
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 3341
https://doi.org/10.69639/arandu.v13i3.2621
Modelo didáctico con simuladores digitales para la enseñanza
de circuitos eléctricos en el programa de Ingeniería Eléctrica
Didactic Model with Digital Simulators for Teaching Electrical Circuits in the
Electrical Engineering Program
Lizeth Dayane Cortés Hernández
lizethcortes.est@umecit.edu.pa
https://orcid.org/0000-0002-7267-7673
Universidad Metropolitana de Educación Ciencia y Tecnología UMECIT
Panamá, Ciudad de Panamá
Glenn Elmer Hernández Camelo
glennhernandez.doc@umecit.edu.pa
https://orcid.org/0000-0002-9071-5215
Universidad Metropolitana de Educación Ciencia y Tecnología UMECIT
Panamá, Ciudad de Panamá
Ariel Yezid Villarreal Solano
arielvillareal.est@umecit.edu.pa
https://orcid.org/0009-0006-2265-5579
Universidad Metropolitana de Educación Ciencia y Tecnología UMECIT
Panamá, Ciudad de Panamá
Artículo recibido: 10 agosto 2026- Aceptado para publicación:16 septiembre 2026
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
El presente artículo deriva de una investigación doctoral orientada a elaborar un modelo didáctico
para la enseñanza de circuitos eléctricos mediante el uso de simuladores digitales, en los
programas de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Industrial de Santander (UIS) y de la
Universitaria Tecnológica de Santander (UTS), Bucaramanga (Colombia). Se adoptó un
paradigma pragmático y un método mixto de diseño secuencial exploratorio, que integró un
componente cuantitativo (encuesta aplicada a una muestra de 200 estudiantes, calculada mediante
muestreo aleatorio simple sobre una población de 412 matriculados y a la totalidad de los 6
docentes que orientan la asignatura) y un componente cualitativo (entrevistas semiestructuradas
a estudiantes y a docentes, analizadas mediante teoría fundamentada). Los resultados
evidenciaron una valoración positiva de estudiantes y docentes hacia el uso pedagógico de los
simuladores, así como una correlación positiva alta entre dicho uso y el nivel de aprendizaje
alcanzado (r = 0.775; t = 17.26; χ² = 120.12). A partir de estos hallazgos se construyó un modelo
didáctico integrado por cinco componentes -pedagógico, tecnológico, didáctico, evaluativo y
competencial- organizados en cuatro etapas de implementación: diagnóstico, diseño de
actividades, implementación didáctica y evaluación del aprendizaje. El modelo fue sometido a

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validación mediante juicio de seis expertos, quienes le otorgaron una valoración promedio de 4.47
sobre 5, lo que confirma su pertinencia, coherencia y aplicabilidad. Se concluye que la
incorporación de simuladores digitales, articulada en un modelo didáctico estructurado,
constituye una estrategia viable para fortalecer la enseñanza de circuitos eléctricos y contribuir a
la reducción de los índices de reprobación y deserción en programas de formación en ingeniería.
Palabras clave: modelo didáctico, simuladores digitales, circuitos eléctricos, enseñanza de
la ingeniería, competencias digitales
ABSTRACT
This article stems from doctoral research aimed at developing a didactic model for teaching
electric circuits using digital simulators within the Electrical Engineering programs at the
Universidad Industrial de Santander (UIS) and the Universitaria Tecnológica de Santander (UTS)
in Bucaramanga, Colombia. A pragmatic paradigm and a mixed-methods sequential exploratory
design were adopted, integrating a quantitative component (a survey administered to a sample of
200 students—determined via simple random sampling from a population of 412 enrolled
students—as well as to all 6 instructors teaching the subject) and a qualitative component (semi-
structured interviews with students and instructors, analyzed using grounded theory). Results
showed a positive assessment by students and teachers of the pedagogical use of simulators, as
well as a strong positive correlation between such use and students' learning outcomes (r = 0.775;
t = 17.26; χ² = 120.12). Based on these findings, a didactic model was built comprising five
components -pedagogical, technological, didactic, evaluative, and competency-based- organized
into four implementation stages: diagnosis, activity design, didactic implementation, and learning
assessment. The model was validated through expert judgment by six specialists, who assigned it
an average score of 4.47 out of 5, confirming its relevance, coherence, and applicability. It is
concluded that incorporating digital simulators within a structured didactic model is a viable
strategy to strengthen the teaching of electrical circuits and to help reduce failure and dropout
rates in engineering education programs.
Keywords: didactic model, digital simulators, electrical circuits, engineering education,
digital competencies
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INTRODUCCIÓN
La simulación como estrategia didáctica se ha consolidado como una herramienta
pedagógica efectiva en diversos campos de la educación superior, gracias a su capacidad para
emular escenarios prácticos de aprendizaje (Contreras, 2017). Diversos estudios señalan que el
uso de simuladores favorece prácticas innovadoras, la solución de problemas, la transferencia de
habilidades y el desarrollo de capacidades en áreas de conocimiento científico (Pimienta, 2012),
además de propiciar un aprendizaje significativo, autónomo y colaborativo que fortalece el
pensamiento crítico de los estudiantes (Urra, 2017).
En Colombia, el Sistema de Prevención y Análisis de la Deserción en Instituciones de
Educación Superior (SPADIES) reporta preocupantes tasas de deserción en las áreas de
ingeniería. Específicamente, en el primer semestre del año 2024 el programa de Ingeniería
Eléctrica de la UIS presentó una tasa de deserción del 12.31% y el programa de Ingeniería
Eléctrica de la UTS presentó una tasa de deserción del 20.98%, afectando de manera importante
la continuidad académica (SPADIES, 2025).
Una de las asignaturas con mayor índice de reprobación en los programas académicos de
ambas instituciones es Circuitos Eléctricos (I y II). Asimismo, diversos estudiantes perciben esta
materia como monótona o de difícil comprensión, dado que la metodología de enseñanza
imperante se limita a la lección magistral tradicional.
Ante este panorama, se planteó la necesidad de diseñar un modelo didáctico que integrara
herramientas de simulación digital, con el propósito de ofrecer una enseñanza más dinámica,
práctica y contextualizada, capaz de fortalecer la comprensión de conceptos complejos y
contribuir a disminuir la reprobación y la deserción.
El modelo propuesto se fundamenta en principios del aprendizaje significativo (Ausubel,
2002), el constructivismo (Piaget, 1970) y el aprendizaje experiencial (Kolb, 1984), perspectivas
que sustentan el valor pedagógico de la simulación utilizada como una estrategia mediadora entre
la teoría y la práctica. En este marco, el objetivo del presente artículo es exponer los principales
resultados de la investigación doctoral orientada a elaborar un modelo didáctico para la enseñanza
de circuitos eléctricos, a través del uso de herramientas de simulación, en programas de Ingeniería
Eléctrica de la Universidad Industrial de Santander y de la Universitaria Tecnológica de
Santander del municipio de Bucaramanga.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se enmarcó en el paradigma pragmático, el cual prioriza la utilidad del
conocimiento y su aplicabilidad en la resolución de problemáticas educativas concretas,
permitiendo combinar métodos cuantitativos y cualitativos (Creswell y Plano Clark, 2018). Se
adoptó un método mixto de diseño secuencial exploratorio y un enfoque de investigación aplicada

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(Bisquerra, 2019), en el cual el diagnóstico del contexto educativo se realizó mediante
instrumentos cuantitativos y cualitativos cuyos resultados se integraron posteriormente a través
de un proceso de triangulación.
La población fue constituida por 412 estudiantes, lo cual fue producto de la suma de
matriculados en las asignaturas de Circuitos Eléctricos I y de Circuitos Eléctricos II en los
programas de Ingeniería Eléctrica de la UIS y de la UTS durante el primer periodo académico del
año 2024. A partir de esta información y de realizar un muestreo aleatorio simple, con un nivel
de confianza del 95% y un margen de error del 5%, se calculó una muestra de 200 estudiantes.
De manera complementaria, se seleccionaron docentes del área en ambas instituciones mediante
muestreo intencional para el componente cualitativo del estudio.
La recolección de datos se realizó durante el segundo semestre del año 2025 y se emplearon
dos técnicas: la encuesta, mediante un cuestionario estructurado de 20 ítems en escala Likert
dirigido a estudiantes y docentes, orientado a identificar percepciones y niveles de uso de
simuladores digitales; y la entrevista semiestructurada, aplicada a estudiantes, con el fin de
profundizar en sus experiencias en el aula, y a docentes, con el fin de profundizar en sus prácticas
pedagógicas.
El análisis de la información cuantitativa se realizó mediante estadística descriptiva (medias
y desviaciones estándar) e inferencial (coeficiente de correlación de Pearson, prueba t de Student
y prueba Chi-cuadrado), mientras que la información cualitativa se procesó mediante teoría
fundamentada, a través de codificación abierta, axial y selectiva.
Finalmente, el modelo didáctico resultante fue sometido a un proceso de validación mediante
juicio de seis expertos del área, quienes evaluaron su pertinencia, coherencia, claridad y
aplicabilidad.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis descriptivo de las respuestas de estudiantes y docentes evidenció una valoración
ampliamente positiva del uso de simuladores digitales en la enseñanza de circuitos eléctricos. En
los estudiantes, las medias de la mayoría de los ítems se ubicaron por encima de 3 en la escala
Likert utilizada, destacándose los relacionados con la mejora de la calidad del aprendizaje, la
confianza para resolver problemas y la importancia de los simuladores en la formación
profesional.
En los docentes, las medias fueron aún más elevadas (entre 3.33 y 4.00) y con menor
dispersión, lo que refleja un alto nivel de consenso sobre el valor pedagógico de estas
herramientas, particularmente en cuanto a su alineación con los objetivos de aprendizaje del plan
de estudios.

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Con el propósito de establecer la relación entre el uso pedagógico de simuladores digitales y
el nivel de aprendizaje alcanzado por los estudiantes, se aplicó un análisis estadístico inferencial
cuyos resultados se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1
Evidencia estadística de la relación entre el uso de simuladores digitales y el aprendizaje
Análisis estadístico Resultado
obtenido Interpretación
Coeficiente de correlación
de Pearson r = 0.775
Correlación positiva alta entre el uso de
simuladores digitales y el nivel de
aprendizaje.
Prueba t de Student t = 17.26 Resultado estadísticamente significativo; la
correlación no se debe al azar.
Prueba Chi-cuadrado (χ²) χ² = 120.12
Asociación significativa entre los niveles de
uso de simuladores y los niveles de
aprendizaje.
Nota. La tabla presenta los resultados del análisis estadístico inferencial aplicado para evaluar la relación entre el uso
de simuladores digitales y el aprendizaje en circuitos eléctricos.
El coeficiente de correlación de Pearson (r = 0.775) evidencia una relación positiva alta entre
ambas variables, mientras que la prueba t de Student (t = 17.26) confirma que dicha correlación
es estadísticamente significativa. Complementariamente, la prueba de Chi-cuadrado (χ² = 120.12)
demuestra una asociación significativa entre los niveles de uso de simuladores y los niveles de
aprendizaje alcanzados. Estos resultados coinciden con lo reportado por Cajamarca-Carrazco et
al. (2024) y por González et al. (2025), quienes también evidenciaron mejoras significativas en el
aprendizaje de contenidos técnicos y científicos asociadas al uso de simuladores virtuales, así
como con Barradas et al. (2023) y Jiménez (2023) en el campo específico de la electrónica y los
sistemas digitales.
Desde el componente cualitativo, el análisis mediante teoría fundamentada permitió
identificar que docentes y estudiantes perciben los simuladores como herramientas que facilitan
la visualización de fenómenos eléctricos, permiten la experimentación sin riesgos y favorecen la
comprensión de conceptos abstractos, en coincidencia con lo señalado por Cerda et al. (2025) y
Mora et al. (2025). No obstante, también se identificaron limitaciones asociadas al acceso a
equipos y conectividad, y a la necesidad de mayor formación docente en el uso pedagógico de
estas herramientas, aspectos igualmente reportados por Zaldívar-Colado (2019) al comparar
laboratorios reales y virtuales.

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A partir de la triangulación de los hallazgos cuantitativos y cualitativos se construyó un
modelo didáctico integrado por cinco componentes -pedagógico, tecnológico, didáctico,
evaluativo y competencial-, cada uno desagregado en elementos específicos que orientan su
implementación en el aula, tal como se presenta en la Figura 1.
Figura 1
Componentes generales del modelo didáctico con simuladores digitales
Nota. Elaboración propia a partir de los resultados de la investigación.
El componente pedagógico agrupa la fundamentación y las estrategias de enseñanza activa
(aprendizaje basado en problemas, resolución de casos y aprendizaje activo); el componente
tecnológico reúne los recursos digitales, simuladores y laboratorios virtuales disponibles; el
componente didáctico organiza las actividades de aprendizaje centradas en la simulación y el
análisis de circuitos; el componente evaluativo articula la evaluación formativa y la resolución de
problemas como evidencia de aprendizaje; y el componente competencial define el rol del docente
y del estudiante, así como las habilidades analíticas y técnicas a desarrollar. Estos componentes
se implementan a través de cuatro etapas secuenciales: diagnóstico, diseño de actividades con
simuladores, implementación didáctica y evaluación del aprendizaje.
El modelo fue sometido a un proceso de validación mediante juicio de seis expertos, cuyos
resultados se sintetizan en la Tabla 2.

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Tabla 2
Valoración del modelo didáctico mediante juicio de expertos
Pregunta de valoración Promedio (1-5)
¿El modelo didáctico responde a las necesidades actuales de la enseñanza
de circuitos eléctricos? 4.5
¿La integración de simuladores digitales es pertinente para mejorar la
comprensión de los conceptos? 4.7
¿Las estrategias pedagógicas propuestas son adecuadas para el contexto
educativo del programa? 4.3
¿Existe coherencia entre los fundamentos pedagógicos y las estrategias
didácticas del modelo? 4.5
¿Los componentes del modelo didáctico se relacionan de manera lógica y
estructurada? 4.3
¿Las etapas de implementación del modelo se articulan adecuadamente
con los objetivos de aprendizaje? 4.3
¿La estructura del modelo didáctico es clara y comprensible para los
docentes? 4.5
¿La descripción de los componentes y etapas del modelo es
suficientemente clara? 4.3
¿Las actividades de aprendizaje con simuladores están claramente
definidas? 4.5
¿El modelo didáctico es viable para implementarse en el contexto del
programa? 4.5
¿Los simuladores digitales propuestos son adecuados para la enseñanza de
circuitos eléctricos? 4.5
¿El modelo contribuye al desarrollo de habilidades analíticas y técnicas en
los estudiantes? 4.7
Promedio global 4.47
Nota. La tabla presenta el promedio de la valoración otorgada por seis expertos mediante escala Likert de cinco
niveles.
Los resultados evidencian valoraciones predominantemente altas, con promedios que oscilan
entre 4.3 y 4.7 y un promedio global de 4.47 sobre 5, lo que confirma la pertinencia, coherencia,
claridad y aplicabilidad del modelo propuesto. Los expertos destacaron especialmente la
pertinencia de integrar simuladores digitales y la contribución del modelo al desarrollo de
habilidades analíticas y técnicas, al tiempo que sugirieron precisar los mecanismos de evaluación
del desempeño estudiantil, observaciones que fueron incorporadas en la versión final de la
propuesta.

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CONCLUSIONES
Los hallazgos de esta investigación evidencian que el uso pedagógico de simuladores
digitales guarda una relación estadísticamente significativa y positiva con el nivel de aprendizaje
alcanzado por los estudiantes de circuitos eléctricos, resultado respaldado tanto por la evidencia
cuantitativa como por la experiencia reportada por docentes y estudiantes en el componente
cualitativo del estudio.
El modelo didáctico propuesto, estructurado en cinco componentes -pedagógico,
tecnológico, didáctico, evaluativo y competencial- e implementado en cuatro etapas secuenciales,
ofrece una alternativa pertinente y aplicable para fortalecer la enseñanza de circuitos eléctricos en
programas de formación técnica y tecnológica. Su validación mediante juicio de expertos, con un
promedio global de 4.47 sobre 5, respalda su coherencia interna y su viabilidad de
implementación en el contexto educativo del programa de Ingeniería Eléctrica de la Universitaria
Tecnológica de Santander.
Se recomienda que futuras investigaciones evalúen la implementación del modelo a escala
completa, así como su adaptación a otros programas afines como Ingeniería Electrónica,
Electromecánica y Telecomunicaciones, con el propósito de contribuir a la reducción de los
índices de reprobación y deserción en la formación en ingeniería.

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REFERENCIAS
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