspecto relevante fue la incorporación complementaria de actividades apoyadas
en realidad aumentada, las cuales enriquecieron la experiencia educativa al ampliar
las posibilidades de interacción con los contenidos científicos. La combinación de
laboratorios virtuales y recursos inmersivos permitió fortalecer la comprensión de
procesos biológicos y fenómenos naturales desde una perspectiva experiencial,
favoreciendo el desarrollo de competencias científicas y digitales acordes con las
demandas educativas actuales (Lafita & López, 2026; UNESCO, 2023).
En conjunto, los resultados obtenidos permiten afirmar que la estrategia didáctica
implementada constituye una alternativa pedagógica pertinente para la enseñanza de
las Ciencias Naturales en Educación General Básica Superior. La convergencia entre
la evidencia cuantitativa y cualitativa demuestra que el uso de simulaciones PhET,
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complementadas con actividades de realidad aumentada, no solo incrementa el
rendimiento académico, sino que también favorece la participación, la motivación y la
construcción activa del conocimiento científico, aspectos que fortalecen la calidad del
proceso educativo (Almasri, 2022).
5. Conclusiones
La implementación de la estrategia didáctica basada en simulaciones PhET y
actividades de realidad aumentada fortaleció significativamente el aprendizaje de
Ciencias Naturales en los estudiantes de Educación General Básica Superior del
Colegio "Tnte. Maximiliano Rodríguez". La comparación entre el pretest y el postest,
corroborada mediante la prueba de Wilcoxon y el tamaño del efecto obtenido,
evidenció mejoras estadísticamente significativas en el rendimiento académico,
confirmando la efectividad de la intervención para favorecer la comprensión de los
contenidos científicos.
El diagnóstico inicial permitió identificar que el proceso de enseñanza se desarrollaba
principalmente mediante metodologías tradicionales y con una limitada incorporación
de recursos tecnológicos para promover la experimentación científica. Tanto la
observación como las entrevistas evidenciaron la necesidad de fortalecer las
competencias digitales docentes e incorporar estrategias innovadoras que respondan
a las características y expectativas de aprendizaje de los estudiantes, favoreciendo
ambientes educativos más dinámicos e interactivos.
Finalmente, los resultados obtenidos aportan evidencia empírica sobre la eficacia de
integrar laboratorios virtuales y actividades de realidad aumentada en contextos
escolares ecuatorianos, contribuyendo al fortalecimiento de la innovación educativa y
ofreciendo una alternativa metodológica replicable en otras instituciones con
características similares. Asimismo, el estudio abre nuevas posibilidades para futuras
investigaciones orientadas a evaluar el impacto de estas tecnologías en otras áreas
del currículo y en diferentes niveles educativos.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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