lilian.chimbo@educacion.gob.ec

https://orcid.org/0009-0007-8048-834X

Ministerio de Educación del Ecuador, Ecuador

Tamara Antonieta Garzón Pichogagon

tamara.garzon@educacion.gob.ec

https://orcid.org/0009-0006-5681-0223

Ministerio de Educación del Ecuador, Ecuador

RESUMEN

Este artículo analiza la implementación de laboratorios virtuales como recurso innovador para la

enseñanza experimental de la Química en contextos híbridos o virtuales, específicamente en

instituciones públicas de bachillerato en Chimborazo, Ecuador. La investigación aborda el problema de

la limitada accesibilidad a prácticas experimentales presenciales debido a restricciones de infraestructura

y recursos, proponiendo los laboratorios virtuales como alternativa pedagógica efectiva. Mediante un

diseño metodológico mixto (cuantitativo-cualitativo) y un enfoque cuasi-experimental, se evaluó el

impacto de estas herramientas en el rendimiento académico y la percepción de 100 estudiantes,

virtuales son un recurso valioso para democratizar la educación científica, aunque requieren

adaptaciones contextuales y políticas de acceso equitativo a la tecnología.

Palabras clave: laboratorios virtuales, enseñanza de química, educación híbrida, innovación educativa,

brecha digital

experiments due to infrastructure and resource constraints, proposing virtual labs as an effective

pedagogical alternative. Using a mixed-methods (quantitative-qualitative) approach with a quasi-

experimental design, the study evaluated the impact of these tools on academic performance and student

perceptions among 100 participants, comparing intervention and control groups. Results showed

significant learning gains (+7.4 points vs. +2.3 in control group, p<0.001) and high student acceptance

(92% perceived usefulness), though technical challenges related to rural connectivity were identified.

The study is theoretically grounded in the Technology Acceptance Model (TAM) and contributes to

existing literature by providing empirical evidence on the feasibility of these tools in vulnerable

educational contexts. It concludes that virtual laboratories are valuable resources for democratizing

science education, though they require contextual adaptations and equitable technology access policies.

INTRODUCCIÓN

La enseñanza experimental de la Química enfrente desafíos importantes en un entorno educativo híbrido

o virtual, específicamente en instituciones públicas con restricciones de infraestructura. Este artículo

aborda el diseño de laboratorios virtuales como una alternativa innovadora para abordar estas brechas,

con un énfasis particular en su aplicación en los colegios públicos de la provincia Chimborazo, Ecuador.

(1989), que analiza la adopción de tecnologías educativas mediante dos variables clave: utilidad

percibida y facilidad de uso. Estos elementos son esenciales para evaluar la efectividad de los

laboratorios virtuales, tal como lo demuestran investigaciones previas (Crisol-Moya, et al., 2020;

Domínguez et al., 2021), que destacan la potencial mejora del rendimiento académico en ciencias. Sin

embargo, estos trabajos se han llevado a cabo principalmente en contextos urbanos o con mejor

conectividad. Por lo tanto, existe una laguna en la literatura en términos de la aplicabilidad de este

recurso para regiones con infraestructura tecnológica limitada, como Chimborazo.

El actual trabajo de investigación aporta evidencia empírica sobre la viabilidad de los laboratorios

virtuales en entornos vulnerables, combinando pruebas cuantitativas sobre el desempeño de los

estudiantes y cualitativas en relación con sus percepciones.

experimental. Este enfoque es apropiado, ya que muestra si los laboratorios virtuales son efectivos para

La muestra consiste en dos grupos que recibirán clases de química de primer año de bachillerato. Un

grupo usará laboratorios virtuales (grupo experimental), mientras que el otro grupo continuará usando

métodos tradicionales (grupo control). Se medirá el rendimiento académico utilizando un pre y un post-

test. Además, se recopilarán datos a través de cuestionarios y entrevistas semiestructuradas sobre la

percepción del estudiante sobre la innovación (Crisol-Moya et. al., 2020).

rendimiento de los estudiantes como en su percepción. Los resultados cuantitativos sugieren que el

grupo experimental, que recibió la intervención basada en simuladores virtuales, logró una mejora

promedio de 7,4 puntos en la prueba post experimental (de 8.2 a 15,6 sobre 20), en comparación con los

2,3 puntos de mejora obtenidos por el grupo de control con el método tradicional (de 8.0 a 10,3 sobre

20). Esta diferencia fue estadísticamente significativa (*p* < 0.001) y se caracterizó por un tamaño de

efecto grande (*d* = 1.2), lo que indica que los laboratorios virtuales no solo son complementarios, sino

que mejoran los enfoques tradicionales en los contextos de infraestructura limitada. (Hernández-

Sampieri y Mendoza, 2018). Estos resultados son congruentes con las investigaciones previas de, por

ejemplo, Crisol-Moya et al.,(2020), quienes descubrieron que las simulaciones interactivas mejoran la

comprensión de los conceptos abstractos y las explicaciones en las ciencias, especialmente en las

estudiantes estuvieron de acuerdo o muy acuerdo en que los laboratorios virtuales favorecieron su

En los comentarios cualitativos, las ventajas incluyeron la visualización de reacciones químicas

complejas, mientras que las desventajas se relacionaron con la falta de retroalimentación inmediata en

algunos de los entornos. Esta dualidad destaca la necesidad de simulaciones que sean más interactivas

y exhiban orientación del profesor incorporada (Flick, 2018).

Desde esta perspectiva, resulta especialmente esclarecedor las entrevistas a los maestros. Estos

educación sin políticas públicas sobre acceso podría resultar en una mayor desigualdad.

La rúbrica de observación proporcionó un análisis adicional. Como se mencionó anteriormente, los

estudiantes se ocupaban competentemente de los softwares (media = 4.0/5) y con interés

(media=4.2/5).Sin embargo, las habilidades de colaboración obtuvieron una puntuación menor (3. 5/6),

lo que sugiere que las dinámicas grupales en entornos virtuales requieren estrategias pedagógicas

adicionales para fomentar la cooperación, como diseños basados en gamificación ( Deterding et al.,

2011).

Estos resultados apoyan la viabilidad de los laboratorios virtuales como una opción viable en estos

contextos frente a las limitaciones infraestructurales. Pero su escalabilidad depende de resolver

desigualdades tecnológicas y adaptar las prácticas a contextos locales. Futuras investigaciones podrían

ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.

Tabla 1: Prueba t de Student, comparación pretest -postest

Measure 1

postest

-17.208

99

pedagógico efectivo par a la enseñanza experimental de la química en contextos híbridos o virtuales,

particularmente en entornos con limitaciones de infraestructura, como ocurre en Chimborazo. Los datos

cuantitativos revelan un impacto significativo (p < 0.001; d= 1.2) sobre el desempeño académico del

grupo experimental, respaldando la hipótesis de que estas herramientas favorecen la comprensión de

conceptos abstractos, tal como señalan Crisol-Moya et al., (2020). Sin embargo, la menor preferencia

por los laboratorios virtuales frente a los tradicionales (68%) y las dificultades técnicas reportadas

indican que su implementación no debe ser exclusiva, sino complementaria.

En términos teóricos, estos resultados confirman la importancia de la facilidad de uso y utilidad en el

modelo TAM (David, 1989). La alta valoración estudiantil (92%) sobre la facilitación del aprendizaje

valida su potencial, pero las limitaciones logísticas – como la brecha digital- exigen políticas

institucionales que garanticen acceso equitativo, tal y como también señala la UNESCO (2021).

Por consiguiente, se sostiene que los laboratorios virtuales pueden ser una solución viable para

complementar la enseñanza científica en modalidades híbridas, siempre y cuando estos sean diseñados

con retroalimentación interactiva y sean utilizados en conjunto con experimentos presencial selectivos.

Davis, F. D. (1989). Perceived usefulness, perceived ease of use, and user acceptance of information

Deterding, S., Dixon, D., Khaled, R. & Nacke, L. (2011). From game design elements to gamefulness.

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