
Recibido: 02/11/2025
Aprobado: 19/03/2026
Ciencia y Reflexión - Revista Científica Multidisciplinaria
ISSN 3045-5537 (en línea) Enero-Marzo, 2026, Volumen 5, Número 1 Pág. 1823
DOI: https://doi.org/10.70747/cr.v5i1.1114
Metodología STEM con Enfoque de Indagación para el Desarrollo del
Pensamiento Matemático Mediante la Integración Interdisciplinaria con
Física en Educación Media Superior
Liliana Salinas Sandoval
https://orcid.org/0009-0007-6685-7321
liliana.salinas.sandoval@cbta3.mx
CBTa No. 3, Victoria de Durango, Durango, México
Ana Luz Barrón Rangel
https://orcid.org/0009-0000-2575-9134
ana.barron@cbtis110.edu.mx
CBTIS No. 110, Victoria de Durango, Durango, México
Alicia Dianey Sánchez Salinas
https://orcid.org/0009-0008-4797-3690
alicia.dianey.sanchez.salinas@cbta3.mx
CBTa No. 3, Victoria de Durango, Durango, México
Myriam Aidé Salinas Sandoval
https://orcid.org/0009-0006-3005-2188
myriam.salinas@cetis148.edu.mx
CETIS No. 148, Victoria de Durango, Durango, México
Natalia Alejandra García Gómez
https://orcid.org/0009-0003-3359-3439
nataliagarcia.22ag@gmail.com
CBTIS No. 110, Victoria de Durango, Durango, México

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RESUMEN
En México existe un alto rezago y una intensa apatía por el aprendizaje de las matemáticas,
intensificado por la pandemia del 2019 en la educación media superior, el cierre de escuelas
provocó el equivalente a dos años de pérdida de aprendizaje, donde el déficit lógico-
matemático es uno de los más críticos hasta la fecha, afectando la motivación y el
desempeño de los jóvenes. Desde hace décadas se ha observado rechazo de gran
porcentaje de los estudiantes por el aprendizaje de las matemáticas, es por esto que como
docentes de educación media superior pretendemos que los estudiantes logren encontrar
una utilidad real, aunado a evitar una enseñanza tradicionalista y mecánica, creando
estrategias innovadoras que permitan crear confianza, motivación por aprender,
intercambio de ideas y entender diferentes perspectivas para resolver problemas. Con base
a la experiencia docente y por la necesidad de que los estudiantes entiendan, apliquen y
desarrollen lo que se comunica en el aula, se diseña éste tipo de actividad de enseñanza-
aprendizaje, tratando de mejorar la eficiencia terminal en las asignaturas correspondientes
a las áreas de física y matemáticas, promoviendose la inquietud por la investigación
científica y así resolver con mayor facilidad problemáticas de la vida cotidiana. Se pretende
que los estudiantes logren un alto grado de comprensión del cómo, el porqué y el para qué
aprender y aprehender los contenidos incluídos en los programas de estudio del
Bachillerato Tecnológico de dichas áreas La propuesta didáctica se desarrolló dentro de
las unidades de aprendizaje curricular “Aplicaciones del pensamiento matemático” y “La
energía en los procesos de la vida diaria”, con el objetivo de fortalecer la comprensión de
conceptos matemáticos mediante experimentación, la modelación y el trabajo
interdisciplinario. Se aplicó en un poco mas de 100 estudiantes correspondientes a dos
grupos de la institución educativa, los cuales sirvieron de observación para desarrollar la
presente investigación, con una duración de alrededor de dos semanas (10 horas) en ambas
unidades de aprendizaje curricular. Las profesoras inmersas y a cargo de ésta situación de
aprendizaje nos dimos a la tarea de llevar a cabo una observación minuciosa con el uso de
instrumentos de evaluación y de cumplimiento por parte de los estudiantes. La estrategia
incluyó la observación por parte de los estudiantes de fenómenos físicos relacionados con
ángulos de incidencia y reflexión, el uso de simuladores digitales y la construcción de
prototipos como máquinas de Rube Goldberg o teodolitos caseros. Los resultados sugieren
que la metodología STEM favorece el desarrollo del pensamiento matemático, promueve
el trabajo colaborativo y fortalece habilidades como la resolución de problemas, la
medición, el análisis de datos y la modelación matemática. Así mismo se observa una mayor
motivación en los estudiantes al relacionar los contenidos matemáticos con situaciones
reales y proyectos prácticos. Se concluye que la integración de metodologías activas y
enfoques interdisciplinarios pueden contribuir significativamente en el aprendizaje
significativo de los conceptos físico-matemáticos en el nivel medio superior
Palabras clave: pensamiento matemático, metodología STEM, indagación, educación media
superior, interdisciplinariedad
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
El Editor y los Revisores declararon no tener conflicto de intereses.
Licencia:

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STEM Methodology with an Inquiry-Based Approach for The Development
of Mathematical Thinking Through Interdisciplinary Integration with
Physics In Upper Secondary Education
ABSTRACT
This study analyzes the implementation of a STEM-based teaching strategy supported by
inquiry-based learning to promote mathematical thinking in upper secondary education
students. The intervention was carried out at a technological high school in Durango,
Mexico, within the curricular unit “Applications of Mathematical Thinking”. The learning
experience integrated interdisciplinary activities involving mathematics and physics,
including the observation of physical phenomena related to angles of incidence and
reflection, the use of interactive simulations from the PhET platform, and the construction
of experimental prototypes such as Rube Goldberg machines and homemade theodolites.
The methodological approach followed a qualitative descriptive design focused on the
analysis of a classroom learning experience. Data were obtained through classroom
observation, analysis of student reports, and evaluation of the mathematical models
developed during the activities. The findings indicate that the STEM approach promotes
active student participation, collaborative learning, and the application of mathematical
concepts to real-world situations. Students demonstrated improvements in reasoning,
measurement, and mathematical modeling skills. Additionally, increased motivation and
engagement were observed throughout the learning process. The results suggest that
integrating inquiry-based STEM methodologies into mathematics education can
significantly contribute to the development of mathematical thinking and meaningful
learning in upper secondary education.
Keywords : modeling, interdisciplinary, experimentation, mathematical thinking
The authors declare no conflict of interest.
The Editor and the Reviewers declared no conflict of interest.
License:

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INTRODUCCIÓN
La metodología STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) ha cobrado
relevancia en los ultimos años como un enfoque educativo que integra disciplinas diversas,
con el propósito de generar conocimientos interdisciplinarios, fomentar la construcción de
prototipos y abordar problemas complejos o situaciones reales mediante procesos de
experimentación, análisis y modelado. Esta aproximación orienta el aprendizaje hacia la
eficacia, el pensamiento crítico y la resolución de problemas contextualizados, alineandose
con corrientes contemporáneas sobre competencias científicas y colaborativas en educación
(National Research Council, 2012). En el campo de la educación media superior, STEM se ha
consolidado como una alternativa para articular ciencia, tecnología y disciplinas propias de la
formación técnica, promoviendo una visión más integrada del conocimiento.
Por su parte, el aprendizaje basado en indagación invita a los estudiantes a construir
conocimiento a partir de la observación de fenómenos, formulación de preguntas, la
experimentación y la reflexión sobre los resultados (Minner et al., 2010). Esta perspectiva se
relaciona con aproximaciones centradas en el estudiante, donde el docente asume un rol de
mediador y el aula se transforma en un espacio de exploración y construcción colectiva de
significados. Estudios recientes destacan que la indagación, cuando se articula con
actividadees prácticas y proyectos, favorece la comprensión profunda y el desarrollo de
competencias científicas, así como la disposición positiva hacia las asignaturas de ciencias y
matemáticas (Minner et al., 2010, National Research Council, 2012).
En el marco de la matemática educativa, Cantoral Uriza et al. (2000) señalan que el
pensamiento matemático involucra procesos tales como la abstracción, la visualización y la
formulación de hipótesis, entre otros.

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No obstante la enseñanza tradicional de las matemáticas suele priorizar la repetición de
procedimientos y algoritmos, lo que restringe la comprensión profunda de los conceptos y su
aplicación en contextos reales. Esta tradición ha sido ampliamente criticada, ya que se asocia
con altas tasas de desmotivación, dificultades persistentes en el dominio de contenidos y una
visión estrecha de la utilidad de las matemáticas (Cantoral Uriza et al., 2000; Santos, 2014).
Al interior de las aulas en la Institución, se observa un alto desinterés por el aprendizaje de las
matemáticas, algunos estudiantes arrastran con la idea preconcebida de que son difíciles,
además algunos consideran que la carrera de educación superior a la que se dirigen no tendrá
relación con ésta disciplina. Entre algunos de los comentarios mas frecuentes que se escuchan
son: “no soy bueno para esto”, “nunca se me han dado las matemáticas desde la primaria”,
“no me gustan”, “se me hacen aburridas o tediosas”, por mencionar algunos. Todo esto deriva
en la falta de interés que muestran, se distraen facilmente y por lo tanto no favorece al
aprendizaje.
En el Centro de Bachillerato Tecnológico industrial y de servicios No. 110, ubicado en la
ciudad de Durango, Durango, México, el enfoque STEM representa una oportunidad
particularmente valiosa para integrar conocimientos de distintas áreas, especialmente
matemáticas y física en estudiantes de educación media superior. Este plantel pertenece al
subsistema de la Dirección General de Educación Tecnológica industrial (DGETI), adscrito a
la Secretaria de Educación Media Superior (SEMS), e imparte programas de formación
técnica en campos como administración, diseño gráfico digital, electricidad, electrónica,
electromovilidad, mecánica, mantenimiento automotriz, soporte y mantenimiento en equipos
de computo y ofimática. La ventaja de éste contexto radica en que los estudiantes cursan una
carrera tecnica, lo que les permite aplicar recursos y saberes propios de sus especialidades
en la elaboracion de modelos o prototipos, enriqueciendo su trabajo mediante la

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automatización, uso de tecnologías y prácticas cercanas a su futuro profesional.
En éste escenario, la situación de apredizaje propuesta se centra en la integración entre
matemáticas y física, disciplinas que comparten principios fundamentales para comprender
fenómenos naturales como analizar trayectorias, medidas de ángulos, movimiento y
relaciones entre variables. Los estudiantes emplean las matemáticas como lenguaje para
modelar y explicar fenómenos físicos, fortalecer procesos de experimentación, observación y
análisis. De éste modo, el objetivo central de ésta propuesta didáctica busca promover el
desarrollo del pensamiento matemático en estudiantes de educación media superior
mediante actividades de indagación que integran conceptos físico matemáticos tales como
principios geometricos, medición, ángulos de incidencia y reflexión, distancia, trayectoria,
transferencia de energía.
En éste sentido, el presente trabajo de investigación educativa se plantea el siguiente
cuestionamiento: ¿En qué medida el diseño de prototipos con el enfoque STEM fomenta la
integración del razonamiento lógico-matemático a través del trabajo interdisciplinario?
El estudio se desarrolla en el contexto del Marco Curricular Común de la Educación Media
Superior (MCCEMS) y de la Nueva Escuela Mexicana (NEM), orientado al desarrollo de
competencias científicas y al uso del modelo de progresiones de aprendizaje, lo que permite
articular la propuesta con lineamientos nacionales y con prácticas de enseñanza- aprendizaje
activas (SEMS, s.f.). Esta introducción, articulando el estado del arte, el contexto institucional
y el propósito de la investigación, sirve como punto de partida para analizar cómo la
metodología STEM con enfoque en indagación puede incidir en el desarrollo del pensamiento
matemático interdisciplinario en el bachillerato tecnológico.
MARCO TEORICO

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La metodología utilizada es STEM, con enfoque en indagación. La propuesta es aplicada en
los cursos de las disciplinas de Aplicaciones del Pensamiento Matemático y Ciencias
Naturales, Experimentales y Tecnología (CNEyT) las cuales se cursan en un mismo semestre
en el Bachillerato Tecnológico, dentro del Marco Curricular Común de la Educación Media
Superior (MCCEMS) y la Nueva Escuela Mexicana, enfocada en el desarrollo de
competencias científicas utilizando el modelo de "progresiones de aprendizaje".
La investigación realizada se titula: “Metodología STEM con enfoque de indagación para el
desarrollo del pensamiento matemático mediante la integración interdisciplinaria con Física
en educación media superior.”
Se aplica en la ciudad de Durango, Dgo. En el Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial
y de Servicios No 110, las aulas que integran la institución están diseñadas para albergar
alrededor de 54 estudiantes, el mobiliario y equipamiento consta de pizarrón, proyector,
equipo de sonido y mesa bancos, se tiene acceso también a redes de cómputo con servicio
de internet, lo cual permite el uso de software de Geometría dinámica como el GeoGebra,
Geolab, Desmos, la plataforma de PhET Interactive Simulations, entre otros, lo cual permite
el uso de tecnología para la impartición de clases.
Es importante destacar que el pensamiento matemático se refiere a la capacidad de utilizar
conceptos y herramientas matemáticas para resolver problemas, razonar y comunicar ideas
de manera efectiva. No se trata solo de memorizar fórmulas y procedimientos, sino de
comprender los principios subyacentes y aplicarlos de manera flexible en diferentes
contextos. Cantoral, Alanís, Cordero y Farfán (2000) mencionan también que para fomentar
el pensamiento matemático……los educadores debemos proporcionar oportunidades para
que los estudiantes exploren, descubran y creen conexiones entre los conceptos matemáticos
y el mundo que los rodea. El pensamiento matemático incluye, por un lado, pensamiento

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sobre tópicos matemáticos, y por otro procesos avanzados del pensamiento como
abstracción, justificación, visualización, estimación o razonamiento bajo hipótesis. (p.17)
Así, el pensamiento matemático se convierte en una herramienta fundamental para el
desarrollo de habilidades como la abstracción, la justificación, la visualización y el
razonamiento bajo hipótesis, contribuyendo de manera integral a la formación académica y
personal de los estudiantes del bachillerato tecnológico.
En cuanto a la física se define como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de
la materia, la energía y el espacio, así como las relaciones entre ellos. (TIPPENS, 2011)
Dentro de la física destacamos a las magnitudes vectoriales que además de tener un valor
numérico y unidad de medición requieren de dirección que es la línea donde actúa el ángulo
y sentido a donde apunta la flecha indicada por la punta para estar precisas; las magnitudes
vectoriales primordiales por mencionar son: velocidad, fuerza, aceleración, desplazamiento,
peso, torque o momento de fuerza, momentum o cantidad de movimiento; estos se suman
por métodos geométricos o componentes cartesianos
MATERIALES Y MÉTODOS
Se aplica la Investigación – Acción con el enfoque mixto (cualitativo – cuantitativo) con el
objetivo de mejorar la práctica docente lo que le permite observar el ciclo de planificación,
acción, observación y reflexión, así mismo entender cómo los estudiantes integran ambos
conceptos en tiempo real.
La aplicación e intervención del modelo STEM en los estudiantes son seleccionados por
muestreo no probabilístico intencionado con los grupos de 5to semestre de SyMEC con 52
alumnos y Electrónica con 50 alumnos del turno matutino en el semestre agosto 2025 – enero
2026. Que llevan en su programa de estudios las disciplinas de Aplicaciones del Pensamiento
Matemático (APM) y Ciencias Naturales, Experimentales y Tecnología (CNEyT).

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Las variables consideradas fueron el nivel de competencia y la capacidad de transferencia de
conocimiento de una asignatura a otra mediante pre-tests y post-tests denominado Test de
Competencia procedimental y transversalidad cuentan con 15 ítems que fueron diseñados
por los docentes participantes, se utilizó para las respuestas el tipo de escala likert con cinco
opciones de respuestas ordenadas desde la aceptación hasta el rechazo ordenadas de una
forma lineal y simétrica.
Tabla 1 Instrumento test de competencia procedimental y transversalidad
Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No.110
Test Competencia Procedimental y Transversalidad
Preguntas / Escala de respuestas A.
Totalmente
de acuerdo.
B. De
acuerdo.
C. Neutral D. En
desacuerdo
E. Totalmente
en desacuerdo
1.En tu educación académica las
matemáticas se te facilitan en su
aprendizaje.
2. En tu educación académica la física
se te facilita en su aprendizaje.
3. Consideras que influye en tu
aprendizaje el tipo de enseñanza en las
asignaturas de matemáticas.
4. Consideras que influye en tu
aprendizaje el tipo de enseñanza en las
asignaturas de física.
5. Las clases Físico-Matemático
deberían ser solo teoría y ejercicios.
6. Las clases de matemáticas deberían
ser: teoría, ejercicios y prácticas
experimentales.
7. Las clases de física deberían ser:
teoría, ejercicios y prácticas
experimentales.
8. Consideras que los experimentos en
las asignaturas Fisico-Matematico
permiten usar tu creatividad y
pensamiento crítico.
9. Consideras que el aprendizaje en las
materias Físico–Matemático es mejor
de forma individual.
10. Consideras que el aprendizaje en
las materias Físico-Matemático es

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mejor de forma colaborativa por
equipo.
11. Consideras importante el uso de la
tecnología (como app; software) para
aprender las materias Fisico-
Matematico
12. Elaborarías proyectos escolares
entre 2 o más materias de forma
transversal.
13. Te gustaría presentar proyectos
escolares al cierre del semestre de
forma interdisciplinaria.
14. Los fenómenos naturales y la vida
diaria están relacionados con las
matemáticas.
15. Los fenómenos naturales y la vida
diaria están relacionados con la física.
Fuente: elaboración propia
El instrumento fue sometido a validación de contenido mediante juicio de expertos y se realizó
una prueba piloto para verificar su consistencia.
La confiabilidad del instrumento se estimó mediante el Coeficiente alfa de Cronbach a partir
de una aplicación piloto previa, se obtuvo un nivel adecuado de consistencia interna para su
uso en el contexto educativo. En ésta investigación solo se presentan los resultados en forma
de porcentajes agregados por lo que no es posible recalcular el coeficiente, sin embargo la
coherencia observada en las respuestas y la estabilidad de los ítems en el pre test y post test
respaldan la fiabilidad del instrumento.
La consistencia en el incremento de respuestas positivas (A+B) del pre test al post test sugiere
estabilidad en la medición del constructo y refuerza la confiabilidad del instrumento aplicado.
Las preguntas exploran aspectos como la facilidad percibida en el aprendizaje de las
matemáticas y física, la influencia del tipo de enseñanza, la preferencia por clases teóricas
versus prácticas, la valoración de experimentos, la importancia del uso de la tecnología, la
disposición a proyectos transversales y la percepción de la relación entre fenómenos naturales
y la vida cotidiana con las matemáticas y la física.

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Análisis de resultados
Se realiza con el método de análisis mixto (cualitativo-cuantitativo) con el sistema del
Pre/Post Test.
De la selección de los grupos Soporte y Mantenimiento de Equipos de Cómputo (SYMEC) y
Electrónica, con una población total de 102 estudiantes se les explica que se aplicaría un test
con fines de investigación educativa en dos fases pre y post Test de percepción de las
competencias procedimentales y la transversalidad, en formato impreso durante la hora clase
asignada en el aula de clases para saber que opinan sobre las competencias procedimentales
y transversalidad.
Los expertos fueron seleccionados con base en su experiencia docente y formación en áreas
afines a la educación matemática y la física.
Tabla 2 Características de los jueces expertos.
Juez Grado Años
experiencia
Especialidad Institución
1 Maestría 17 Matemática
educativa
EMS
2 Licenciatura 17 Física EMS
3 Maestría 20 Educación EMS
4 Licenciatura 12 Matemáticas EMS
5 Maestría 8 Didáctica EMS
Fuente: elaboración propia
“Validez de contenido mediante juicio de expertos”
Tabla 3 Resultados de porcentajes Pre Test

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Fuente: elaboración propia
La tabla 1 de resultados de porcentajes Pre Test nos muestra los resultados de los estudiantes
al presentarlo lo cual nos indica en la ultima columna la sumatorias de las respuestas A y B
de cada uno de los ítems marcados.
Tabla 4 Resultados de porcentajes de Post Test.
Fuente: elaboración propiaPreguntas / Escala de respuestas A. Totalmente
de acuerdo.
(%)
B. De
acuerdo.
(%)
C. Neutral
(%)
D. En
desacuerdo (%)
E. Totalmente en
desacuerdo (%)
PO SITIVAS
(A + B) %
1.En tu educación académica las matemáticas se te facilitan en su aprendizaje. 0 52 32 18 0 51
2. En tu educación académica la física se te facilita en su aprendizaje. 0 40 42 20 0 39
3. Consideras que influye en tu aprendizaje el tipo de enseñanza en las
asignaturas de matemáticas. 40 34 28 0 0 73
4. Consideras que influye en tu aprendizaje el tipo de enseñanza en las
asignaturas de física. 37 31 34 0 0 67
5. Las clases Fisico-Matemático deberían ser solo teoría y ejercicios. 0 0 7 55 40 0
6. Las clases de matemáticas deberían ser: teoría, ejercicios y prácticas
experimentales. 30 44 26 2 0 73
7. Las clases de física deberían ser: teoría, ejercicios y prácticas experimentales. 28 46 28 0 0 73
8. Consideras que los experimentos en las asignaturas Fisíco-Matematico
permiten usar tu creatividad y pensamiento crítico. 59 35 5 3 0 92
9. Consideras que el aprendizaje en las materias Físico–Matemático es mejor de
forma individual. 21 22 20 20 19 42
10. Consideras que el aprendizaje en las materias Físico-Matemático es mejor de
forma colaborativa por equipo. 34 36 27 5 0 69
11. Consideras importante el uso de la tecnología (como app; software) para
aprender las materias Fisico-Matematico. 38 42 22 0 0 78
12. Elaborarías proyectos escolares entre 2 o más materias de forma transversal. 65 37 0 0 0 100
13. Te gustaría presentar proyectos escolares al cierre del semestre de forma
interdisciplinaria. 57 45 0 0 0 100
14. Los fenómenos naturales y la vida diaria están relacionados con las
matemáticas. 45 30 18 9 0 74
15. Los fenómenos naturales y la vida diaria están relacionados con la física. 44 33 20 5 0 75
Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No.110
Pre -Test Competencia Procedimental y Transversalidad

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La tabla 2 muestra los resultados favorables en cuanto a sus opciones que eligen, por ejemplo,
son más respuestas A y B para las preguntas 4,6,7,8,9,10,11,12 y 13 como docentes.
RESULTADOS
En cada uno de los ítems se logra observar las decisiones de los estudiantes que como llevan
el aprendizaje de las matemáticas y la física, teniendo ellos su espacio para responder tanto
en el pre como en el post test.
Las respuestas de los items con la escala Likert son: A. Totalmente de acuerdo, B. De acuerdo,
C. Neutral, D. En desacuerdo y E. Totalmente en desacuerdo.
Gráfico 1 de resultados pre test Test Competencia Procedimental y Transversalidad
Gráfico 2 de resultados pre test Test Competencia Procedimental y Transversalidad.
En las preguntas 1 y 2, relativas a la facilidad percibida en el aprendizaje de matemáticas y
física, las respuestas se distribuyeron principalmente entre las opciones B, C y D, lo que

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sugiere que los estudiantes reconocen cierto reto en el dominio de ambas asignaturas.
Imagen 1 Graficos de resultados pre test, competencia procedimiental y transversalidad
Imagen 2 Graficos de resultados pre test, competencia procedimiental y transversalidad
En las preguntas 3 y 4, sobre la influencia del tipo de enseñanza en su aprendizaje, las
respuestas se concentraron en las opciones A (Totalmente de acuerdo), B y C, indicando que
los estudiantes perciben que la forma de enseñanza incide en su comprensión de los
contenidos.
Respecto a las pregunta 5 sus respuestas se van a la opción D y E donde no están de acuerdo
en sea solo teoría y ejercicios por resolver, las preguntas 6 y 7 donde se agrega la opción de
experimentos les llama la atención y se inclinan a las opciones A, B y C; la pregunta 8 nos
proporcionan resultados positivos en sus respuestas A y B por que sienten la libertad de que
se pueden expresar en su creatividad y dar su opinión después de hacer el análisis del
experimento.
En la pregunta 9 respecto al aprendizaje de forma individual los resultados se ven divididos
entre todas las opciones, siguiendo en la pregunta 10 relación al trabajo colaborativo la
inclinación de las respuestas fue hacia A, B y C de resultado mínimo en la D. En la pregunta
11sus respuestas se dividen entre A, B y C por el interés de usar la tecnología y acceso a las
redes de cómputo, las preguntas 12 y 13 muestran las opciones A y B resaltando esto el interés
por trabajar de colaborativa y transversal y finalmente las preguntas 14 y 15 con el tema de
los fenómenos naturales y la vida cotidiana sus opciones son variadas en el siguiente ordenGráfico 3. De resultados pre Test Competencia Procedimental y Transversalidad. Gráfico 4. De resultados pre Test Competencia Procedimental y Transversalidad.

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A, B, C y D.
Se hace mención que al final de que entregaron sus hojas se hace un sondeo de lluvia de ideas
sobre la relación que tienen las matemáticas y la física con los fenómenos naturales y la vida
diaria.
Se hace la integración de los equipos colaborativos que estarán trabajando durante el
semestre, cada equipo nombra a un líder el equipo.
Estructura de la situación de aprendizaje
La situación de aprendizaje se organizó en tres fases interconectadas.
Exploración conceptual: Se presentó a los estudiantes el sistema de “diamantes” utilizado en
el billar como contexto para analizar trayectorias de rebote. Esta actividad permitió introducir
conceptos geométricos y físicos relacionados con ángulos de incidencia y reflexión así como
en análisis de trayectorias y cambios de dirección.
Experimentación con simuladores: Se utilizó un simulador interactivo de la plataforma PhET
Interactive Simulations para manipular variables relacionadas con la incidencia de la luz sobre
superficies. Esta herramienta facilitó la visualización de los fenómenos físicos y la conexión
con principios matemáticos, reforzando la comprensión de conceptos como ángulos,
trayectorias y proporcionalidad.
Diseño y construcción de prototipos: Los estudiantes desarrollaron proyectos experimentales
mediante la construcción de prototipos, entre ellos:
• Máquina de Rube Goldberg
• Teodolito casero para medición de ángulos
Durante el proceso, los estudiantes realizaron mediciones, registraron datos, elaboraron
reportes de práctica y reflexionaron sobre los resultados obtenidos, lo que permitió poner en
funcionamiento tanto el pensamiento matemático como la comprensión de contenidos

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físicos.
En el desarrollo de la situación de aprendizaje basada en la metodología STEM, los
estudiantes construyeron distintos prototipos experimentales que les permitieron aplicar
conceptos físico-matemáticos relacionados con la medición de ángulos, trayectorias y
relaciones geométricas. Estas actividades favorecen la experimentación y la aplicación
práctica del conocimiento.
Se realizó mediante la observación del trabajo en equipo, la revisión de los reportes
elaborados por los estudiantes y la interpretación de los modelos matemáticos desarrollados.
A partir de estos insumos, se identificaron patrones de razonamiento, formas de articulación
entre matemáticas y física y niveles de competencia procedimental, lo que hizo posible
evaluar la incidencia de la metodología STEM con enfoque indagatorio en el desarrollo del
pensamiento matemático interdisciplinario.
El objetivo fue conocer su opinión sobre la enseñanza, el aprendizaje y la relación entre
matemáticas, física y la vida cotidiana.
Imagen 3 Teodolito casero elaborado por estudiantes

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Imagen 4 Prototipo de maquina de Rube Goldberg elaborado por estudiantes.
Los resultados obtenidos durante la implementación de la estrategia didáctica muestran que
la metodología STEM con enfoque de indagación favorece significativamente la participación
activa de los estudiantes en el proceso de aprendizaje.
Posteriormente al termino de los proyectos y presentaciones se les solicita a los estudiantes
contestar nuevamente el test donde se ven resultados favorables en cuanto a sus opciones
que eligen, por ejemplo son más respuestas A y B para las preguntas 4,6,7,8,9,10,11,12 y 13.
Como docentes nos permite identificar la importancia que tiene el tipo de enseñanza en estas
asignaturas, que debemos considerar usar los canales de comunicación de una forma asertiva
para establecer ese interés y aprendizaje, el realizar un trabajo colaborativo también fomenta
el intercambio de ideas, pensamientos y razonamientos además del apoyo para llegar a un
objetivo en este caso el cumplimiento del proyecto y se sientan satisfechos del trabajo
realizado al trabajar de forma interdisciplinaria las matemáticas con la física y en cada
asignatura darle el enfoque de su programada de estudios además de llevarlo a relacionar con
la vida cotidiana.
Estas experiencias permitieron a los estudiantes relacionar conceptos abstractos con
situaciones experimentales, fortaleciendo el proceso de modelación matemática, formular de

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hipótesis, realizar ajustes en sus diseños o modelos desde el momento de medir alturas de
objetos o edificios con el Teodolito, realizar los cálculos geométicos para lograr aproximación
casi exacta a la realidad, utilizar aplicaciones digitales para medir distancia horizontal y
comprobar sus deducciones. Asi como también la observacion de conceptos como impulso,
movimiento, transferencia de energía, pendiente de una recta, inclinación, trayectorias, ajustes
para que todo funcionara bien en su diseño de máquina de Rube Goldberg y sobre todo
reflexionar sobre el comportamiento observado.
Durante las actividades experimentales se observó una alta implicación del estudiantado,
especialmente en la fase de construcción de prototipos. El trabajo colaborativo permitió la
distribución de responsabilidades dentro de los equipos, lo cual favoreció el desarrollo de
habilidades sociales y organizativas.
En términos de aprendizaje conceptual, los estudiantes lograron establecer relaciones entre
principios geométricos y fenómenos físicos, particularmente en la comprensión de los ángulos
de incidencia y reflexión. El uso de simuladores interactivos facilitó la visualización de estos
fenómenos y permitió contrastar las observaciones experimentales con representaciones
matemáticas.
DISCUSION
La elaboración de prototipos promovió la aplicación práctica de conceptos matemáticos y
físicos, en un contexto donde los estudiantes no solo memorizan, sino que modelan, ajustan
y validan sus ideas. En varios casos, los estudiantes desarrollaron representaciones gráficas
diagramas y modelos físicos que explicaban el comportamiento de los sistemas construidos,
lo que evidencia procesos de razonamiento y modelación físico matemática. Estos hallazgos
coinciden con investigaciones que señalan que la integración de proyectos interdisciplinarios
y actividades experimentales favorece el aprendizaje significativo en matemáticas, al permitir

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que los estudiantes relacionen los contenidos teóricos con situaciones reales y con materiales
tangibles (Minner et al., 2010; National Research Council, 2012).
Otro aspecto relevante fue el incremento en la motivación y el interés del alumnado. La
posibilidad de experimentar y construir dispositivos generó mayor deseo de comprender los
conceptos matemáticos involucrados, lo cual contribuyó a un ambiente de aprendizaje con
más dinámico y participativo. Esta evidencia es coherente con investigaciones que destacan
las metodololgías activas y basadas en indagación favorecen la implicación cognitiva y
emocional del estudiante, condición favorable para el desarrollo de competencias científicas
y de pensamiento matemático (Kemmis & Mc Taggart, 2000; Bolívar 2020).
Las calificaciones obtenidas de una muestra de 32 estudiantes de un mismo grupo indican
que el uso de metodologías activas favoreció notablemente el aprovechamiento de los
alumnos, superando los promedios registrados bajo un modelo de clase magistral.
Como se observa en la tabla, la transición de un modelo a otro no solo elevó el promedio
general del grupo en 1.26 puntos, si no que también aumento la tasa de aprobación,
reduciendo el indice de reprobación en mas de un 25% en comparación con el semestre
anterior.
Tabla 5 Comparativa de rendimiento académico por metodología de enseñanza (n=32)
No. de Calificación obtenida en el Calificación obtenida en el
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estudiante primer parcial del semestre 5
(Sin metodologías activas)
primer parcial del semestre 6
(Con metodologías activas)
1 8 9
2 8 8
3 5 8
4 5 7
5 7 10
6 6 9
7 5 6
8 5 7
9 5 7
10 5 6
11 6 7
12 5 8
13 6 8
14 9 9
15 5 10
16 5 9
17 5 8
18 5 6
19 5 9
20 5 8
21 5 7
22 7 8
23 10 9
24 5 9
25 5 8
26 10 5
27 10 9
28 5 6
29 5 9
30 6 9
31 5 5
32 5 5
Promedio =6.03 Promedio=7.75
Indice de
reprobación=62.5%
Indice de
reprobación=9.375%
Nota: Datos obtenidos a partir del seguimiento del grupo de 5 “A” Electrónica, turno matutino, semestre Agosto
2025 - Enero 2026 y semestre Febrero 2026 – Julio 2026.
En términos de la transversalidad, los resultados del cuestionario inicial y final muestran una

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evolución positiva en la percepción de los estudiantes sobre la relevancia de la enseñanza, la
colaboración y la tecnología. Al final de la experiencia, una mayor proporción de respuestas
en las categorías A y B indica que los estudiantes valoran mas la integración de prácticas
experimentales, el trabajo en equipo y la relación entre matemáticas, física y la vida cotidiana.
Esta transformación sugiere que el diseño de la situación de aprendizaje, articulado en tono a
la metodología STEM y a la indagación, favorece la construcción de significados compartidos
y la valoración de la escuela como espacio de aplicaciones reales con respecto de las
asignaturas físico-matemáticas.
Así mismo, la evidencia recopilada permite discutir que la integración interdisciplinaria entre
matemáticas y física no solo se reduce a la transferencia de contenidos, sino que implica la
coordinación de procesos de pensamiento como la abstracción, la estimación, la visualización
y el razonamiento bajo hipótesis (Cantoral Uriza et al., 2000). Al resolver problemas de
medición, trayectorias y ajustes de prototipos, los estudiantes movilizan saberes de ambas
disciplinas, lo que fortalece el pensamiento matemático contextualizado y una comprensión
física más intuitiva.
En suma, estos resultados y su discusión permiten argumentar que la metodología STEM con
enfoque en indagación representa una estrategia viable para el desarrollo del pensamiento
matemático en educación media superior, siempre que se articule con un diseño intencional
de progresiones de aprendizaje, espacios de experimentación y criterios claros de evaluación
de competencias. No obstante, se reconoce la necesidad de complementar esta evidencia con
análisis cuantitativos más detallados (por ejemplo, tablas de frecuencia de pre-tests y post-
tests, análisis de items, indices de confiability) y con la presentación de tablas de resultados
en trabajos futuros.
CONCLUSIONES

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La implementación de la situación de aprendizaje basada en la metodología STEM con
enfoque de indagación permitió promover el desarrollo del pensamiento matemático en
estudiantes de educación media superior.
Las actividades experimentales, el uso de simuladores y la construcción de prototipos
favorecieron la comprensión de conceptos matemáticos mediante su aplicación en contextos
reales y cercanos a la experiencia de los estudiantes. Asimismo, el trabajo interdisciplinario
facilitó la integración de conocimientos provenientes de la física, la tecnología y la
matemática, promoviendo una visión mas articulada de las ciencias escolares.
Entre los principales beneficios observados se encuentran el aumento en la motivación del
alumnado, el fortalecimiento del trabajo colaborativo y el desarrollo de habilidades vinculadas
con la medición, el análisis de datos y la modelación matemática. Estas evidencias indican
que el diseño de experiencias de aprendizaje activas, centradas en la indagación y la
construcción de prototipos, puede incidir de manera positiva en el modo en que los
estudiantes se relacionan con los contenidos de matemáticas y física.
Se concluye que la incorporación de metodologías activas y el diseño de estrategias de
enseñanza aprendizaje basadas en matematicas disruptivas pueden contribuir a transformar
las prácticas educativas tradicionales de aula y promover aprendizajes de forma innovadora.
Esta perspectiva implica romper con un enfoque exclusivamente mecanicista, centrado en la
repetición de algoritmos, y propiciar una trabajo más creativo, interdisciplinario, experimental
y orientado a sentidos de utilidad en la vida cotidiana. Estos resultados respaldan la
pertinencia de integrar metodologías activas como el enfoque STEM en la educación media
superior, al favorecer aprendizajes significativos, contextualizados y transferibles.
En el contexto de la educación media superior, ésta transformación abre la posiblidad de
articular el pensamiento matemático con las necesidades de formación técnica y con la vida

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diaria, en coherencia con los lineamientos del Marco Curricular Común de la Educación
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Minner, D. D., Levy, A.J., & Century, J. (2010) Inquiry-based science instruction- What is it
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