Recibido: 28/01/2026 Aceptado: 2/06/2026
Laboratorios
de Matemáticas y Física en la Zona 6: Impacto en la motivación estudiantil
(Original)
Mathematics and Physics Laboratories
in Zone 6: Impact on Student Motivation (Original)
Marco Alejandro Rojas Rojas. Licenciado en Ciencias de la Educación
en Matemáticas y Física. Máster Universitario en Física y Matemáticas en la
Especialidad de Física Aplicada. Magíster en Pedagogía de las Ciencias
Experimentales mención en Matemática y Física. Universidad de Cuenca. Ecuador. [marco.rojasr@ucuenca.edu.ec] [https://orcid.org/0000-0002-2644-1344]
Raúl Gabriel Torres Durán. Licenciado en Ciencias de la
Educación en Matemáticas y Física. Magister en Educación mención en Enseñanza
de la Matemática. Universidad de Cuenca. Ecuador. Ecuador. [raul.torres@ucuenca.edu.ec] [https://orcid.org/0009-0002-3670-0837]
Boris David Ortiz Vasquez. Licenciado en Pedagogía de las Ciencias Experimentales: Matemáticas y Física. Ecuador. [borisd.ortizv@ucuenca.edu.ec]
[https://orcid.org/0009-0000-5117-2476]
Silvia Paola Uyaguari Zhagñay. Licenciada en Pedagogía de a
Química y Biología. Magister en Pedagogía de las Ciencias Experimentales
mención Química y Biología. Ecuador. [silviap.uyaguari@educacion.gob.ec] [https://orcid.org/0009-0009-8111-917X]
Resumen
La investigación analiza el impacto
del proyecto "Explorando las ciencias mediante laboratorios de Matemática
y Física en las Instituciones Educativas de la Zona 6" en la motivación
estudiantil de tercero de bachillerato, con el objetivo de examinar el efecto
motivacional de las actividades prácticas y experimentales en laboratorios de
Matemática y Física. Bajo un diseño cuasi-experimental
con enfoque cuantitativo y corte longitudinal, se aplicó un pretest y postest tipo Likert a estudiantes de 22 instituciones
educativas, alcanzando 906 participantes tanto en el diagnóstico inicial como
en la evaluación posterior. La propuesta consistió en la implementación de
guías didácticas y actividades prácticas en laboratorios de Matemáticas y
Física, promoviendo metodologías activas y experimentales. Los resultados
evidencian un incremento en la mediana de motivación de 3,33 (nivel medio) a
4,11 (nivel alto), según el criterio de interpretación establecido (escala
1-5). Los datos fueron analizados mediante la prueba no paramétrica de Wilcoxon
(p < 0,001), lo que evidencia que las diferencias entre el antes y el
después de la aplicación de los laboratorios son estadísticamente
significativas. El estudio concluye que el uso de laboratorios favorece la
motivación estudiantil, fortaleciendo el aprendizaje significativo y
respaldando la pertinencia de metodologías activas en el contexto educativo
ecuatoriano.
Palabras clave: laboratorio; matemática; motivación
estudiantil; metodologías activas; educación
Abstract
This research
analyzes the impact of the project "Exploring Science through Mathematics
and Physics Labs in Educational Institutions of Zone 6" on the motivation
of third-year high school students, with the objective of examining the
motivational effect of practical and experimental activities in Mathematics and
Physics laboratories. Under a quasi-experimental design with a quantitative
approach and longitudinal cut, a Likert-type pretest and posttest was
administered to students from 22 educational institutions, reaching 906
participants in both the initial assessment and the follow-up evaluation. The
proposal consisted of the implementation of didactic guides and practical
activities in Mathematics and Physics laboratories, promoting active and
experimental methodologies. The results show an increase in the median
motivation score from 3.33 (medium level) to 4.11 (high level), according to
the established interpretation criteria (scale 1-5). Data were analyzed using
the non-parametric Wilcoxon test (p < 0.001), which shows that the
differences between before and after the implementation of the laboratories are
statistically significant. The study concludes that the use of laboratories
favors student motivation, strengthening meaningful learning and supporting the
relevance of active methodologies in the Ecuadorian educational context.
Keywords: Laboratory;
mathematics; student motivation; active methodologies; education
Introducción
La baja motivación de los
estudiantes hacia las matemáticas y la física, materias tradicionalmente
consideradas como difíciles y abstractas, ha impactado negativamente en su
rendimiento académico, por ello, es necesario explorar estrategias pedagógicas
innovadoras que contribuyan a revertir esta situación. En particular, los
laboratorios de física permiten la aplicación de la teoría en situaciones
prácticas y experimentales, mientras que los laboratorios de matemáticas,
mediante el uso de recursos didácticos y manipulativos, facilitan la
comprensión de conceptos abstractos.
Investigaciones actuales respaldan
firmemente que el uso de metodologías activas, como los laboratorios
didácticos, puede mejorar la motivación de los estudiantes en el estudio de las
ciencias. Por ejemplo, Padilla-Petry et al. (2025) señalan que estas
metodologías, al ofrecer experiencias de aprendizaje contextualizadas y
colaborativas, fomentan un mayor compromiso y una actitud más positiva hacia el
aprendizaje. En esta misma línea, un estudio sobre enseñanza de la física para
estudiantes de matemáticas demostró que un modelo de aprendizaje basado en
experimentación práctica (hands-on) no solo
mejora el rendimiento académico, sino que también potencia la motivación, la
concentración y el disfrute durante el proceso de aprendizaje (Barros et al., 2024).
En este sentido, elementos importantes a la hora de abordar el tema lo
constituyen la evolución de la educación y el empleo de los laboratorios.
La educación ha sido un aspecto
fundamental para evolucionar como sociedad, desde el pasado el sistema
educativo ecuatoriano ha ido transformándose y experimentando cambios
importantes a lo largo de la historia. Es un proceso que va más allá de la
transmisión de conocimientos, por el cual el ser humano adquiere o alcanza los
recursos necesarios para desarrollarse y afrontar las distintas situaciones de
la vida. Desde el período comprendido entre 1970 y 1990, se advirtió el
analfabetismo como un problema grave y limitante. Pero con el paso del tiempo,
gracias a diversos movimientos sociales, la educación pasó a ser un derecho
fundamental para todos, y en el año del 2008 formó parte de la Constitución (Madrid,
2019).
Es así que la educación ha ido
evolucionando de manera continua pasando por distintos
cambios lo que implicó aplicar un nuevo modelo educativo regulatorio
involucrando un nuevo concepto llamado Buen Vivir el cual implica que los
estudiantes desarrollen sus capacidades y habilidades humanas en el presente y
en el futuro posteriormente (Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo,
2017).
En este orden de ideas, Cuesta
Ormaza y Chamorro Benavides (2022)
mencionan que el hecho de educar implica transmitir conocimientos de información
científica y trabajar en la formación humana, con la finalidad de prepararlos
para el desarrollo de habilidades, competencias, destrezas, aptitudes y
actitudes. El rol que toma la educación es formar personas para vincularlos a
los desafíos sociales. Un desafío en la educación de Ecuador ha sido el hecho
de la adaptación del país a las nuevas Tecnologías de la Información y la
Comunicación (TIC), con ello el sistema educativo adquiere nuevas herramientas
digitales, y desarrolla nuevas políticas y reformas necesarias para la mejora
de la calidad educativa (Guaña-Moya et al., 2022).
Además, la tecnología educativa
representa el conjunto de herramientas digitales, recursos, aplicaciones y
metodologías que facilitan los procesos de enseñanza-aprendizaje. El empleo de
estas tecnologías educativas no solo permite a los docentes optimizar la
gestión y entrega de contenidos, sino que también apoya el desarrollo de
habilidades cognitivas y digitales, respondiendo a las necesidades de un mundo
cambiante y contribuyendo a crear entornos de aprendizaje más inclusivos,
interactivos y colaborativos (Todino, 2025).
En el contexto de las ciencias
experimentales, una revisión sistemática sobre el uso de tecnologías digitales
en la enseñanza de matemáticas y física en bachillerato concluyó que estas
potencian el aprendizaje cuando se integran a prácticas pedagógicas reflexivas,
“mejorando la comprensión conceptual y la motivación de los estudiantes, aunque
persisten desafíos como la falta de acceso a recursos tecnológicos y la escasa
formación docente” (Cadena et al., 2025, p. 2).
Además, el sistema educativo
ecuatoriano ha sido objeto de análisis y reformas que van cambiando de manera
continua. Por ejemplo, la Ley Orgánica de Educación Intercultural (LOEI) y la
Constitución son normativas legales de la educación, aplicadas a todo tipo de
instituciones educativas ya sean públicas, privadas o fiscomisionales. Desde
una perspectiva de comparación organismos como la UNESCO o el Banco Mundial,
han identificado que, si bien Ecuador ha mejorado su cobertura educativa,
siguen presentándose desafíos en cuanto a retención estudiantil,
infraestructura escolar o formación pedagógica. A pesar de los esfuerzos que se
aplican siguen existiendo las brechas socioeconómicas como desafío mayor a
tomar en cuenta (Madrid, 2019).
Laboratorios de Matemáticas
Los laboratorios de Matemáticas
presentan tanto desafíos como oportunidades para los estudiantes y docentes, ya
que pueden mejorar la educación matemática. Los desafíos presentados pueden
tomar énfasis en el hecho de que las instituciones educativas no cuentan con el
presupuesto necesario para adquirir material o recursos manipulativos,
tecnología adecuada o disponibilidad para aplicar al estudiantado y mantener
los laboratorios de Matemáticas.
En Rwanda los laboratorios de
Matemáticas involucran a docentes capacitados y capaces de utilizar eficazmente
los recursos y técnicas disponibles para aplicar (Nungu
et al., 2023). Sin embargo, también cabe recalcar que la falta de capacitación
docente y oportunidades para desarrollarse de manera profesional hace que en
Rwanda se dificulte la implementación de los laboratorios de Matemáticas. Y
también que en algunas regiones la falta de infraestructura y conectividad son
limitadas, y lo que dificulta aún más el acceso a laboratorios con el uso de
tecnología.
Los desafíos que pueden presentarse
también son el desarrollo de las habilidades matemáticas por los estudiantes y
el uso insuficiente de los laboratorios de matemáticas lo que por consecuencia
muestra el bajo rendimiento académico del estudiante y la falta de confianza de
la aplicación de las matemáticas en la vida real. Por ende, se debe hacer más
uso de los laboratorios ya que estos influyen de manera positiva en el
estudiante, fomentan interés, importancia y generan un aprendizaje mayormente
significativo en el mismo.
En el contexto ecuatoriano, el uso
de laboratorios de Matemáticas, es limitado, de manera específica en
instituciones rurales o de recursos escasos. Se puede evidenciar que los
problemas pueden relacionarse porque hay deficiencias en el proceso de
enseñanza, ausencia de estrategias metodológicas adecuadas, lo cual posteriormente
limita a los docentes a impartir todo de manera tradicional, lo que supone una
brecha de aprendizaje.
Laboratorios de Física
Los laboratorios de Física son un
gran apoyo para estudiantes y docentes, ya que para la mayoría de estudiantes
esta ciencia es considerada abstracta y compleja de entender, por lo tanto, los
laboratorios son una gran herramienta para que el docente pueda hacer clases
mayormente interactivas e innovadoras para atraer la atención de los
estudiantes, además de generarle ciertas habilidades, al utilizar herramientas
e instrumentos, realizar experimentos, tomar datos, manejo de conceptos y
aplicaciones donde se relaciona la teoría con la práctica.
En concordancia con la literatura
más reciente, la implementación de un enfoque de laboratorio virtual basado en
indagación estructurada ha demostrado ser eficaz para mejorar el aprendizaje,
la motivación y las habilidades de indagación de los estudiantes de secundaria
en el área de la física (Chen et al., 2025). De igual forma, estudios recientes
confirman que involucrar a los estudiantes de secundaria en actividades de
indagación, tanto en entornos de laboratorio físicos como virtuales, favorece
su comprensión conceptual y genera actitudes positivas hacia el aprendizaje de
la física (Papalazarou et al., 2024).
En este laboratorio los estudiantes
son autónomos, pues ellos son los encargados de realizar en cada práctica las
mediciones, registro y toma de datos respectivamente. Posteriormente exponen las
ideas y resultados obtenidos. El docente siempre está disponible ante cualquier
inquietud que pueda surgir a lo largo de las prácticas de laboratorio debido a
que constituye un eje importante de apoyo.
También se puede hacer uso de
laboratorios ajustados de manera virtual para la Física, por ejemplo, haciendo
el uso de Phet, en una investigación realizada en el colegio de grado 10 Moralba Suroriental y de primer semestre académico en la Universidad
en la carrera de Ingeniería de Telecomunicaciones Corporación Universitaria
UNITEC, se tomó a la plataforma como una estrategia de aprendizaje del tema
Gravitación en la Educación Media y Universitaria. En un primer momento el
docente explica el tema paso a paso y los estudiantes posteriormente responden
a un número de preguntas específico. El segundo momento es en cambio con la
aplicación del simulador Phet donde de igual manera el docente es un apoyo
constante, pero ahora también los estudiantes tienen como guía al simulador.
Después de ejecutar ambos momentos se procede a evaluar los resultados. Con los
mismos se puede llegar a la conclusión de que el uso y aplicación de laboratorios
sin importar ser físicos o virtuales, influyen de manera positiva en el
estudiante ya que hacen que se eleve su creatividad, rendimiento y conocimiento
con el uso de estas herramientas como son los laboratorios o simuladores
virtuales.
Motivación Estudiantil
Los experimentos en laboratorios
pueden ser herramientas de gran innovación y adecuadas para fomentar el interés
y la motivación del estudiante, tanto por la Física como por la Matemática. La
motivación es un requisito primordial y esencial para el aprendizaje.
En este sentido, Stieha et al.
(2024) evidencian que las metodologías activas, como las prácticas de
laboratorio, se correlacionan positivamente con niveles más altos de motivación
en estudiantes de disciplinas STEM, especialmente cuando dichas prácticas
apoyan su autonomía y competencia. Asimismo, investigaciones recientes
confirman que la implementación de laboratorios (físicos o virtuales) ejerce
una influencia positiva en el interés de los estudiantes por estas ciencias (Karimova et al., 2025). En consecuencia, la construcción
satisfactoria del conocimiento mediante el empleo de metodologías activas,
innovadoras y creativas en el aula no solo incrementa el nivel motivacional del
estudiante, sino que también fomenta su curiosidad y deseo de investigar y
aprender de manera continua.
En algunos estudios se demuestra que
algunas causas de la pérdida escolar en los estudiantes es que se encuentran
desmotivados en el aula de clases, debido a que no tienen participación activa
en las actividades que realizan en clases, faltan a las mismas, entre otros
factores, lo que implica emplear nuevos métodos por parte del docente para que
todos los estudiantes tengan mayor nivel de motivación y se evite este tipo de
consecuencias.
Los experimentos en laboratorios pueden
ser herramientas de gran innovación, además de ser adecuadas para fomentar el
interés y la motivación del estudiante, tanto por la Física como por la
Matemática. La motivación es un requisito primordial y esencial para el
aprendizaje. En este sentido, Stieha et al. (2024) encontraron una correlación
entre el uso de metodologías activas y centradas en el estudiante y niveles más
altos de motivación en disciplinas STEM, destacando la importancia de prácticas
instruccionales basadas en la evidencia. Asimismo, se ha evidenciado que el
apoyo motivacional por parte del docente se relaciona positivamente con el
logro académico de los estudiantes en asignaturas científicas (Khan et al.,
2024). Por lo tanto, la construcción satisfactoria del conocimiento mediante el
empleo de metodologías activas, innovadoras y creativas en el aula no solo
incrementa el nivel motivacional del estudiante, sino que también fomenta su
curiosidad y su deseo de investigar y aprender de manera continua.
En diversas investigaciones se propone
que los estudiantes asistan a laboratorios, debido a que esto proporciona y
genera en ellos la motivación necesaria para evitar las barreras de un
aprendizaje tradicional, para ir a uno más llamativo e innovador; por ejemplo,
con el uso de Phet, el cual se puede ejecutar tanto para las Matemáticas como
la Física. El impacto que tiene el mismo como aprendizaje activo se genera por
procesos como predicción, observación, discusión y síntesis los cuales
incrementan de manera efectiva el aprendizaje de los estudiantes y motivan sin
importar su conocimiento preliminar.
La baja motivación de los
estudiantes de tercero de bachillerato de las instituciones educativas de la
Zona 6 de Ecuador generó que los resultados académicos durante el periodo
2022-2023 fueran bajos: en Matemáticas con un promedio de 696 puntos y en
Física con un promedio de 693 puntos sobre 1000 (Vicente, 2025). Mediante el
uso de los recursos de los laboratorios de Matemáticas y Física de la Carrera
de Ciencias Experimentales, se busca mejorar la motivación a través de
experiencias prácticas y experimentales. Con esto, la investigación pretende
dar respuesta a la necesidad de promover un aprendizaje vivencial y dinámico en
el área de las Matemáticas y la Física, ya que se ha evidenciado que el uso de
los recursos de laboratorio permite a los estudiantes experimentar de manera
práctica los conceptos teóricos y abstractos, facilitando su comprensión y
aplicación en situaciones reales.
El objetivo principal de esta
investigación consiste en analizar el impacto motivacional hacia la exploración
de las ciencias por medio de actividades prácticas y experimentales mediante
laboratorios de Matemáticas y Física. Se plantean tres objetivos específicos:
1) diagnosticar el nivel de motivación hacia el estudio de las Matemáticas y la
Física mediante la aplicación de encuestas; 2) diseñar un programa de
actividades donde los estudiantes manipulen y utilicen los materiales de los
laboratorios de Matemáticas y Física para mejorar su motivación hacia el estudio
de ambas asignaturas; 3) ejecutar las actividades de los laboratorios de
Matemáticas y Física para que los estudiantes mejoren su motivación hacia ambas
asignaturas.
Materiales y métodos
El desarrollo de esta investigación
se realizó dentro del proyecto "Explorando las ciencias mediante
laboratorios de Matemáticas y Física en las Instituciones Educativas de la Zona
6", perteneciente a la Carrera de Pedagogía de las Ciencias Experimentales
de la Universidad de Cuenca. Se trabajó con un total de 22 instituciones
educativas de la Coordinación Zonal 6 del Ecuador. La intervención se realizó
con 906 estudiantes de tercero de bachillerato del sector urbano y rural, con
edades comprendidas entre 16 y 18 años.
Para su consecución se empleó un
paradigma positivista, de alcance correlacional, con diseño cuasiexperimental
donde se plantea manipular la variable independiente, para posteriormente ver
su relación con otra variable dependiente (Ramos-Galarza, 2021). Según Hernández-Sampieri
y Mendoza
(2023), el diseño cuasiexperimental se caracteriza por ofrecer una aproximación
al fenómeno estudiado, un pequeño acercamiento al problema de investigación de
la realidad. Su enfoque tiene un alcance descriptivo comparativo debido a que
posteriormente se plasman los datos obtenidos en un pre y post test con el que
se generó la intervención a todos los estudiantes. Se opta por un estudio
cuantitativo, con corte longitudinal, y de tipo básico, con la finalidad de
recopilar datos de forma rigurosa, y de tener respaldo para garantizar
credibilidad de los datos pertinentemente.
La recolección de datos se basó en
evaluar conceptos definidos en hipótesis los cuales son aceptados por una
comunidad científica, por lo cual es esencial seguir estos procedimientos para
garantizar credibilidad en la investigación. Asimismo, los fenómenos estudiados
deben ser observables o tener relación con el mundo real (Hernández-Sampieri
& Mendoza,
2023).
La población de estudio, como ya se
mencionaba anteriormente estuvo conformada por 22 Instituciones Educativas de
la Zona 6, considerando aproximadamente 30 estudiantes por curso de tercero de
bachillerato, tomando en cuenta que algunas instituciones poseen más de un
paralelo. Se trabajó con la totalidad de la población (N=906), por lo que no se
realizó muestreo, ya que todos participaron en la fase inicial de diagnóstico
motivacional, intervención del proyecto y fase posterior de evaluación
motivacional.
Se aplicó la técnica de la encuesta
y su instrumento es un test motivacional a los estudiantes teniendo en cuenta
un pre y post test lo que permitirá ver la efectividad o ineficiencia del
proyecto presentado. Se utilizó una encuesta tipo Likert (1 - 5 puntos) de
motivación hacia el aprendizaje de Matemáticas y Física al inicio (Pre-test) y una
vez finalizada la intervención (Postest). En el
estudio participaron estudiantes de Tercero de Bachillerato de las diferentes
Instituciones Educativas de la Zona 6 divididas en zonas rurales y urbanas. Previamente
firmaron cartas de consentimiento informado de los padres de familia. No se
solicitaron datos personales de los participantes para la elaboración del
proyecto.
Primeramente, se comenzó con la
aplicación de un pretest donde se pretende medir la variable de la motivación
que tienen los estudiantes en lo referente a las asignaturas de Matemáticas y
Física, luego se procedió con la selección de las diferentes destrezas de
manera priorizada para los estudiantes, las cuales fueron seleccionadas
mediante una selección consensuada que garantiza la articulación entre ambas
áreas.
Una vez seleccionadas las destrezas,
se procedió a elaborar las guías didácticas necesarias para la implementación.
Posteriormente se creó un libro referente de las guías didácticas elaboradas
(Rojas et al., 2025), guías que sirvieron como material de refuerzo para los
estudiantes, aplicadas de manera presencial, con una duración de 2 horas por
cada visita realizada de los estudiantes a la Universidad de Cuenca, o durante
las visitas efectuadas a las diferentes unidades educativas.
Finalmente, se aplicó un postest que midió la misma variable de motivación de los estudiantes
hacia las asignaturas de Matemáticas y Física, lo que posibilitó evidenciar los
resultados que se obtuvieron con la intervención. Este enfoque garantizó una
estructura coherente y organizada lo cual permitió a los estudiantes abordar
diversos contenidos y promover su aprendizaje de manera más constructiva tanto en
el área de las Matemáticas como en el de la Física.
Asimismo, la importancia de este
estudio radica en la posibilidad de fomentar la motivación y el trabajo
colaborativo en los estudiantes. Además, permite que los docentes exploren
nuevas metodologías de enseñanza que motiven el interés y la participación de
los alumnos, contribuyendo a mejorar su rendimiento académico en matemáticas y
física. Adicionalmente, la pertinencia de esta investigación se fundamenta en
la necesidad de adaptarse a las demandas de una sociedad cada vez más
tecnológica y globalizada, donde las habilidades matemáticas y físicas son
fundamentales para el desarrollo académico de los individuos.
Resultados
La encuesta fue aplicada a
estudiantes de Tercero de Bachillerato de instituciones educativas
participantes del proyecto en la Zona 6, durante el periodo de Septiembre 2024 – Febrero 2025. El número total de
estudiantes encuestados es de 906 tanto en el pre-test como en el pos-test. Las instituciones educativas participantes
fueron:
1. Unidad Educativa Antonio
Ávila Maldonado
2. Unidad Educativa Daniel Hermida
3. Unidad Educativa Eduardo Crespo
Malo
4. Unidad Educativa Fiscal Fray
Vicente Solano
5. Unidad Educativa Paiguara
6. Unidad Educativa Santa Rosa
7. Unidad Educativa Severo Espinosa
Valdivieso
8. Unidad Educativa República de Chile
9. Unidad Educativa San Joaquin
10. Unidad Educativa Jima
11. Unidad Educativa Isabel Moscoso Dávila
12. Unidad Educativa Alicia Loza Meneses
13. Escuela de Educación Básica
Fiscomisional Sagrado Corazón de Todos Santos
14. Unidad Educativa Miguel Malo
González
15. Unidad Educativa Particular San
Francisco de Sales
16. Unidad Educativa Sindicato de
Choferes de Cuenca
17. Unidad Educativa Municipal
Monseñor Leónidas Proaño Villalba
18. Unidad Educativa Miguel Moreno
Ordoñez
19. Unidad Educativa Nuestra Familia
20. Unidad Educativa Otto Arosemena
Gómez
21. Unidad Educativa Salesianas
María Auxiliadora
22. Unidad Educativa San Gabriel de
Chaucha.
Para el análisis se utilizó el
criterio recomendado por la bibliografía actual al analizar la motivación
mediante una escala tipo Likert (1 - 5 puntos).
●
1.00 – 2.49 = Motivación baja
●
2.50 – 3.49 = Motivación media
●
3.50 – 5.00 = Motivación alta
A continuación, se realiza un análisis
mediante estadística descriptiva del pre-test y pos-test
motivacional ante la implementación de los laboratorios de matemáticas y física
(Tabla 1).
Tabla 1. Análisis motivacional
mediante estadísticos descriptivos.
|
Estadísticos
descriptivos |
Pre-test motivacional |
Pos-test motivacional |
|
Media |
3,32 |
4,05 |
|
Mediana |
3,33 |
4,11 |
|
Moda |
3 |
4 |
|
Desviación estándar |
0,756 |
0,665 |
|
Varianza de la muestra |
0,572 |
0,442 |
|
Rango |
4 |
3,78 |
|
Mínimo |
1 |
1,22 |
|
Máximo |
5 |
5 |
|
Cuenta |
906 |
906 |
Interpretación de datos: Al iniciar
la intervención los 906 estudiantes de las 22 unidades educativas de la zona 6,
en el pretest motivacional obtuvieron una media de 3,32 puntos, lo cual refleja
que se encontraban con una motivación media al abordar el estudio de la
matemática y la física. Luego de la intervención con laboratorios los 906
estudiantes obtienen una media de 4,05 puntos, lo cual refleja que adquieren
una motivación alta ante el estudio de la matemática y la física. Además, el estadístico
de medida de tendencia central, que es la mediana muestra un incremento de 3,33
a 4,11 correspondientes al pre y postest respectivamente.
Los resultados dejan en evidencia la eficacia de la propuesta implementada
mediante el proyecto de Vinculación con la Sociedad titulado “Explorando las
ciencias mediante laboratorios de Matemáticas y Física en las Instituciones
Educativas de la Zona 6”.
Para obtener una mayor confiabilidad
en los resultados, se realizó un análisis mediante estadística inferencial.
Debido a que los datos provinieron de un cuestionario tipo Likert, presentando
una naturaleza ordinal y una distribución no normal, se empleó una prueba no
paramétrica para el análisis inferencial de los datos obtenidos. Asimismo, el
análisis se efectuó considerando los valores de la mediana, ya que en pruebas
no paramétricas esta medida resulta más adecuada para datos ordinales o
distribuciones que no cumplen el supuesto de normalidad, como ocurre
frecuentemente con escalas tipo Likert. La mediana representa el valor central
de los datos sin verse afectada significativamente por valores extremos o
asimetrías en la distribución, lo que la convierte en una medida más
representativa que la media para este tipo de información (Ortega et al., 2021).
En este estudio para sacar una
conclusión clara y válida se utilizó una prueba de rangos con signos de
Wilcoxon (para muestras pareadas) con un tamaño de muestra grande (n = 906); para
ello se interpreta principalmente el valor p, el estadístico Z y el estadístico
r (Tabla 2).
Para el análisis se plantean las
respectivas hipótesis:
Hipótesis nula (Ho): La
implementación de laboratorios de Matemáticas y Física no mejora
significativamente la motivación estudiantil.
Hipótesis alternativa (H1): La
implementación de laboratorios de Matemáticas y Física mejora
significativamente la motivación estudiantil.
Tabla 2. Análisis motivacional
mediante estadística inferencial.
|
Parámetro |
Valor obtenido |
|
Mediana Pretest (Mdn) |
3,3 |
|
Mediana Postest (Mdn) |
4,1 |
|
Valor p |
< 0,001 |
|
Estadístico Z |
18,21 |
|
Tamaño del efecto (r) |
0,6156 |
|
Número de pares (n) |
906 |
Interpretación de datos: El valor de
significancia obtenido (p < 0,001) evidencia que las diferencias entre el
antes y el después de la aplicación de los laboratorios son estadísticamente
significativas. Debido a que p ≤ 0,05, se rechaza la hipótesis nula y se
acepta la hipótesis alternativa, concluyendo que la implementación de
laboratorios de Matemáticas y Física mejora significativamente la motivación
estudiantil. Respecto al estadístico Z, este representa la magnitud de la
diferencia entre las puntuaciones del pretest y postest.
Un valor de Z tan elevado (Z = 18,21), refleja que el cambio observado entre
ambas mediciones es considerado fuerte, confirmando la existencia de un efecto
importante de la intervención educativa. En relación con el tamaño del efecto obtenido
r = 0,6156, este valor se interpreta como un efecto grande según los criterios
de Cohen (0,1 = pequeño; 0,3 = mediano; 0,5 = grande). Por tanto, además de ser
estadísticamente significativa, la diferencia encontrada posee una relevancia
práctica y pedagógica considerable, indicando que los laboratorios de
Matemáticas y Física tuvieron un impacto importante en la motivación académica
de los estudiantes.
Los resultados mostraron un
incremento en la mediana de la motivación, pasando de un valor inicial de Mdn = 3,3 en el pretest a Mdn =
4,1 en el postest, lo que deja una conclusión clara
de que la implementación de laboratorios de Matemáticas y Física favoreció la
motivación estudiantil. Además, se verifica mediante la prueba de rangos con
signos de Wilcoxon que hay una diferencia estadísticamente significativa entre
las puntuaciones obtenidas antes y después de la implementación de los
laboratorios de Matemáticas y Física. Los resultados dejan en evidencia el
incremento de la motivación de los 906 estudiantes participantes en el proyecto
“Explorando las ciencias mediante laboratorios de Matemáticas y Física en las
Instituciones Educativas de la Zona 6”.
Discusión
El desarrollo del proyecto de
Vinculación con la Sociedad de la Universidad de Cuenca titulado “Explorando
las ciencias mediante laboratorios de Matemáticas y Física en las Instituciones
Educativas de la Zona 6” deja resultados positivos al aumentar la motivación
mediante la media general que pasó de 3,32 (motivación media) en el pretest a
4,05 (motivación alta) en el postest, lo que indica
un cambio de un nivel de motivación. Estos resultados se respaldan con
investigaciones similares (Chen et al., 2025; Fitrianti
&
Irawan, 2024; Mohammad et al., 2023; Okariz
et al., 2023; Purity et al., 2023) las cuales mencionan que la implementación
de laboratorios presenciales y virtuales en Matemáticas y Física favorece un
incremento significativo en la motivación estudiantil, el interés y el
compromiso académico. Los estudios cuasi-experimentales
y descriptivos muestran que cuando los estudiantes participan en actividades
prácticas, experimentales o basadas en simulaciones, se fortalece la motivación
intrínseca (curiosidad, disfrute, deseo de aprender) y la motivación extrínseca
(logro, participación, reconocimiento), en comparación con metodologías
tradicionales centradas únicamente en la teoría. En particular, los
laboratorios estructurados con enfoque de indagación, gamificación o resolución
activa de problemas generan mayor interacción, autonomía y conexión entre
teoría y práctica, lo que se traduce en una actitud más positiva hacia el
aprendizaje de la física y la matemática.
Entre las limitaciones del estudio
se destacan la ausencia de un grupo de control que permita aislar el efecto de
la intervención, así como la posible influencia del efecto novedad, dado que
los laboratorios representaron una experiencia nueva para muchos estudiantes.
Además, el estudio se centró únicamente en la motivación autoinformada,
sin medir directamente el rendimiento académico. Futuras investigaciones
podrían incorporar diseños experimentales con grupo control y mediciones
objetivas de aprendizaje.
Conclusiones
Los resultados del pretest muestran
que los estudiantes presentan una motivación inicial con un valor medio de 3,32
puntos en una escala 1-5. Esto podría asociarse a factores como experiencias
previas negativas en Matemáticas y Física, metodologías tradicionales centradas
en la teoría, falta de recursos experimentales o escaso vínculo entre los
contenidos y su aplicación práctica. En este sentido, la propuesta de prácticas
de laboratorio constituye una estrategia pertinente para favorecer el interés,
el compromiso y la participación activa, respondiendo así al primer objetivo
específico de diagnosticar el nivel de motivación.
En general, los resultados
evidencian un aumento significativo en el nivel de motivación estudiantil tras
la aplicación de las prácticas de laboratorio en Matemáticas y Física. El
incremento observado en el postest puede atribuirse a
la implementación de metodologías activas basadas en la experimentación, las
cuales promueven la participación y el aprendizaje significativo. De esta
forma, se cumplen el segundo y tercer objetivos específicos: diseñar un
programa de actividades prácticas y ejecutarlo para mejorar la motivación hacia
ambas asignaturas.
Desde la estadística descriptiva, se
observó un incremento de la media motivacional del pretest al postest, reflejando una mejora en la percepción y
disposición de los estudiantes hacia el aprendizaje de estas asignaturas.
Asimismo, la estadística inferencial, mediante la prueba no paramétrica de
Wilcoxon, confirmó que las diferencias encontradas son estadísticamente
significativas (p ≤ 0,05), permitiendo rechazar la hipótesis nula y
aceptar la hipótesis alternativa. En consecuencia, se concluye que el uso de
laboratorios de Matemáticas y Física genera un impacto positivo en la
motivación de los 906 estudiantes de las 22 instituciones de la Zona 6 del
Ecuador.
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