Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias

Volumen 3, Número 3, 2026, julio-septiembre

DOI: https://doi.org/10.71112/63s84138

DISEÑO DE UN PROGRAMA DE LABORATORIO BASADO EN PROBLEMAS PARA

EL DESARROLLO DEL PENSAMIENTO CRÍTICO Y LA RESOLUCIÓN DE

Segundo Nicolas Diestra Sánchez

Samuel Honorio Martinez Huamán

Perú

Design of a problem-based laboratory program for the development of critical

thinking and problem-solving skills in Energy Engineering students

Segundo Nicolas Diestra Sánchez

a,*

sdiestra@uns.edu.pe

https://orcid.org/0000-0002-9385-8334

Samuel Honorio Martinez Huamán

a

smartinez@uns.edu.pe

https://orcid.org/0009-0001-3920-4743

*

RESUMEN

Objetivo: Diseñar un programa de laboratorio basado en el Aprendizaje Basado en Problemas

(ABP) orientado al desarrollo del pensamiento crítico y la resolución de problemas en

estudiantes de Ingeniería en Energía.

Metodología: La investigación siguió un enfoque cualitativo, con un alcance propositivo y un

el pragmatismo y el conocimiento experiencial.

Resultados: Se diseñó un programa organizado en cuatro fases: planificación,

implementación, evaluación y retroalimentación formativa. La propuesta incluye cuatro módulos

relacionados con contenidos de circuitos eléctricos, con una duración total de 144 horas. Como

componente central, se estableció la secuencia didáctica Experimentar–Problematizar–

Analizar–Discutir–Lograr (E–P–A–D–L). Además, se incorporaron una rúbrica y una lista de

cotejo para evaluar procesos relacionados con el análisis de problemas, el razonamiento lógico,

la creatividad, la toma de decisiones, la evaluación de la información y la responsabilidad

ambiental.

Conclusiones: El estudio permitió estructurar una propuesta pedagógica que integra el ABP,

Palabras clave: aprendizaje basado en problemas; educación en ingeniería; pensamiento

crítico; resolución de problemas; aprendizaje en laboratorio.

ABSTRACT

Objective: To design a laboratory program based on Problem-Based Learning (PBL) aimed at

developing critical thinking and problem-solving skills in Energy Engineering students.

development of the proposal comprised the analysis of the educational problem, the theoretical-

epistemological foundation, and the pedagogical-curricular design. Contributions from

constructionism, connectivism, complex thinking, critical rationalism, pragmatism, and

experiential knowledge were considered. Results: A program was designed and organized into

four phases: planning, implementation, assessment, and formative feedback. The proposal

includes four modules related to electrical circuit content, with a total duration of 144 hours. As

its core component, the didactic sequence Experiment–Problematize–Analyze–Discuss–

Achieve (E–P–A–D–L) was established. In addition, a rubric and a checklist were incorporated

to assess processes related to problem analysis, logical reasoning, creativity, decision-making,

information evaluation, and environmental responsibility. Conclusions: The study made it

contexts.

Keywords: problem-based learning; engineering education; critical thinking; problem solving;

laboratory learning.

Recibido: 26 agosto 2026 | Aceptado: 13 septiembre 2026 | Publicado: 14 septiembre 2026

La formación en ingeniería requiere que los estudiantes articulen conocimientos

científicos y técnicos con la capacidad de analizar situaciones, interpretar información, tomar

experiencias formativas que involucren al estudiante de manera activa en el análisis y

resolución de situaciones contextualizadas (Chen et al., 2021; Olewnik et al., 2023).

Esta necesidad adquiere importancia en Ingeniería en Energía, debido a que la

formación comprende el análisis de circuitos, sistemas eléctricos, potencia, almacenamiento y

uso eficiente de recursos energéticos. El trabajo con estos contenidos exige interpretar

variables, relacionar principios físicos y matemáticos, valorar alternativas técnicas y considerar

las implicaciones de las decisiones adoptadas. Las experiencias educativas vinculadas con

energías renovables muestran que el acercamiento a problemas contextualizados favorece la

integración del conocimiento disciplinar con situaciones propias del sector energético y con

procesos de trabajo colaborativo (Colmenares-Quintero et al., 2023).

desarrollada por Chen et al. (2021) identificó distintas modalidades de implementación del ABP

en educación en ingeniería y reconoció como elementos recurrentes la resolución de

explicaciones y justificar decisiones.

La literatura también vincula el ABP con procesos cognitivos asociados al pensamiento

crítico. Anggraeni et al. (2023), mediante una revisión sistemática de investigaciones

publicadas entre 2018 y 2022, encontraron resultados favorables en el desarrollo de

habilidades de pensamiento crítico, aunque advirtieron diferencias relacionadas con los

contextos, disciplinas e indicadores utilizados para evaluarlas. En educación en ingeniería,

estos resultados permiten considerar el ABP como un referente pedagógico para diseñar

experiencias donde el estudiante deba identificar variables, contrastar información, examinar

alternativas y sustentar sus decisiones, sin asumir que tales efectos ocurren de manera

automática en cualquier contexto.

seguido durante la búsqueda de soluciones. La retroalimentación adquiere un papel

complementario porque orienta al estudiante respecto de las metas previstas, su desempeño y

las acciones necesarias para mejorar durante el proceso de aprendizaje (Hattie & Timperley,

2007; Nicol & Macfarlane-Dick, 2006).

Los antecedentes revisados muestran aplicaciones del ABP en diferentes ámbitos de la

formación de Ingeniería Eléctrica; y Gutierrez-Berraondo et al. (2025) destacaron la necesidad

de articular progresivamente objetivos, problemas, proyectos y evaluación dentro de la

formación ingenieril. En conjunto, estos trabajos respaldan la pertinencia del aprendizaje activo

basado en situaciones profesionales, pero también señalan que su organización pedagógica

depende de las características del contexto, los contenidos disciplinares y los mecanismos de

evaluación establecidos.

A partir de la literatura examinada en este estudio, se identifica la necesidad de

continuar desarrollando propuestas que sistematicen la integración del ABP con las prácticas

experimentales de Ingeniería en Energía, articulando de manera explícita experimentación,

problematización, análisis de variables, discusión de evidencias, resolución de problemas y

organiza en cuatro fases —planificación, ejecución, evaluación y retroalimentación formativa—

y articula contenidos de circuitos eléctricos mediante una secuencia didáctica denominada

Experimenta–Problematiza–Analiza–Discute–Logra (E–P–A–D–L). Esta secuencia busca

establecer continuidad entre la experiencia experimental, la formulación del problema, el

análisis técnico, el contraste argumentado de resultados y la construcción de una explicación o

basado en Aprendizaje Basado en Problemas orientado al desarrollo del pensamiento crítico y

la resolución de problemas en estudiantes de Ingeniería en Energía. El estudio se circunscribe

al diseño teórico y pedagógico de la propuesta; por tanto, no pretende demostrar en esta etapa

cambios efectivos en las competencias de los estudiantes.

METODOLOGÍA

La investigación se desarrolló desde un enfoque cualitativo, con alcance propositivo y

diseño teórico-documental, orientado al diseño de un programa de laboratorio basado en

Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) para estudiantes de Ingeniería en Energía. Este

enfoque permitió analizar fundamentos pedagógicos y epistemológicos vinculados con el

aprendizaje activo, el pensamiento crítico y la resolución de problemas, sin pretender medir

estadísticamente los efectos del programa en esta etapa. La investigación cualitativa resulta

pertinente cuando se busca comprender y estructurar fenómenos educativos considerando sus

características y relaciones dentro de contextos específicos (Creswell, 2014; Denzin & Lincoln,

2011).

al., 2021; Olewnik et al., 2023).

intervención empírica con estudiantes. La fundamentación incorporó aportes diferenciados del

construccionismo y conectivismo, pensamiento complejo, racionalismo crítico, pragmatismo y

conocimiento experiencial, vinculados respectivamente con la construcción activa del

aprendizaje, conexión de información, análisis de situaciones complejas, contraste crítico de

explicaciones y aprendizaje derivado de la experiencia (Papert, 1993; Siemens, 2005; Morin,

1990; Popper, 1959; Dewey, 1938; Schön, 1983).

El programa se estructuró en cuatro fases: planificación, ejecución, evaluación y

retroalimentación formativa, organizadas mediante cuatro módulos relacionados con contenidos

de circuitos eléctricos. Cada módulo comprende 36 horas, distribuidas entre ABP, práctica de

laboratorio e investigación y análisis crítico, con una duración total de 144 horas lectivas

situación problemática; Analiza permite relacionar variables e interpretar resultados; Discute

promueve el contraste argumentado de evidencias; y Logra se orienta a formular una

explicación o solución fundamentada. Esta secuencia es compatible con el ABP, cuya

implementación requiere problemas contextualizados, facilitación docente y procesos de

evaluación articulados con las actividades de aprendizaje (Olewnik et al., 2023; Chen et al.,

Nota: La Fig. 2 muestra el diseño de la guía de prácticas de laboratorio basado en

problemas y de gestión de conocimiento.

Fase 3: Evaluación de los aprendizajes

Para realizar el seguimiento del proceso de desarrollo y mejora de la capacidad crítico-

tecnológica en los estudiantes, se diseña una rúbrica y una lista de cotejo que permite al

• Creatividad y solución de problemas: Permite evaluar las ideas innovadoras o

• Juicio y toma de decisiones: Permite evaluar si los estudiantes aprenden a analizar

• Evaluación de información tecnológica: Permite evaluar si el estudiante discierne la

• Ética y responsabilidad con el medio ambiente: Permite evaluar si el estudiante

Por otro lado, la lista de cotejo contiene seis etapas importantes a evaluar:

problemáticas luego de la observación del experimento.

estudios para encontrar semejanzas o diferencias que luego se respaldaran con las bases

teóricas.

Logra (L): Permite evaluar como se explica el fenómeno de estudio observado.

Fase 4: Retroalimentación formativa (RF)

La retroalimentación formativa en este el modelo de enseñanza propuesto, permite

evaluar el proceso de aprendizaje en tiempo real y hacer ajustes que favorezcan el desarrollo

continuo de los estudiantes. En esta fase, se busca retroalimentar a los estudiantes como al

equipo docente sobre los avances y dificultades encontradas durante el proceso de resolución

de problemas. El objetivo de la retroalimentación formativa es mejorar el desempeño de los

estudiantes en el proceso de aprendizaje. La RF señala las oportunidades para aprender de los

DISCUSIÓN

en Energía con situaciones que requieren análisis, experimentación, toma de decisiones y

formulación de soluciones. La propuesta articula cuatro fases - planificación, ejecución,

funciona como punto de partida para movilizar conocimientos previos, identificar necesidades

de aprendizaje y desarrollar procesos de búsqueda y análisis dirigidos a una solución

fundamentada. Chen et al. (2021), identificaron distintas formas de aplicación en cursos,

proyectos y currículos, aunque mantuvieron como elementos comunes el protagonismo del

estudiante, el trabajo colaborativo y la resolución de problemas vinculados con la práctica

profesional.

La secuencia propuesta adquiere pertinencia dentro de las prácticas de laboratorio

porque desplaza la actividad experimental de una lógica centrada en reproducir procedimientos

hacia otra basada en la comprensión del problema. La experimentación permite obtener

información inicial; la problematización orienta la formulación de interrogantes; el análisis

perspectiva sustenta la necesidad de que las prácticas diseñadas dentro del programa no

presenten ejercicios con respuestas predeterminadas, sino situaciones suficientemente

contextualizadas para exigir decisiones técnicas, argumentación y aplicación de conocimientos

disciplinares.

La orientación del programa hacia Ingeniería en Energía también encuentra fundamento

Su experiencia plantea que la formación del ingeniero requiere espacios donde los

conocimientos científicos y técnicos se empleen frente a situaciones relacionadas con la

transición energética y las necesidades del entorno. En el programa planteado en esta

investigación, los módulos sobre circuitos eléctricos, potencia, almacenamiento de energía,

senoides y corriente alterna ofrecen una estructura disciplinar desde la cual sería viable

formular problemas progresivamente más complejos. La correspondencia con el estudio de

Colmenares-Quintero et al. radica en situar el conocimiento de ingeniería dentro de una

actividad de resolución, en vez de reducir el laboratorio a la comprobación mecánica de

principios previamente explicados.

Otro componente relevante del diseño corresponde al desarrollo del pensamiento

indicadores empleados para evaluarlo. En consecuencia, el programa presenta una base

pedagógica compatible con el desarrollo de esta competencia, pero dicho efecto deberá

comprobarse posteriormente mediante instrumentos aplicados antes, durante o después de la

intervención. El diseño, por sí mismo, no permite establecer que el pensamiento crítico de los

estudiantes haya mejorado.

Eléctrica, Mulaudzi et al. (2023) identificaron el problema, el facilitador y los estudiantes como

componentes centrales para una implementación adecuada del ABP. Su revisión plantea que

los estudiantes deben asumir una participación activa, mientras el docente orienta y facilita el

aprendizaje sin concentrar todas las decisiones del proceso. Desde esta perspectiva, la

participación grupal contemplada en el programa adquiere sentido cuando existe una

distribución efectiva de responsabilidades, intercambio de argumentos y construcción conjunta

de soluciones. El trabajo en equipo, por tanto, requiere criterios de evaluación definidos para

evitar que la participación colectiva oculte diferencias individuales en el aprendizaje.

Los resultados cualitativos presentados por Kirkgöz y Turhan (2024) aportan otro

referente para esta interpretación. En estudiantes de primer año de Ingeniería Eléctrica-

requieren una mediación docente más explícita sobre la forma de analizar el problema, buscar

información, distribuir funciones y justificar las decisiones. La autonomía incrementa

gradualmente conforme el estudiante comprende la dinámica del ABP.

La inclusión de sostenibilidad y responsabilidad ambiental dentro de las competencias

del programa resulta pertinente para la formación en Ingeniería en Energía. Guerra et al.

Este antecedente destaca que incluir el respeto ambiental como declaración curricular resulta

insuficiente si las situaciones problemáticas no exigen decisiones donde el estudiante deba

examinar consecuencias técnicas, ambientales o sociales. En el programa propuesto, la

sostenibilidad tendría mayor consistencia pedagógica si los problemas de los módulos

incorporan criterios como eficiencia energética, uso responsable de recursos, seguridad,

impacto ambiental o elección razonada de alternativas tecnológicas.

La fase de evaluación representa un componente importante de la propuesta porque

incorpora una rúbrica y una lista de cotejo para valorar aspectos asociados al análisis de

problemas, razonamiento, creatividad, toma de decisiones, evaluación de información y

responsabilidad ambiental. Esta decisión guarda relación con Olewnik et al. (2023), quienes

variables, valorar alternativas, justificar una decisión y revisar el resultado, en vez de limitar la

valoración a la respuesta final.

La retroalimentación formativa incluida como cuarta fase complementa esta lógica de

evaluación. Sánchez-Santillán et al. (2023), en un estudio desarrollado en educación en

ingeniería informática, determinaron que una retroalimentación vinculada con la tarea,

retroalimentación prevista en el programa debería incorporarse durante Experimenta,

Problematiza, Analiza y Discute, evitando concentrarla únicamente después de entregar un

producto. Esta forma de acompañamiento permitiría que el estudiante revise su procedimiento

mientras desarrolla la solución y documente los cambios realizados a partir de la información

recibida.

La extensión del programa en cuatro módulos y 144 horas brinda condiciones para

desarrollar una progresión de aprendizaje, siempre que los problemas incrementen

gradualmente su complejidad. Gutierrez-Berraondo et al. (2025), al estudiar un currículo

universitario de ingeniería basado en problemas y proyectos, encontraron que la adquisición y

aplicación de competencias de ingeniería constituye un proceso gradual que requiere

La propuesta presenta también una articulación epistemológica que intenta explicar por

qué el estudiante aprende mediante interacción, experiencia, cuestionamiento y revisión de sus

conocimientos. Esta fundamentación resulta congruente con el carácter activo del ABP, aunque

requiere mantener diferencias conceptuales entre constructivismo, construccionismo y

conectivismo. Chen et al. (2021) advierten que la aplicación del ABP adopta modalidades

social del conocimiento se concreta durante la discusión colaborativa, mientras el racionalismo

crítico encuentra correspondencia en el contraste de explicaciones y la revisión de argumentos.

El diseño también debe considerar que el ABP exige cambios en la actuación docente.

El profesor deja de concentrarse principalmente en transmitir respuestas y asume funciones

relacionadas con la selección de problemas, formulación de preguntas, seguimiento del

razonamiento y provisión de apoyos. Las revisiones de Chen et al. (2021) y Olewnik et al.

(2023) coinciden en identificar la facilitación como una condición asociada a la calidad de la

implementación. En consecuencia, una aplicación posterior del programa requeriría

preparación docente específica sobre construcción de situaciones problemáticas, conducción

de grupos, evaluación del proceso y retroalimentación. Este aspecto resulta relevante porque

resolución de problemas, colaboración o competencias técnicas. En consecuencia, la

correspondencia encontrada con investigaciones recientes respalda la coherencia teórica y

pedagógica del diseño, pero no demuestra todavía su eficacia. Una fase posterior debería

desarrollar una aplicación piloto y recoger evidencias mediante rúbricas de desempeño,

productos de laboratorio, registros de observación y mediciones de las competencias

laboratorio para Ingeniería en Energía que integra ABP, actividad experimental, evaluación

formativa y una secuencia específica de trabajo organizada mediante los momentos

incorporados en este diseño: problemas contextualizados, participación, colaboración,

facilitación docente, evaluación del proceso, sostenibilidad y retroalimentación vinculada con el

desempeño. La siguiente etapa investigativa deberá establecer la viabilidad del programa en

condiciones reales y evaluar sus resultados mediante evidencia empírica. Esta delimitación

permite presentar la propuesta como un diseño pedagógico fundamentado y susceptible de

validación, sin atribuirle efectos que todavía no han sido comprobados.

CONCLUSIONES

La investigación permitió diseñar un programa de laboratorio basado en Aprendizaje

Basado en Problemas (ABP) dirigido a estudiantes de Ingeniería en Energía, orientado al

desarrollo del pensamiento crítico y la resolución de problemas. La propuesta organiza el

proceso formativo en cuatro fases: planificación, ejecución, evaluación y retroalimentación

formativa, articuladas con cuatro módulos vinculados con contenidos de circuitos eléctricos.

Problematiza–Analiza–Discute–Logra (E–P–A–D–L), mediante la cual la práctica de laboratorio

se organiza progresivamente desde la observación y obtención de información experimental