ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
IMPACTO DE LA EXPERIMENTACIÓN VIRTUAL EN EL  
DESARROLLO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS EN LA  
ENSEÑANZA DE LA BIOLOGÍA EN ESTUDIANTES DE  
PRIMERO DE BACHILLERATO DE LA UNIDAD EDUCATIVA  
“BATALLA DE TIOCAJAS”  
THE IMPACT OF VIRTUAL EXPERIMENTATION ON THE  
DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC SKILLS IN BIOLOGY  
INSTRUCTION AMONG FIRST-YEAR HIGH SCHOOL  
STUDENTS AT THE “BATALLA DE TIOCAJAS” SCHOOL  
Maria Rosa Alcoser Villalobos1, Luis Alberto Mera Cabezas2  
{rocyalcoser@gmail.com1, lmera@unach.edu.ec2}  
Fecha de recepción: 12/10/2026  
/ Fecha de aceptación: 01/11/2026  
/ Fecha de publicación: 09/11/2026  
RESUMEN: La enseñanza de la Biología en contextos rurales enfrenta limitaciones  
estructurales por la escasez de laboratorios físicos y materiales experimentales, lo que  
restringe el desarrollo de competencias científicas. El presente estudio analizó los  
cambios asociados a la experimentación virtual en el desarrollo de competencias  
científicas en estudiantes de primero de bachillerato de la Unidad Educativa “Batalla  
de Tiocajas” (Chimborazo, Ecuador). Se empleó un enfoque mixto con diseño  
preexperimental de un grupo con pretest-postest. Se implementó una intervención de  
ocho semanas basada en laboratorios virtuales y simuladores digitales sobre  
estructura celular, genética, ecología y microbiología. Participaron 35 estudiantes de  
15 a 17 años y el docente de Biología. Los instrumentos incluyeron una prueba objetiva  
de competencias científicas, una encuesta tipo Likert, una entrevista semiestructurada  
y una guía de observación. Los resultados cuantitativos evidenciaron un aumento en  
la puntuación global de competencias científicas, de una media de 37,3 % (DE = 7,6)  
en el pretest a 77,5 % (DE = 5,8) en el postest (diferencia = 40,2 puntos porcentuales).  
Todas las dimensiones evaluadas (observación científica, formulación de hipótesis,  
experimentación, interpretación de resultados, argumentación científica y resolución  
de problemas) mostraron mejoras. La percepción estudiantil fue favorable: más del  
85 % valoró positivamente la facilidad de aprendizaje, la motivación y la utilidad de  
los laboratorios virtuales. Se concluye que la experimentación virtual se asocia con  
mejoras en las competencias científicas en un contexto educativo con limitaciones de  
infraestructura experimental.  
1
Universidad Nacional de Chimborazo, Ecuador. ORCID: https://orcid.org/0009-0007-4041-7037  
2Universidad Nacional de Chimborazo, Ecuador. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7419-4846  
12  
   
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Palabras clave: Laboratorios virtuales, experimentación virtual, competencias  
científicas, enseñanza de la biología, estrategias didácticas  
ABSTRACT: Biology teaching in rural contexts faces structural limitations due to the  
scarcity of physical laboratories and experimental materials, which restricts the  
development of scientific competencies. This study analyzed the changes associated  
with virtual experimentation in the development of scientific competencies among  
first-year high school students at the “Batalla de Tiocajas” Educational Unit  
(Chimborazo, Ecuador). A mixed-methods approach with a one-group pretest-posttest  
pre-experimental design was employed. An eight-week intervention based on virtual  
laboratories and digital simulators covering cell structure, genetics, ecology, and  
microbiology was implemented. Thirty-five students aged 15 to 17 and the Biology  
teacher participated. Instruments included an objective scientific competencies test,  
a Likert-scale survey, a semi-structured interview, and an observation guide.  
Quantitative results showed an increase in the global scientific competencies score,  
from a mean of 37.3% (SD = 7.6) in the pretest to 77.5% (SD = 5.8) in the posttest  
(difference = 40.2 percentage points). All evaluated dimensions (scientific observation,  
hypothesis  
formulation,  
experimentation,  
results  
interpretation,  
scientific  
argumentation, and problem-solving) exhibited improvements. Student perception  
was favorable, with more than 85% of participants positively rating the ease of  
learning, motivation, and usefulness of virtual laboratories. It is concluded that virtual  
experimentation is associated with improvements in scientific competencies in an  
educational context with limited experimental infrastructure.  
Keywords: virtual laboratories, virtual experimentation, scientific competencies,  
biology teaching, didactic strategies  
INTRODUCCIÓN  
En la última década, la enseñanza de las ciencias experimentales ha incorporado de  
forma creciente las tecnologías digitales como recurso para fortalecer el aprendizaje. En  
el caso de la Biología, el desarrollo de competencias científicas observación, formulación  
de hipótesis, experimentación, interpretación de datos, argumentación y resolución de  
problemas constituye un eje central de la formación, puesto que permite a los  
estudiantes comprender, analizar e interpretar fenómenos naturales a través de  
experiencias de aprendizaje significativas (1).  
Sin embargo, numerosos sistemas educativos continúan enfrentando limitaciones  
relacionadas con la disponibilidad de laboratorios físicos, equipamiento, materiales  
biológicos y recursos económicos suficientes para sostener prácticas experimentales  
tradicionales. Estas restricciones repercuten de manera negativa en el desarrollo de  
competencias científicas, especialmente en centros educativos situados en contextos  
rurales o con infraestructura tecnológica y científica limitada (2).  
Como respuesta a esta situación, los laboratorios virtuales y las herramientas de  
experimentación digital han surgido como alternativas didácticas para reforzar los  
procesos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias de la naturaleza. Estos recursos  
13  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
permiten reproducir fenómenos biológicos mediante simulaciones interactivas, de  
modo que la experimentación se desarrolla en entornos seguros, accesibles y  
controlados, al tiempo que se favorece la participación activa y autónoma de los  
estudiantes (3).  
La evidencia científica reciente ha puesto de manifiesto que la experimentación virtual  
contribuye a la mejora del aprendizaje conceptual y procedimental. Navarro et al.  
demostraron que las simulaciones virtuales en biología celular favorecen la  
comprensión de conceptos complejos, incrementan la motivación y facilitan la  
adquisición de habilidades investigadoras (4). En la misma línea, otros estudios han  
confirmado que los entornos de laboratorio virtual permiten desarrollar competencias  
prácticas similares a las alcanzadas mediante experiencias presenciales, particularmente  
en áreas experimentales vinculadas a las ciencias biológicas (5,6).  
Asimismo, se ha señalado que las tecnologías inmersivas y los laboratorios virtuales  
favorecen el desarrollo de competencias científicas básicas, como la observación  
sistemática, el pensamiento crítico, la resolución de problemas, el tratamiento de datos  
y la formulación de hipótesis (5). Revisiones sistemáticas internacionales sobre realidad  
virtual aplicada a la educación biológica han reportado aumentos en el rendimiento  
académico y en el desarrollo de competencias científicas en distintos niveles educativos  
(6).  
Las opiniones de los docentes sobre el uso de laboratorios virtuales son, en general,  
positivas. Estudios con futuros docentes de ciencias indican que la experimentación  
virtual mejora la comprensión de fenómenos biológicos complejos y dinamiza el proceso  
de enseñanza (6,7). De igual manera, se ha documentado que la inclusión de  
laboratorios virtuales en educación secundaria promueve el desarrollo de habilidades  
experimentales y el aprendizaje científico significativo (8).  
En América Latina se observa un interés creciente por la incorporación de tecnologías  
educativas en la enseñanza de las ciencias; no obstante, persisten brechas asociadas al  
acceso a recursos tecnológicos, a la preparación docente y a la evidencia empírica sobre  
el efecto real de estas herramientas en la constitución de competencias científicas. En  
Ecuador, y de manera particular en instituciones educativas rurales, la evidencia que  
sustenta la experimentación virtual como estrategia didáctica para el aprendizaje de la  
Biología es aún escasa (9).  
La Unidad Educativa “Batalla de Tiocajas” refleja esta realidad, al presentar limitaciones  
que impiden realizar prácticas experimentales presenciales con la frecuencia deseable.  
De ahí surge la necesidad de analizar los cambios asociados al uso de laboratorios  
virtuales en las competencias científicas de los estudiantes de primero de bachillerato,  
específicamente en observación científica, formulación de hipótesis, experimentación,  
interpretación de resultados, argumentación y resolución de problemas.  
El presente estudio tuvo como objetivo analizar los cambios asociados a la  
implementación de la experimentación virtual en el desarrollo de competencias  
científicas en la enseñanza de la Biología en estudiantes de primero de bachillerato de  
la Unidad Educativa “Batalla de Tiocajas”. Se adoptó un enfoque mixto con diseño  
14  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
preexperimental de un grupo con pretest-postest, orientado a evaluar el nivel de  
competencias científicas antes y después de la aplicación de estrategias didácticas  
basadas en laboratorios virtuales.  
La hipótesis de trabajo que orienta la investigación es que la implementación de la  
experimentación virtual como estrategia didáctica se asocia con un incremento en el  
nivel de competencias científicas de los estudiantes de primero de bachillerato. Los  
resultados obtenidos contribuyen a fortalecer la evidencia científica sobre el uso de  
tecnologías educativas en la enseñanza de las ciencias y a generar información útil para  
el diseño de estrategias educativas en contextos similares.  
MATERIALES Y MÉTODOS  
Diseño de la investigación  
La investigación se realizó bajo un enfoque mixto (cuantitativo-cualitativo) con el fin de  
obtener una comprensión más completa de los cambios asociados a la experimentación  
virtual en el desarrollo de competencias científicas.  
Desde el componente cuantitativo se adoptó un diseño preexperimental de un solo  
grupo con pretest-postest. Este diseño permite describir las variaciones observadas en  
el nivel de competencias científicas antes y después de la intervención; sin embargo, al  
no contar con grupo control, no es posible atribuir de manera exclusiva y causal los  
cambios a la intervención.  
Desde el componente cualitativo se empleó un enfoque descriptivo-interpretativo  
orientado a comprender las percepciones del docente y de los estudiantes sobre el uso  
de laboratorios virtuales como estrategia de enseñanza-aprendizaje en Biología.  
La revisión de BMC (20) y Suryanti et al. (21) refuerzan la eficacia de los laboratorios  
virtuales en competencias científicas y literacidad científica.  
Tipo de investigación y alcance  
La investigación fue de tipo aplicada, orientada a dar respuesta a una problemática  
educativa relacionada con la enseñanza experimental de la Biología mediante  
herramientas tecnológicas. Tuvo un alcance descriptivo, al caracterizar el nivel de  
competencias científicas antes y después de la intervención. Por su contexto de  
aplicación se trató de una investigación de campo, desarrollada en la Unidad Educativa  
“Batalla de Tiocajas” durante el periodo académico 2025-2026.  
Participantes  
El estudio se realizó en la Unidad Educativa “Batalla de Tiocajas”, ubicada en la provincia  
de Chimborazo, Ecuador. La población accesible estuvo constituida por la totalidad de  
los estudiantes de primero de bachillerato del periodo académico 2025-2026 (n = 35),  
con edades entre 15 y 17 años, más el docente responsable de la asignatura de Biología.  
15  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Se trabajó con la totalidad de la población accesible; por tanto, no fue necesario aplicar  
un procedimiento de muestreo.  
Variables objeto de estudio  
Variable independiente: Experimentación virtual, definida como el conjunto de  
actividades didácticas desarrolladas mediante laboratorios virtuales y simulaciones  
digitales orientadas a la enseñanza de conceptos de Biología (14).  
Variable dependiente: Competencias científicas, entendidas como el conjunto de  
conocimientos, habilidades y actitudes que permiten a los estudiantes observar,  
formular hipótesis, experimentar, interpretar resultados, argumentar y resolver  
problemas científicos.  
Dimensiones  
evaluadas:  
observación  
científica,  
formulación  
de  
hipótesis,  
experimentación, interpretación y análisis de resultados, argumentación científica y  
resolución de problemas.  
Estrategia de la intervención educativa  
La intervención didáctica consistió en un conjunto de actividades de experimentación  
virtual basadas en laboratorios y simuladores digitales, implementadas durante ocho  
semanas con una frecuencia de dos sesiones semanales. Las actividades se diseñaron  
bajo principios del constructivismo y del aprendizaje activo, privilegiando la  
participación, la experimentación, la reflexión y el trabajo colaborativo.  
Las herramientas tecnológicas empleadas fueron simuladores interactivos orientados al  
estudio de: estructura y función celular, división celular, genética y herencia, ecología,  
procesos metabólicos y microbiología básica.  
La intervención didáctica consistió en un conjunto de actividades de experimentación  
virtual basadas en laboratorios y simuladores digitales, implementadas durante ocho  
semanas con una frecuencia de dos sesiones semanales. Las actividades se diseñaron  
bajo principios del constructivismo y del aprendizaje activo. Se utilizaron recursos de  
acceso libre de amplio uso en la enseñanza de Biología a nivel secundario: PhET  
Interactive Simulations (University of Colorado), BioMan Biology y HHMI BioInteractive  
(Tabla 1).  
Tabla 1. Plan de la intervención educativa con laboratorios virtuales.  
Semana Tema  
Recurso  
simulador  
/
Actividad  
principal  
Competencia  
prioritaria  
Producto  
1-2  
Estructura  
función  
celular  
y
y
PhET  
–
“Cell Exploración  
Observación  
de científica;  
interpretación  
Guía  
de  
Structure”  
“Membrane  
Channels”  
y
interactiva  
organelos,  
membrana  
observación  
informe  
breve  
e
y
transporte celular  
BioMan Biology – Simulación de Formulación de Registro de  
“Cell Division” y mitosis/meiosis y hipótesis;  
“Genetics” cruces genéticos; experimentación  
3-4  
División  
celular  
genética  
resultados y  
conclusiones  
+
16  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
PhET  
Machine”  
“Gene manipulación de  
variables  
5-6  
7-8  
Ecología  
procesos  
metabólicos  
y
PhET – “Natural Manipulación de Interpretación;  
Informe de  
de análisis de  
datos  
Selection”  
“Photosynthesis”  
y
variables  
ecológicas  
resolución  
problemas  
y
+
HHMI metabólicas;  
BioInteractive análisis de datos  
Microbiología BioMan Biology – Experimentación  
básica “Bacteria” virtual con argumentación  
“Virus Explorer” microorganismos científica  
(HHMI) y ciclos virales  
Experimentación; Presentación  
y
de  
resultados y  
discusión  
grupal  
Técnicas e instrumentos para la recolección de datos  
Prueba objetiva de competencias científicas (pretest y postest).  
Se aplicó una prueba de opción múltiple y ejercicios prácticos orientada a evaluar las  
seis dimensiones de competencias científicas. El instrumento fue sometido a juicio de  
expertos en didáctica de las ciencias y metodología de investigación para valorar la  
validez de contenido y la pertinencia pedagógica.  
La prueba objetiva de competencias científicas fue sometida a juicio de cinco expertos  
en didáctica de las ciencias y metodología de investigación educativa. Se calculó el  
coeficiente V de Aiken, obteniendo un valor promedio de 0,89, lo que indica una validez  
de contenido adecuada. La confiabilidad de la prueba objetiva se estimó mediante el  
coeficiente KR-20, alcanzando un valor de 0,81. Para la encuesta tipo Likert se calculó el  
coeficiente alfa de Cronbach, obteniendo un valor de 0,87, lo que indica una consistencia  
interna aceptable.  
Encuesta estudiantil  
Se utilizó un cuestionario estructurado tipo Likert de cinco niveles para indagar la  
percepción de los estudiantes sobre facilidad de aprendizaje, motivación, desarrollo de  
competencias, utilidad percibida y disposición a recomendar los laboratorios virtuales.  
Entrevista semiestructurada  
Se realizó una entrevista al docente de Biología con el fin de recoger información  
cualitativa sobre la implementación, beneficios y limitaciones de la experimentación  
virtual. Se reconoce que se trata de una fuente cualitativa individual.  
Guía de observación  
Se empleó una guía estructurada para registrar participación, interacción, autonomía y  
ejecución de habilidades científicas durante las sesiones virtuales (16).  
Método de investigación  
El método de investigación realizó cinco fases:  
17  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Fase 1. Diagnóstico inicial: la aplicación de una prueba tipo pretest para comprobar la  
situación inicial de las competencias científicas.  
Fase 2. Diseño de la intervención: la selección y el diseño de las actividades  
experimentales virtuales adaptadas al currículo de Biología de primero de bachillerato.  
Fase 3. Realización: la ejecución de las actividades experimentales virtuales en un  
periodo de ocho semanas.  
Fase 4. Evaluación: la aplicación del postest y el levantamiento de información mediante  
encuestas, observaciones y entrevistas.  
Fase 5. Análisis y la interpretación: el procesamiento de análisis estadístico y análisis  
cualitativo de la información recogida.  
Análisis de la información  
Los datos cuantitativos se procesaron con estadística descriptiva (medias, desviaciones  
estándar, frecuencias y porcentajes) mediante Microsoft Excel. Se calcularon las  
diferencias pretest-postest por dimensión y de forma global. Dado que no se contó con  
los datos individuales para la presente versión del manuscrito, no se reportan pruebas  
de significancia estadística ni intervalos de confianza; se presenta el tamaño del efecto  
aproximado (Cohen’s d) como indicador de la magnitud del cambio observado.  
La información cualitativa (entrevista y observaciones) se analizó mediante análisis de  
contenido, categorización temática y triangulación con los resultados cuantitativos, con  
el fin de fortalecer la validez de las interpretaciones.  
Consideraciones éticas  
La investigación se realizó con respeto a los principios éticos de la investigación en los  
estudios educativos, y además se recabó el consentimiento informado de los  
participantes y de la autoridad institucional con la finalidad de garantizar la  
confidencialidad, el anonimato y el uso exclusivo de la información recogida para fines  
académicos; así como el respeto con los principios de no maleficencia, beneficencia y  
justicia a lo largo de la investigación.  
RESULTADOS  
Se presentan a continuación los resultados obtenidos mediante los instrumentos de tipo  
cuantitativo y cualitativo, organizados de acuerdo con las variables objeto de estudio y  
las dimensiones de las competencias científicas evaluadas.  
El nivel inicial de competencias científicas (Pretest)  
La aplicación del pretest permitió conocer el nivel basal de competencias científicas de  
los 35 estudiantes antes de la intervención. La media global fue de 37,3 % (DE = 7,6),  
18  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
valor inferior al umbral de suficiencia considerado (50 %), lo que evidencia un nivel inicial  
bajo en habilidades científicas.  
Al segmentar por dimensiones (Tabla 1), la resolución de problemas científicos obtuvo  
la puntuación más baja (33,0 %), seguida de experimentación (35,0 %) y argumentación  
científica (36,0 %). La observación científica alcanzó el valor relativamente más alto  
(42,0 %), aunque también insuficiente  
Tabla 2. Puntuaciones promedio por dimensión de competencias científicas en el pretest (n = 35)  
Dimensión  
Observación científica  
Formulación de hipótesis  
Experimentación  
Interpretación y análisis  
Argumentación científica  
Resolución de problemas  
Global  
Media (%)  
42,0  
Desv. Est.  
8,2  
Nivel  
Bajo  
Bajo  
Bajo  
Bajo  
Bajo  
Bajo  
Bajo  
38,0  
35,0  
40,0  
36,0  
33,0  
37,3  
9,1  
7,8  
8,5  
9,4  
8,9  
7,6  
Fuente: elaboración propia a partir de los datos del pretest.  
Nivel de competencias científicas después de la intervención (Postest)  
Tras la intervención de ocho semanas, el postest mostró un aumento en todas las  
dimensiones. La media global alcanzó 77,5 % (DE = 5,8), lo que representa una diferencia  
de 40,2 puntos porcentuales respecto al pretest. Este valor se sitúa por encima del  
umbral de suficiencia.  
La dimensión de experimentación registró el mayor incremento absoluto (+47,0 puntos),  
seguida de resolución de problemas (+44,0) y formulación de hipótesis (+37,0). La  
reducción de la desviación estándar (de 7,6 a 5,8) sugiere una mayor homogeneidad del  
grupo tras la intervención (Tabla 2).  
Tabla 3. Puntuaciones promedio por dimensión de competencias científicas en el postest (n = 35)  
Dimensión  
Observación científica  
Formulación de hipótesis  
Experimentación  
Interpretación y análisis  
Argumentación científica  
Resolución de problemas  
Global  
Media (%)  
78,0  
Desv. Est.  
6,4  
Nivel  
Alto  
Alto  
Alto  
Alto  
Alto  
Alto  
Alto  
75,0  
82,0  
79,0  
74,0  
77,0  
77,5  
7,1  
5,9  
6,8  
7,5  
6,2  
5,8  
Fuente: elaboración propia a partir de los datos del postest.  
Comparación pretest-postest y ganancia de aprendizaje  
La comparación pretest-postest (Tabla 3) muestra ganancias absolutas entre 36,0 y  
47,0 puntos porcentuales según la dimensión. La ganancia global fue de 40,2 puntos.  
19  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Como indicador de la magnitud del cambio se estimó el tamaño del efecto de Cohen  
para muestras dependientes de forma aproximada, a partir de las medias y  
desviaciones estándar reportadas:  
d ≈ (77,5 − 37,3) / √[(7,6² + 5,8²)/2] ≈ 6,0  
Este valor corresponde a un efecto de magnitud grande según los criterios de Cohen (d  
≥ 0,80). Se advierte que se trata de una estimación aproximada, al no disponerse de la  
desviación estándar de las diferencias individuales.  
Tabla 4. Comparación pretest-postest y ganancia de aprendizaje por dimensión  
Dimensión  
Observación científica  
Formulación de hipótesis  
Experimentación  
Interpretación y análisis  
Argumentación científica  
Resolución de problemas  
Global  
Pretest  
42,0  
38,0  
35,0  
40,0  
36,0  
33,0  
37,3  
Postest  
78,0  
75,0  
82,0  
79,0  
74,0  
77,0  
77,5  
Ganancia  
+36,0  
+37,0  
+47,0  
+39,0  
+38,0  
+44,0  
+40,2  
% Mejora  
85,7 %  
97,4 %  
134,3 %  
97,5 %  
105,6 %  
133,3 %  
107,8 %  
Fuente: elaboración propia.  
Figura 1. Comparación de puntuaciones promedio por dimensión: pretest vs postest  
Fuente: Elaboración propia.  
20  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Figura 2. Puntuación global de competencias científicas: pretest vs postest  
Fuente: Elaboración propia.  
Percepción del alumnado sobre la experimentación virtual  
La encuesta tipo Likert realizada a los 35 alumnos al finalizar la intervención nos permitió  
entender su percepción en relación a las 5 dimensiones evaluadas: facilidad de  
aprendizaje, motivación, desarrollo de competencias, utilidad percibida y disposición  
para recomendar el uso de laboratorios virtuales. Los resultados (Tabla 4 y Figura 3) nos  
muestran una valoración positivamente alta.  
Tabla 5. Percepción estudiantil sobre la experimentación virtual (n = 35)  
Dimensión  
De acuerdo /  
Muy de acuerdo  
85 %  
Neutral  
En desacuerdo  
Media Likert  
Facilidad de aprendizaje  
Motivación  
Desarrollo de competencias  
Utilidad percibida  
Recomendación  
10 %  
6 %  
8 %  
12 %  
4 %  
5 %  
3 %  
4 %  
6 %  
2 %  
4,3  
4,5  
4,4  
4,2  
4,6  
91 %  
88 %  
82 %  
94 %  
Fuente: Elaboración propia. Escala Likert de 1 a 5.  
21  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Figura 3. Percepción estudiantil sobre la experimentación virtual  
Fuente: Elaboración propia.  
Hallazgos cualitativos: entrevista al docente y observaciones de aula  
La entrevista al docente de Biología y los registros de la guía de observación permitieron  
triangular los resultados cuantitativos. El docente señaló que los laboratorios virtuales  
facilitaron la visualización de procesos microscópicos y moleculares difíciles de observar  
en un laboratorio físico convencional, especialmente en división celular y herencia  
genética. Asimismo, destacó una mayor participación activa y una mayor capacidad de  
los estudiantes para formular preguntas.  
Entre las limitaciones identificadas se mencionaron la necesidad de una conexión a  
internet estable y la curva de aprendizaje inicial asociada al uso de las plataformas  
digitales. Hacia el final de la intervención se observó un trabajo más autónomo y  
colaborativo por parte del alumnado.  
Los registros de observación evidenciaron con frecuencia comportamientos asociados a  
la autonomía, la discusión de resultados en pareja y la reformulación de hipótesis a  
partir de los datos generados por las simulaciones.  
En conjunto, los hallazgos cuantitativos y cualitativos convergen en señalar una mejora  
asociada a la experimentación virtual en las competencias científicas de los estudiantes  
de primero de bachillerato de la Unidad Educativa “Batalla de Tiocajas”.  
DISCUSIÓN  
Los resultados del presente estudio muestran un incremento notable en el nivel de  
competencias científicas de los estudiantes tras la intervención de ocho semanas basada  
en experimentación virtual. La media global pasó de 37,3 % (DE = 7,6) a 77,5 % (DE =  
5,8), con una diferencia de 40,2 puntos porcentuales y un tamaño del efecto aproximado  
grande (d ≈ 6,0). Todas las dimensiones evaluadas presentaron mejoras, siendo  
especialmente marcadas las de experimentación y resolución de problemas.  
22  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
Estos hallazgos se alinean con evidencia internacional reciente sobre el potencial de los  
laboratorios virtuales en la enseñanza de las ciencias biológicas. Estudios previos han  
reportado mejoras en el rendimiento académico y en las actitudes hacia el aprendizaje  
de la Biología cuando se incorporan entornos virtuales (17,18). De manera similar,  
investigaciones sobre simulaciones en biología celular y microbiología han  
documentado avances en la comprensión conceptual y en habilidades procedimentales  
(4,5).  
En el presente trabajo, el hecho de que las mayores ganancias se observaran en  
experimentación y resolución de problemas puede interpretarse como un efecto de la  
posibilidad de manipular variables y contrastar hipótesis de forma reiterada en un  
entorno controlado, algo que resulta especialmente valioso cuando el acceso a  
laboratorios físicos es limitado, como ocurre en muchos contextos rurales.  
La percepción favorable de los estudiantes (más del 85 % de acuerdo o muy de acuerdo  
en todas las dimensiones de la encuesta) es coherente con lo reportado por otros  
autores sobre opiniones positivas hacia los laboratorios virtuales tanto en docentes en  
formación como en estudiantes de secundaria (7,8). En el caso de la Unidad Educativa  
“Batalla de Tiocajas”, esta valoración adquiere relevancia particular, pues sugiere que  
estudiantes de contextos rurales pueden apropiarse de recursos tecnológicos cuando se  
introducen de forma planificada y orientada a objetivos de aprendizaje claros. Estudios  
realizados en contextos con recursos limitados también respaldan la accesibilidad de  
estos recursos (19).  
Desde la perspectiva del docente, las evidencias cualitativas refuerzan la idea de que las  
herramientas digitales pueden favorecer el rendimiento académico y el desarrollo de  
competencias científicas en distintos niveles educativos (6). La mayor autonomía e  
interacción observadas durante las sesiones virtuales son consistentes con un enfoque  
de aprendizaje activo y constructivista, bases sobre las que se diseñó la intervención.  
Revisiones sistemáticas recientes sobre laboratorios virtuales y blended laboratories  
también apoyan estos hallazgos (20,21).  
No obstante, es necesario reconocer las limitaciones del estudio. El diseño  
preexperimental de un solo grupo no permite afirmar de manera exclusiva y causal que  
los cambios observados se deban únicamente a la intervención; factores como la  
maduración, la familiarización con el instrumento, el efecto del docente o la historia  
pueden haber influido. Además, el tamaño de la muestra es reducido y el contexto es  
específico de una institución rural, lo que limita la generalización. La entrevista se realizó  
a un solo docente, por lo que sus percepciones no pueden extrapolarse al conjunto del  
profesorado. Finalmente, no se realizó un seguimiento longitudinal que permita evaluar  
el mantenimiento de las competencias adquiridas.  
En el contexto latinoamericano, donde persisten brechas de acceso a infraestructura  
experimental (9), los resultados aportan evidencia empírica sobre la pertinencia de los  
laboratorios virtuales como estrategia para favorecer la equidad educativa. La  
experimentación virtual no sustituye la experiencia del laboratorio físico, pero  
constituye una opción pedagógica de alto valor cuando los recursos materiales son  
23  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
escasos, permitiendo a los estudiantes avanzar en el desarrollo de competencias  
científicas básicas con independencia de las condiciones de su entorno escolar.  
CONCLUSIONES  
A partir de los resultados se pueden formular las siguientes conclusiones:  
La implementación de la experimentación virtual durante ocho semanas se asoció con  
un incremento en el nivel de competencias científicas de los estudiantes de primero de  
bachillerato de la Unidad Educativa “Batalla de Tiocajas”, pasando de una media global  
de 37,3 % en el pretest a 77,5 % en el postest. Se observaron mejoras en todas las  
dimensiones  
evaluadas  
(observación  
científica,  
formulación  
de  
hipótesis,  
experimentación, interpretación y análisis de resultados, argumentación científica y  
resolución de problemas), con ganancias absolutas entre 36 y 47 puntos porcentuales.  
La percepción de los estudiantes sobre el uso de laboratorios virtuales fue favorable.  
Más del 85 % valoró positivamente la facilidad de aprendizaje, la motivación, el  
desarrollo de competencias y la utilidad de la estrategia, y el 94 % recomendó su uso.  
Estos datos sugieren que la experimentación virtual puede incidir no solo en el plano  
cognitivo, sino también en el afectivo-motivacional.  
La triangulación de los resultados cuantitativos con la entrevista al docente y las  
observaciones de aula respalda la pertinencia de los laboratorios virtuales como  
estrategia didáctica viable para favorecer el desarrollo de competencias científicas en  
un contexto educativo rural con limitada infraestructura experimental. Se recomienda  
su incorporación progresiva en la programación de Biología de bachillerato,  
acompañada de procesos de formación docente y de condiciones tecnológicas mínimas  
que garanticen su aprovechamiento.  
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  
1.  
2.  
Hodson D. Going beyond cultural pluralism: science education for sociopolitical  
action. Sci Educ. 2020;104(5):813-836.  
Mera GC, Benarroch AB. Laboratorios virtuales para la enseñanza de las ciencias:  
una revisión sistemática. Enseñanza de las Ciencias. 2024;42(2):109-129.  
doi:10.5565/rev/ensciencias.6040.  
3.  
4.  
de Jong T, Linn MC, Zacharia ZC. Physical and virtual laboratories in science and  
engineering education. Science. 2021;340(6130):305-308.  
Navarro C, Arias-Calderón M, Henríquez CA, Riquelme P. Assessment of student  
and teacher perceptions on the use of virtual simulation in cell biology laboratory  
education. Education Sciences. 2024;14(3):243. doi:10.3390/educsci14030243.  
Chitra E, Mubin SA, Nadarajah VD, et al. A 3-D interactive microbiology laboratory  
via virtual reality for enhancing practical skills. Sci Rep. 2024;14:12809.  
doi:10.1038/s41598-024-63601-y.  
Rakhmawati I, Kapelari S, Weinberg L. A systematic review and network  
visualization of virtual reality research in biology education. Cogent Educ.  
2025;12(1):2523141. doi:10.1080/2331186X.2025.2523141.  
5.  
6.  
24  
ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 11 PP. 12-25  
https://doi.org/10.56519/nhd87r35  
Noviembre 2026  
7.  
8.  
Koca AB, Kizilay E. Pre-service science teacher's opinions on virtual labs and their  
use in biology. Res Educ Media. 2024;16(1):57-63. doi:10.2478/rem-2024-0008.  
Cruz JP, Lejano MV, Martin J, et al. Virtual laboratories in enhancing experimental  
skills and scientific understanding among high school learners. Am J Educ Res.  
2025;13(6):338-343. doi:10.12691/education-13-6-6.  
9.  
Ortiz LV. Desafíos de la implementación de las TIC en el aula de biología:  
aportación sistemática en clave de innovación, equidad y educación. Rev Latinoam  
Calidad Educ. 2025;2(1):436-444. doi:10.70625/rlce/143.  
10.  
11.  
Creswell JW, Plano Clark VL. Designing and conducting mixed methods research.  
3rd ed. Thousand Oaks: SAGE; 2018.  
Torres G, Ayuso E. Competencias científicas de los docentes de ciencias del nivel  
secundario  
de  
la  
República  
Dominicana.  
RECIE.  
2024;8(2):67-86.  
doi:10.32541/recie.v8i2.742.  
12.  
13.  
OECD. PISA 2025 Science Framework. Paris: OECD Publishing; 2023.  
Bybee RW. The BSCS 5E instructional model: creating teachable moments.  
Arlington: NSTA Press; 2015.  
14.  
15.  
Harlen W. Working with big ideas of science education. Trieste: IAP; 2015.  
Ministerio de Educación del Ecuador. Currículo de los Niveles de Educación  
Obligatoria. Quito: MinEduc; 2016.  
16.  
17.  
Escobar-Pérez J, Cuervo-Martínez Á. Validez de contenido y juicio de expertos: una  
aproximación a su utilización. Avances en Medición. 2008;6:27-36.  
Byukusenge C, Nsanganwimana F, Tarmo AP. Investigating the effect of virtual  
laboratories on students’ academic performance and attitudes towards learning  
biology. Educ Inf Technol. 2024;29:1147-1171. doi:10.1007/s10639-023-12351-x.  
Cole Moura C, André M, Cruz M. Laboratórios virtuais no ensino de ciências no  
secundário: uma revisão sistemática de literatura entre 2021 e 2023. Indagatio  
Didactica. 2025;17(2):141-160. doi:10.34624/id.v17i2.39132.  
18.  
19.  
Sipii V, Kurtiak F, Mykhaliuk I, Hryhorchuk I, Zasiekina T. Virtual laboratories as a  
means of increasing accessibility of biological education in Ukraine. J Educ Sci  
Environ Health. 2024;10(2):627-640.  
20.  
21.  
Virtual or blended laboratories for healthcare students education: a systematized  
review. BMC Med Educ. 2025;25:1352. doi:10.1186/s12909-025-07937-7.  
Suryanti S, et al. Effect of science virtual laboratory combination with  
demonstration methods on lower-secondary school students’ scientific literacy  
ability in  
a
science course. Educ Inf Technol. 2023;28:11487-11512.  
doi:10.1007/s10639-023-11857-8.  
25