Abstract. - This paper presents an educational design that develops, implements, and evaluates certain
educational games to support teaching and learning biology in secondary school. A quasi-experimental design
was employed in which biology was taught to an experimental group using educational games while a control
group was taught using traditional methods. The quasi-experiment was conducted in the first year of a
technical high school, with two biology teachers assigned to each of the groups involved in the study. Both the
control group and the experimental group consisted of 40 students. The study used observation guides,
surveys, and questionnaires to collect data. The results demonstrate that educational games positively impact
the teaching and learning of biology.
Keywords: experimental practices, teaching-learning, biology.
Resumen: Esta investigación tiene como objetivo fortalecer el aprendizaje de la Biología a través de
prácticas experimentales en los estudiantes de bachillerato. Se realizó un diseño cuasiexperimental, con
enfoque mixto, cualitativo y cuantitativo, con una metodología explicativa, descriptiva, de campo y
comparativa, mediante los métodos inductivo‐deductivo y descriptivo. La muestra fue de 56 estudiantes
divididos en un grupo experimental y un grupo de control. Para determinar diferencias entre las notas
obtenidas en los test de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos se empleó la prueba U de Mann
Whitney, y la prueba Wilcoxon se utilizó para establecer si existían diferencias significativas entre el pretest y
postest de biomoléculas en cada grupo con un nivel de significancia p<0.05. Al comparar los resultados del
pretest y el postest se puede evidenciar que las prácticas experimentales tienen un impacto significativo en
el rendimiento académico de los estudiantes. En conclusión, las prácticas experimentales áulicas mejoran en
gran medida el rendimiento de los estudiantes.
Palabras clave: prácticas experimentales, enseñanza-aprendizaje, biología.
Prácticas experimentales para fortalecer el
aprendizaje de la Biología en estudiantes de
Bachillerato
ISSN-E: 2697-3650
Minerva Journal
Morejon R. et al. Prácticas experimentales para fortalecer el aprendizaje de la Biología en estudiantes de Bachillerato
Experimental practices to strengthen the learning of Biology in high school students
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Recibido (16/02/2023), Aceptado (23/06/2023)
Vol.4, Issue N°11, (pp. 20-30)
Rocio Natividad Morejón Lucio
https://orcid.org/0000-0003-2629-7036
rmorejon6220@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Ecuador
Unidad Educativa “Narciso Cerda Maldonado”
Cotopaxi-Ecuador
https://doi.org/10.47460/minerva.v4i11.125
Lilian Sosa Fernandez‐Aballi
https://orcid.org/0000-0002-3460-4297
lilian.sosa@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo
Manabí-Ecuador
I. INTRODUCCIÓN
A nivel mundial la educación avanza a pasos agigantados, sobre todo en los países desarrollados y la
principal preocupación es la calidad educativa de la población. La educación es un derecho universal para
todos los niños y niñas, fundamental para el desarrollo del país [1], [2]. Es así que, países como China y Japón
desde un inicio comprendieron que las áreas de mayor interés e importancia para la humanidad son la
educación y la ciencia.
Entre los Objetivos de Desarrollo Sostenible promulgado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU)
el 25 de septiembre de 2015 y asumido por 193 países, se estableció el Objetivo 4 “Educación de calidad”,
mediante este objetivo se pretende que las niñas, niños y adolescentes alcancen una educación de calidad
hasta 2030, como mecanismo para lograr el desarrollo sostenible [1], [2]. En este sentido, las pruebas PISA
2018 en el área de ciencias para Latinoamérica, demuestran que Chile y Uruguay se destacan por presentar
un alto nivel educativo. Mientras que, el resto de países de Latinoamérica incluido Ecuador presentan una
crisis silenciosa en el ámbito educativo, e incluso antes de la pandemia COVID-19 no registran un avance
destacado. En el periodo 2018-2019, el Instituto Nacional de Evaluación Educativa (INEVAL) de Ecuador,
evaluó los conocimientos y actitudes básicas de 299.717 estudiantes, obteniendo como resultado un
promedio total de 7,70 puntos sobre 10 y un nivel de logro Elemental [3].
Actualmente en Ecuador se ha incentivado el uso de laboratorios, a través de prácticas, propuestas al
finalizar cada unidad del texto del Ministerio de Educación del Ecuador. En el 2017, la Subsecretaría de
Fundamentos Educativos a través de la Dirección Nacional de Currículo lideró la construcción de la guía de
sugerencias de actividades experimentales, donde sé que ratifica que la Biología se fundamenta en la
experimentación, la observación constante, la interpretación, análisis y comunicación de resultados. La guía
plantea que estas destrezas se logran con la práctica constante y en espacios idóneos como los laboratorios
[4] , por lo que, presenta fichas de actividades experimentales adaptadas a materiales existentes en
laboratorios básicos de las instituciones educativas o que sean de fácil adquisición para los estudiantes.
Las prácticas experimentales complementan el proceso de aprendizaje de Biología y permiten que el
estudiante comience a pensar como un científico y a desarrollar el conocimiento [5]–[7]. Definitivamente, las
actividades prácticas deben ser desarrolladas durante todo el proceso de enseñanza-aprendizaje de la
Biología, esto despertará mayor interés y motivación en los estudiantes y por consiguiente, descubren su
potencial por la ciencia [7].
Es importante mencionar que, a partir del 2011 se cambió el sistema educativo ecuatoriano, pasando de
las especialidades donde se disponía de cinco a seis periodos de clases semanales por asignatura. Mientras
que, ahora bajo el modelo de educación actual “Bachillerato General Unificado” la asignatura de Biología tan
solo dispone de dos periodos semanales, para abordar la teoría y planificar prácticas experimentales áulicas.
En la Unidad Educativa “Narciso Cerda Maldonado”, además de reducción de periodos de clases, otro de los
principales problemas para el desarrollo de actividades experimentales de Biología, es la carencia de un
laboratorio básico de ciencias, y que los pocos materiales y equipos de laboratorio disponibles se
encuentran guardados en bodegas deteriorándose sin ningún uso.
Por todo lo antes expuesto, el objetivo de esta investigación es determinar como la implementación de
prácticas experimentales áulicas en la asignatura de Biología, incide en el rendimiento académico de los
estudiantes de Segundo de Bachillerato General Unificado de la Unidad Educativa “Narciso Cerda
Maldonado”.
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II. DESARROLLO
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A. Modelo pedagógico tradicional
Desde la antigüedad el estudio de la Biología se ha basado en el método tradicional de enseñanza-
aprendizaje por transmisión recepción, donde el docente expone y el estudiante es el receptor,
memorístico, sin considerar las capacidades, necesidades y destrezas de los estudiantes, limitando las
habilidades de investigación y criticidad, es decir, con un aprendizaje sin evolución [8]. Por lo que, esta
perspectiva de enseñanza-aprendizaje de la ciencia desconoce la complejidad y dinámica de construcción
del conocimiento. De modo que, el aprendizaje se rige a una manera repetitiva y poco analítica [8], [9]. Es
evidente que, esta pedagogía carece de estrategias y metodologías para el desarrollo normal del proceso
educativo y el cumplimiento de objetivos de la enseñanza-aprendizaje. Si bien es cierto, el aprendizaje de
Biología promueve el entendimiento de los fenómenos relacionados con la vida, es mejor si el estudiante lo
relaciona con la realidad cotidiana, de modo que, disfrute de la clase y construya un aprendizaje activo [9].
B. Prácticas experimentales áulicas
Las prácticas son fundamentales en la didáctica de la Biología, estas favorecen y promueven el aprendizaje
y fomentan el interés del estudiante por aprender, participar y relacionarse con las ciencias biológicas, es
decir, el estudiante aprende haciendo. También, el material teórico sirve de base para el desarrollo de las
prácticas áulicas y durante la aplicación el estudiante aprende a cuestionar los saberes y los confronta con la
realidad de forma tangible y entretenida [10], [11]. Por otra parte, en la realización de prácticas
experimentales áulicas una de las principales desventajas es el factor tiempo que a la vez influye en su
eficacia. Además, de la falta de espacios adecuados, materiales, cantidad de estudiantes, motivación y
disposición de estudiantes y docentes [10]. Otros autores afirman que, las prácticas son fundamentales
durante el estudio de la Biología, esto permite que el estudiante se interese más por los temas
experimentales y fortalece el aprendizaje colaborativo [9].
C. Aprendizaje significativo
El aprendizaje significativo surge cuando el estudiante construye su propio conocimiento y se basa en los
conocimientos previos del individuo y los conocimientos nuevos que va adquiriendo. Para lograr el
aprendizaje significativo, el docente debe explorar los conocimientos previos de los estudiantes, el cual se
produce cuando se conecta una nueva información con un concepto relevante persistente en las estructuras
cognitiva de los estudiantes y funcionan como punto de anclaje de los conocimientos adquiridos [12].
Entonces, durante el proceso del aprendizaje significativo del estudiante se evidencian actividades y
actitudes significativas, es decir, manifiesta seguridad e interés, trabaja con atención, autonomía, creatividad
e imaginación [11], [13]. Indudablemente, la finalidad de aprendizaje significativo es relacionar las ideas
expresadas simbólicamente con lo que le estudiante ya sabe y su posterior reflexión, los cuales pueden ser
producto de experiencias significativas anteriores, escolares, extraescolares e incluso aprendizaje
espontáneo [11], [12].
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D. Biomoléculas
A partir de las biomoléculas se establece el origen de la vida. Las biomoléculas como los glúcidos, lípidos,
ácidos nucleicos y proteínas presentan en su estructura principalmente átomos de carbono, hidrógeno y
oxígeno [9]. En el estudio de la Biología es fundamental para los estudiantes el conocimiento de la estructura
y función de las biomoléculas, además del aporte y beneficio para el cuerpo humano [9], [13]. Para enseñar
biomoléculas es necesario aplicar la metodología del aprendizaje activo, es decir, que los temas tratados en
el aula se relacionen con el entorno del lugar de residencia de los estudiantes y de ser posible con ejemplos
prácticos [9]. Por lo que el docente debe buscar estrategias adecuadas para impartir el contenido este
contenido [14]. Una de estas estrategias es, la implementación de prácticas áulicas o de laboratorio con
materiales sencillos y de uso diario en las casas, para la identificación de biomoléculas, sin descartar que se
debe disponer de instrumentos y sustancias básicas de laboratorio [9], [13].
II. METODOLOGÍA
La metodología utilizada para esta investigación fue de tipo cuasi experimental. Se utilizó una muestra no
probabilística de 56 estudiantes con edades entre 16 y 17 años del Segundo de Bachillerato General
Unificado de la Unidad Educativa “Narciso Cerda Maldonado” periodo 2022-2023. La muestra se dividió en
dos grupos: un grupo de control conformado por 29 estudiantes y un grupo experimental compuesto por 27
estudiantes. El grupo de control recibió las clases habituales donde se utilizaron presentaciones en
PowerPoint, libros, videos e imágenes como complementos didácticos. Mientras que, el grupo experimental
además de recibir las clases habituales realizó cuatro prácticas experimentarles áulicas relacionadas con la
temática de biomoléculas. Las prácticas experimentales desarrolladas fueron: (I) Identificación de almidón en
alimentos empleando la prueba del lugol), (II) Identificación de lípidos en alimentos empleando la prueba de
Sudan III, (III) Identificación de proteínas en alimentos empleando el reactivo Biuret y (IV) Extracción de ADN a
partir de plátano, frutilla e hígado de pollo.
Para determinar los conocimientos básicos sobre biomoléculas de los estudiantes que inician el Segundo
de Bachillerato, se aplicó un pre test de 14 preguntas de selección múltiple a todos los estudiantes.
Posteriormente, al concluir cada subtema de biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), se
realizó un test de preguntas de selección múltiple para ambos grupos. Al finalizar la unidad de biomoléculas
todos los estudiantes contestaron un pos test de 14 preguntas de selección múltiple sobre biomoléculas.
A todos los test se le asignó una puntación máxima de 10 puntos. Los puntajes obtenidos se categorizaron
empleando la escala que establece el Ministerio de Educación: 9,00-10,00 puntos Domina los Aprendizajes
Requeridos (DAR), 7,00-8,99 puntos Alcanza los Aprendizajes Requeridos (AAR), 4,01-6,99 puntos Próximos
Alcanzar los Aprendizajes Requeridos (PAAR), < 4,00 puntos No Alcanza los Aprendizajes Requeridos (NAAR).
Las variables categóricas se describieron mediante frecuencia o porcentaje, mientras que las variables
numéricas mediante media y desviación estándar. La prueba U de Mann Whitney se empleó para determinar
si existían diferencias entre las notas obtenidas en los test en función del grupo, mientras que la prueba
Wilcoxon se utilizó para establecer si existían diferencias significativas entre las notas obtenidas en el pre
test y el pos test de biomoléculas en cada grupo. Todas las pruebas se realizaron con nivel de significación
estadística bilateral de 0,05 utilizando el programa estadístico SPSS® versión 25.0 para Windows.
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IV. RESULTADOS
B. Aplicación de los test de las biomoléculas
En la figura 1, se aprecia que el 20,69 % de los estudiantes del grupo de control domina los aprendizajes
requeridos en test de glúcidos, en contraste con los resultados obtenidos por el grupo experimental, donde
el 62,96 % de los estudiantes dominan los aprendizajes requeridos. Esta diferencia en las notas obtenidas en
el test, puede estar asociada al desarrollo de la práctica identificación de almidón en alimentos mediante la
prueba del Lugol, por el grupo experimental, en la cual los estudiantes reforzaron los conocimientos
teóricos. Algo similar ocurrió con, Palate [9] quien trabajó con un grupo de control y dos grupos
experimentales y en la aplicación del test de glúcidos los estudiantes obtuvieron un promedio de 6,20.
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Los resultados obtenidos test de lípido fueron similares en ambos grupos, llama la atención el alto
porcentaje de estudiantes que no alcanza los aprendizajes requeridos, grupo de control (51,72 %) y grupo
experimental (44,44 %) (Fig. 2). Estos resultados podrían estar relacionados con la complejidad del tema,
atención, participación y motivación de los estudiantes durante la clase. Al respecto Lemus [15] sostiene
que, durante las pruebas escritas los estudiantes no tienen el mismo rendimiento que durante las prácticas,
muchas veces, no expresan correctamente lo que aprendieron porque no manejan con facilidad y fluidez
algunos términos biológicos. De hecho, los estudiantes deben dedicar más tiempo a la lectura.
Fig. 1. Rendimiento académico en el test de glúcidos del grupo de control y del grupo
experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
Fig. 2. Rendimiento académico en el test de lípidos del grupo de control y del grupo
experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
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Los resultados obtenidos test de lípido fueron similares en ambos grupos, llama la atención el alto
porcentaje de estudiantes que no alcanza los aprendizajes requeridos, grupo de control (51,72 %) y grupo
experimental (44,44 %) (Fig. 2). Estos resultados podrían estar relacionados con la complejidad del tema,
atención, participación y motivación de los estudiantes durante la clase. Al respecto Lemus [15] sostiene
que, durante las pruebas escritas los estudiantes no tienen el mismo rendimiento que durante las prácticas,
muchas veces, no expresan correctamente lo que aprendieron porque no manejan con facilidad y fluidez
algunos términos biológicos. De hecho, los estudiantes deben dedicar más tiempo a la lectura.
Fig. 3. Rendimiento académico en el test de proteínas del grupo de control y del grupo
experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
En la Fig. 4 de los resultados del test de ácidos nucleicos donde es evidente que las calificaciones obtenidas
fueron homogéneas, en ambos grupos se apreció que más del 60 % de los estudiantes dominan o alcanzan
los aprendizajes requeridos.
Fig. 4. Rendimiento académico del test de ácidos nucleicos del grupo de control y del
grupo experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
En la tabla 1 se muestran las comparaciones de las notas obtenidas por los estudiantes en los test de
glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, apreciándose promedios más altos en los estudiantes del
grupo experimental. Lo que sugiere que, la implementación de las prácticas experimentales áulicas en el
proceso de enseñanza-aprendizaje de las biomoléculas en la asignatura de Biología, mejora notablemente el
rendimiento académico de los estudiantes. Varios estudios, afirman que la Biología es una disciplina
requiere de prácticas experimentales para obtener un aprendizaje significativo [16], [17]. Las prácticas
experimentales permiten que los estudiantes refuercen la teoría y desarrollen una serie de competencias
como la indagación, argumentación, interpretación, además, promueven el pensamiento científico.
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En el postest sobre biomoléculas el 59,26 % de los estudiantes que conformaron el grupo experimental
domina los aprendizajes requeridos sobre biomoléculas, mientras que el 48,28 % de los estudiantes del
grupo de control está próximo o no alcanza los aprendizajes requeridos (Fig. 6).
Tabla. 1. Comparación de las notas obtenidas en los test sobre biomoléculas entre el grupo
experimental y de control.
En la Fig. 5 se muestran los resultados obtenidos por los estudiantes en el pretest, evidenciándose que los
estudiantes que inician el segundo de bachilleratos están próximos a alcanzar o no alcanzan los
aprendizajes requeridos básicos sobre biomoléculas. Resultados similares obtuvo Palate [9], en su
investigación, donde aplicó un test de conocimientos sobre biomoléculas a tres cursos de primero de
bachillerato, obteniendo un promedio de notas de 6,22 puntos, manifestando que la falta de espacio,
tiempo, motivación en la clase y la virtualidad fueron las principales causas del bajo rendimiento de los
estudiantes.
Fig. 5. Rendimiento académico del estudio de las biomoléculas del grupo de control y
del grupo experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
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En la tabla 2 se comparan las notas obtenidas por los estudiantes en el pretest y el postest sobre
biomoléculas. En ambos grupos la nota promedio del pretest fue inferior a 7 puntos, evidenciándose los
vacíos de conocimiento sobre biomoléculas que presentan los estudiantes de segundo nivel de bachillerato.
Morales, Miño y Cruz [6], afirman que durante la pandemia solo se realizaban clases teóricas, lo que ha
contribuido al rezago educativo en el que se encuentra la educación actual.
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Fig. 6. Rendimiento académico del pos test de las biomoléculas del grupo de control y
del grupo experimental.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
Tabla. 1. Comparación de las notas obtenidas en el pretest y el postest sobre biomoléculas en el grupo
experimental y de control.
Fuente: Elaborado por los autores, 2023.
En ambos grupos las notas obtenidas en el postest, fueron significativamente mayores que las notas
alcanzadas en el pretest. Sin embargo, la nota promedio del grupo experimental en del pos test (8,70
puntos) fue significativamente mayor que la nota promedio del grupo de control (6,13), es decir que, en el
grupo experimental se alcanzan los aprendizajes requeridos, mientras que el grupo de control domina los
aprendizajes requeridos sobre biomoléculas.
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Varios estudios, han demostrado que las prácticas experimentales áulicas complementan el contenido
teórico y a la vez promueven el interés por aprender y participar [11], [13], [17], [18]. Un estudio realizado en
Malasia encontró que los estudiantes que participaron en prácticas experimentales obtuvieron mejores
resultados en los exámenes de Biología que aquellos que no lo hicieron. De hecho, los estudiantes que
participaron en prácticas experimentales obtuvieron una puntuación media de 75%, mientras que los que
no lo hicieron obtuvieron una puntuación media de 58%.
CONCLUSIONES
Los estudiantes que realizaron prácticas experimentales áulicas obtuvieron un mayor rendimiento
académico, en comparación con los que solo recibieron enseñanza teórica, demostrando que las prácticas
experimentales fortalecen los conocimientos teóricos sobre las biomoléculas en la asignatura de Biología,
debido a que los estudiantes se vuelven protagonistas de su propio aprendizaje cuando realizan actividades
por sí mismos. Además, las prácticas experimentales en Biología fomento el desarrollo de habilidades
cognitivas, físicas, autogestión y el pensamiento crítico.
A través de esta investigación se evidencia la importancia de la implementación de prácticas
experimentales áulicas en la Unidad Educativa “Narciso Cerda Maldonado”, orientadas a reforzar la teoría de
las biomoléculas en la asignatura de Biología con estudiantes de Segundo de Bachillerato.
Las prácticas experimentales áulicas de la presente investigación pueden replicarse en otras instituciones
educativas que no disponen de una infraestructura, materiales y reactivos de laboratorio para la asignatura
de Biología.
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