pág. 7513
TECNOLOGÍAS EMERGENTES, GAMIFICACIÓN E
INNOVACIÓN: REVISIÓN DE SU CONVERGENCIA
EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES
EMERGING TECHNOLOGIES, GAMIFICATION, AND
INNOVATION: A REVIEW OF THEIR CONVERGENCE IN
SCIENCE EDUCATION
William Ivan Rosero Cardenas
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac Lovato
Maricela del Rocío Rengel Herrera
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac Lovato
María Esther Castillo Jiménez
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac Lovato
Dalia Mercedes Ávila Noguera
Unidad Educativa Fiscal Camilo Ponce Enríquez
Alexandra Paulina Aguirre Dávila
Unidad Educativa Fiscal Luxemburgo
Ximena Yolanda Ortega Chamorro
Unidad Educativa Fiscal Luxemburgo
pág. 7514
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.17477
Tecnologías Emergentes, Gamificación e Innovación: Revisión de su
Convergencia en la Enseñanza de las Ciencias Naturales
William Ivan Rosero Cardenas1
williamivanrc@hotmail.com
https://orcid.org/0009-0007-0210-1568
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac
Lovato – Quito
Maricela del Rocío Rengel Herrera
rocio091990@live.com
https://orcid.org/0009-0005-7402-8983
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac
Lovato – Quito
María Esther Castillo Jiménez
mecastillojimenez@gmail.com
https://orcid.org/0009-0006-9212-0959
Escuela de Educación Básica Fiscal Juan Isaac
Lovato – Quito
Dalia Mercedes Ávila Noguera
dalitadalia@gmail.com
https://orcid.org/0009-0006-4000-0832
Unidad Educativa Fiscal Camilo Ponce Enríquez
Alexandra Paulina Aguirre Dávila
alexandraaguirre42@yahoo.es
https://orcid.org/0009-0003-3341-0970
Unidad Educativa Fiscal Luxemburgo
Ximena Yolanda Ortega Chamorro
xime_o@hotmail.com
https://orcid.org/0009-0004-5740-8477
Unidad Educativa Fiscal Luxemburgo
RESUMEN
El presente artículo de revisión tiene como objetivo analizar la convergencia entre las tecnologías
emergentes, la gamificación y la innovación pedagógica en el contexto de la enseñanza de las Ciencias
Naturales. Para ello, se aplicó la metodología PRISMA, mediante una búsqueda sistemática en bases de
datos académicas como Scopus, Web of Science, SciELO y ERIC, considerando publicaciones entre
2018 y 2024. Se seleccionaron 25 estudios que cumplían con los criterios de inclusión y calidad
metodológica. Los resultados se organizaron en tres categorías analíticas: (1) tecnologías emergentes
como mediadoras del aprendizaje científico, (2) gamificación como estrategia motivacional y didáctica,
y (3) prácticas innovadoras centradas en el estudiante. Los hallazgos revelan que la integración de
tecnologías como la realidad aumentada, la inteligencia artificial y los entornos virtuales, combinadas
con dinámicas gamificadas, favorece la comprensión de contenidos complejos, incrementa la
motivación y promueve un aprendizaje más activo y significativo. Sin embargo, persisten desafíos
relacionados con la formación docente, la infraestructura tecnológica y la sostenibilidad de estas
estrategias. Se concluye que la convergencia de estas dimensiones representa una oportunidad clave
para transformar la enseñanza de las Ciencias Naturales, siempre que se integre con un enfoque
pedagógico innovador, contextualizado y equitativo.
Palabras claves: tecnologías emergentes, gamificación, innovación educativa
1
Autor principal
Correspondencia: williamivanrc@hotmail.com
pág. 7515
Emerging Technologies, Gamification, and Innovation: A Review of Their
Convergence in Science Education
ABSTRACT
This review article aims to analyze the convergence between emerging technologies, gamification, and
pedagogical innovation within the context of Science Education. The PRISMA methodology was
applied through a systematic search in academic databases such as Scopus, Web of Science, SciELO,
and ERIC, considering publications between 2018 and 2024. A total of 25 studies that met inclusion
criteria and methodological quality standards were selected. The results were organized into three
analytical categories: (1) emerging technologies as mediators of scientific learning, (2) gamification as
a motivational and didactic strategy, and (3) innovative practices focused on the learner. The findings
reveal that the integration of technologies such as augmented reality, artificial intelligence, and virtual
environments, combined with gamified dynamics, enhances the understanding of complex content,
increases motivation, and fosters more active and meaningful learning. However, challenges remain
regarding teacher training, technological infrastructure, and the sustainability of these strategies. The
study concludes that the convergence of these dimensions represents a key opportunity to transform
Science Education, provided it is implemented with an innovative, contextualized, and equitable
pedagogical approach.
Keywords: emerging technologies, gamification, educational innovation
Artículo recibido 13 marzo 2025
Aceptado para publicación: 19 abril 2025
pág. 7516
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas, la enseñanza de las Ciencias Naturales ha experimentado profundas
transformaciones impulsadas por el avance vertiginoso de las tecnologías emergentes, el desarrollo de
enfoques pedagógicos centrados en el estudiante y la necesidad de adaptarse a contextos educativos cada
vez más digitales e interactivos. Esta convergencia entre tecnología, innovación educativa y estrategias
lúdicas como la gamificación, ha dado lugar a nuevas formas de abordar los procesos de enseñanza-
aprendizaje en disciplinas tradicionalmente percibidas como complejas o abstractas (Cabero-Almenara
& Llorente-Cejudo, 2020). La educación en Ciencias Naturales, esencial para la formación de
ciudadanos críticos y comprometidos con el medioambiente y el desarrollo sostenible, demanda una
constante actualización metodológica que responda a las exigencias del siglo XXI (Domínguez &
Torres, 2021).
Las tecnologías emergentes, entre las que se destacan la realidad aumentada, la inteligencia artificial,
los entornos de aprendizaje inmersivos y la analítica del aprendizaje, están redefiniendo la forma en que
los estudiantes interactúan con el conocimiento científico. Estas herramientas no solo permiten una
representación más dinámica y visual de los conceptos, sino que también promueven la
experimentación, la simulación y el aprendizaje significativo en contextos reales o simulados (Spector,
2020). De acuerdo con la UNESCO (2022), la integración efectiva de tecnologías emergentes en el aula
tiene el potencial de democratizar el acceso al conocimiento y reducir las brechas educativas, siempre
que se acompañe de una adecuada formación docente y políticas inclusivas.
La gamificación, por su parte, ha ganado protagonismo como estrategia educativa innovadora que busca
incrementar la motivación y el compromiso del estudiantado mediante la incorporación de elementos
propios del juego en entornos no lúdicos. Diversos estudios han demostrado que la gamificación mejora
significativamente la participación, la retención del conocimiento y el desarrollo de habilidades
cognitivas superiores (Hamari, Shernoff, Rowe, Coller, Asbell-Clarke & Edwards, 2016). En el ámbito
de las Ciencias Naturales, esta metodología favorece la exploración activa del contenido, estimula la
resolución de problemas y fortalece el pensamiento crítico y científico (Gros Salvat, 2021).
La innovación educativa, entendida como la implementación de nuevas ideas, metodologías y
herramientas para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje, actúa como catalizadora de la
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convergencia entre tecnología y gamificación. La integración de estas dimensiones no debe entenderse
como una simple adopción de recursos digitales o dinámicas lúdicas, sino como un proceso complejo
de transformación pedagógica que exige una planificación didáctica rigurosa, una visión crítica del uso
de la tecnología y una comprensión profunda de las necesidades del estudiantado (Kirkwood & Price,
2014). En este sentido, la innovación se convierte en el eje articulador de prácticas docentes que buscan
no solo mejorar el rendimiento académico, sino también promover una educación más inclusiva,
equitativa y contextualizada (Laurillard, 2012).
La convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación educativa en la enseñanza de
las Ciencias Naturales plantea una serie de desafíos y oportunidades que deben ser analizados desde una
perspectiva multidimensional. Entre los principales desafíos se encuentran la brecha digital, la
resistencia al cambio por parte de algunos docentes, la falta de recursos y la necesidad de evaluar
críticamente el impacto real de estas estrategias en el aprendizaje (Veletsianos, 2020). No obstante,
también se abren posibilidades significativas para mejorar la alfabetización científica, fomentar el
aprendizaje autónomo y colaborativo, y preparar a los estudiantes para enfrentar los problemas
complejos del mundo actual con una mirada científica y ética (Bransford, Brown & Cocking, 2000).
Desde un enfoque constructivista del aprendizaje, el estudiante debe ser protagonista activo en la
construcción de su conocimiento, y las tecnologías emergentes ofrecen entornos ricos en estímulos,
interacción y personalización que facilitan este proceso (Jonassen, 2000). Cuando se combinan con
elementos de gamificación e innovación didáctica, estos entornos pueden convertirse en espacios de
aprendizaje altamente motivadores y efectivos, en los cuales se desarrollan competencias científicas y
digitales de manera integrada (Moreno-Guerrero, Rodríguez-Jiménez, Ramos-Navas-Parejo & López-
Belmonte, 2020).
La revisión de literatura que se presenta en este artículo tiene como objetivo analizar de manera
sistemática y crítica la convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación en la
enseñanza de las Ciencias Naturales, identificando sus principales aportes, limitaciones y tendencias.
Para ello, se han seleccionado estudios recientes publicados en revistas indexadas, libros especializados
y documentos institucionales de organismos internacionales que abordan esta temática desde diversas
perspectivas. La revisión se organiza en tres ejes temáticos: (1) el uso de tecnologías emergentes en la
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enseñanza de las Ciencias Naturales, (2) la aplicación de la gamificación como estrategia motivacional
y didáctica, y (3) las experiencias innovadoras que integran ambos enfoques en contextos educativos
reales.
En el contexto actual, caracterizado por una acelerada transformación digital y por los desafíos derivados
de la pandemia de COVID-19, se ha evidenciado con mayor claridad la necesidad de replantear las
prácticas pedagógicas tradicionales y explorar nuevas formas de enseñanza que respondan a las
demandas de un mundo interconectado, incierto y cambiante (Bozkurt et al., 2020). En este escenario,
la enseñanza de las Ciencias Naturales cobra especial relevancia, ya que permite comprender fenómenos
naturales, desarrollar pensamiento crítico y tomar decisiones informadas sobre problemas
socioambientales de gran impacto. La incorporación de tecnologías emergentes y estrategias
innovadoras puede contribuir a revitalizar la enseñanza de estas disciplinas, haciéndolas más atractivas,
accesibles y pertinentes para los estudiantes del siglo XXI (Selwyn, 2016).
Es importante destacar que la convergencia entre tecnología, gamificación e innovación no es un fin en
sí mismo, sino un medio para mejorar la calidad del aprendizaje. En este sentido, el enfoque pedagógico
debe guiar el uso de las herramientas tecnológicas y no al revés. Los docentes tienen un rol central en
este proceso, ya que son quienes diseñan, implementan y evalúan las estrategias educativas, y su
formación continua es clave para garantizar un uso reflexivo y efectivo de las tecnologías (Castañeda &
Selwyn, 2018). Asimismo, es fundamental contar con políticas educativas que promuevan la innovación,
faciliten el acceso a recursos y fomenten la investigación sobre nuevas prácticas de enseñanza-
aprendizaje en Ciencias Naturales.
En conclusión, la convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación representa una
oportunidad única para transformar la enseñanza de las Ciencias Naturales, haciéndola más
participativa, motivadora y alineada con las competencias que demanda la sociedad actual. Sin embargo,
esta transformación requiere un enfoque crítico, colaborativo y orientado a la mejora continua, que tenga
en cuenta las particularidades de cada contexto educativo. Este artículo de revisión se propone contribuir
a este debate, ofreciendo un panorama actualizado de las investigaciones más relevantes sobre el tema
y proponiendo líneas futuras para la innovación pedagógica en este campo.
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Contexto y Relevancia del Estudio
El proceso educativo ha atravesado profundas transformaciones en las últimas décadas debido al avance
acelerado de la tecnología y a la necesidad de reformular las estrategias de enseñanza para atender a un
estudiantado cada vez más diverso y conectado digitalmente. En este contexto, las Ciencias Naturales,
como área fundamental del conocimiento científico, se enfrentan al desafío de ofrecer experiencias de
aprendizaje que no solo transmitan contenidos, sino que fomenten la comprensión, la curiosidad, la
experimentación y el pensamiento crítico (González-Gómez, Jeong & Airado Rodríguez, 2016). La
enseñanza tradicional, basada principalmente en la memorización de conceptos y la transmisión
unidireccional de contenidos, ha demostrado limitaciones para lograr una comprensión significativa de
fenómenos complejos y abstractos, especialmente entre estudiantes de niveles primarios y secundarios
(Moreno-Guerrero et al., 2020).
Ante este panorama, la convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación educativa
se plantea como una alternativa prometedora para revitalizar la enseñanza de las Ciencias Naturales. Las
tecnologías emergentes —como la realidad aumentada, los entornos inmersivos, la inteligencia artificial
y los laboratorios virtuales— ofrecen nuevas posibilidades para la visualización, manipulación y
exploración de conceptos científicos (Cabero-Almenara & Barroso-Osuna, 2018). Por su parte, la
gamificación permite incorporar elementos del juego (retos, recompensas, narrativa, retroalimentación
inmediata) en contextos educativos, generando ambientes más motivadores y participativos (Deterding,
Khaled, Nacke & Dixon, 2011). Estas metodologías, cuando se integran desde un enfoque pedagógico
innovador, pueden mejorar los niveles de compromiso, comprensión y transferencia del conocimiento
(Kapp, 2012).
La relevancia de este estudio radica en que examina de manera conjunta estas tres dimensiones —
tecnologías emergentes, gamificación e innovación— desde una perspectiva crítica y sistemática,
considerando sus potencialidades, limitaciones y experiencias documentadas en contextos reales. Si bien
existen numerosas investigaciones centradas en cada uno de estos enfoques por separado, son escasos
los estudios que analizan su convergencia y articulación en el marco de la enseñanza de las Ciencias
Naturales. Esta revisión pretende cubrir ese vacío y proporcionar una base teórica y práctica para
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docentes, investigadores y diseñadores instruccionales interesados en transformar sus prácticas
educativas mediante propuestas más eficaces, creativas y centradas en el aprendizaje.
Fundamentación Teórica
La fundamentación teórica de este artículo se articula en torno a tres ejes conceptuales: las tecnologías
emergentes en educación, la gamificación como estrategia pedagógica, y la innovación educativa como
marco integrador.
Tecnologías emergentes en la enseñanza de las Ciencias Naturales
Las tecnologías emergentes incluyen herramientas digitales avanzadas que están en fase de exploración
o adopción inicial y que poseen el potencial de transformar la enseñanza-aprendizaje. Entre ellas se
destacan la realidad aumentada, la realidad virtual, la inteligencia artificial, los laboratorios remotos, la
analítica de aprendizaje y las plataformas de simulación. En el ámbito de las Ciencias Naturales, estas
tecnologías permiten representar procesos invisibles o complejos —como la fotosíntesis, la genética o
las reacciones químicas— de manera interactiva, intuitiva y personalizada (Bacca, Baldiris, Fabregat,
Graf & Kinshuk, 2014). Según Spector (2020), el uso de estas herramientas contribuye al aprendizaje
experiencial y al desarrollo de competencias científicas al facilitar la exploración autónoma y
colaborativa del conocimiento.
Gamificación en entornos educativos
La gamificación es definida como la aplicación de elementos y mecánicas de juego en contextos no
lúdicos para potenciar la motivación, el compromiso y la resolución de problemas (Werbach & Hunter,
2012). Esta estrategia se ha utilizado con éxito en entornos educativos para promover el aprendizaje
activo, mejorar la retención de contenidos y desarrollar habilidades cognitivas y sociales. En el caso de
las Ciencias Naturales, la gamificación facilita la comprensión de procesos abstractos mediante retos,
juegos de rol, recompensas y entornos simulados que colocan al estudiante en el centro del aprendizaje
(Su & Cheng, 2015). La combinación de gamificación con tecnologías emergentes (como los juegos
inmersivos en realidad virtual) ha mostrado resultados prometedores en términos de atención sostenida,
disfrute del aprendizaje y evaluación continua del progreso (Gros Salvat, 2021).
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Innovación educativa como marco integrador
La innovación educativa no se limita a la incorporación de tecnología, sino que implica la
transformación profunda de las prácticas pedagógicas para mejorar la calidad y equidad del aprendizaje
(Laurillard, 2012). Este enfoque promueve el diseño de experiencias centradas en el estudiante, el
aprendizaje por proyectos, la colaboración entre pares y la evaluación formativa. Desde esta perspectiva,
la tecnología y la gamificación se convierten en herramientas al servicio de una visión educativa más
participativa, inclusiva y significativa. La innovación educativa debe ser contextualizada, es decir, debe
responder a las necesidades y características del entorno sociocultural en el que se implementa (Fullan
& Langworthy, 2014). Además, requiere una formación docente continua que fomente el pensamiento
reflexivo y la disposición al cambio (Marcelo & Yot, 2019).
En conjunto, estos tres enfoques proporcionan el sustento teórico para analizar experiencias que buscan
transformar la enseñanza de las Ciencias Naturales a través de modelos híbridos, interactivos y lúdicos
que conectan el contenido curricular con los intereses y formas de aprender de las nuevas generaciones.
Problemática
A pesar de los avances tecnológicos y metodológicos en el ámbito educativo, la enseñanza de las
Ciencias Naturales continúa enfrentando importantes desafíos que limitan su efectividad y relevancia
para los estudiantes. Uno de los principales problemas es la persistencia de enfoques tradicionales
centrados en la transmisión de contenidos teóricos, sin vinculación directa con la realidad o sin
oportunidades para la experimentación (Domínguez & Torres, 2021). Esta situación ha generado
desmotivación, bajos niveles de comprensión y escaso desarrollo del pensamiento científico en el
alumnado, especialmente en contextos donde el acceso a laboratorios o recursos físicos es limitado
(González-Gómez et al., 2016).
La brecha entre las demandas del mundo actual —marcado por la digitalización, la complejidad
científica y la necesidad de pensamiento crítico— y las prácticas pedagógicas vigentes, refleja una
desconexión preocupante entre la educación científica y la sociedad. Si bien las tecnologías emergentes
ofrecen herramientas poderosas para mediar el aprendizaje, su integración efectiva sigue siendo baja en
muchos contextos debido a factores como la falta de infraestructura, la carencia de formación docente,
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la resistencia al cambio o el desconocimiento sobre su potencial educativo (Cabero-Almenara &
Llorente-Cejudo, 2020).
Por otra parte, la gamificación ha sido subutilizada o mal comprendida en numerosos programas
educativos, limitándose a la implementación de dinámicas superficiales (como la asignación de puntos
o medallas) sin un diseño pedagógico sólido que asegure el logro de aprendizajes significativos (Kapp,
2012). Esto ha llevado a una percepción errónea de que se trata de una estrategia de entretenimiento sin
valor académico, cuando en realidad, bien implementada, puede fortalecer competencias científicas,
estimular la creatividad y promover el aprendizaje colaborativo (Hamari et al., 2016).
En este marco, la falta de estudios que analicen la convergencia entre tecnologías emergentes,
gamificación e innovación educativa en la enseñanza de las Ciencias Naturales representa un vacío
teórico y práctico que limita la construcción de propuestas integradas y coherentes. Esta problemática
adquiere mayor relevancia en contextos de vulnerabilidad educativa, donde las herramientas digitales
pueden ser clave para ampliar el acceso al conocimiento y garantizar una educación de calidad,
equitativa e inclusiva (UNESCO, 2022).
Frente a estos desafíos, es necesario repensar el papel del docente como diseñador de experiencias
significativas que integren tecnología y ludificación desde una mirada crítica y creativa. Asimismo, urge
desarrollar políticas institucionales que apoyen la innovación pedagógica, el acceso a recursos digitales
y la formación docente continua, como pilares fundamentales para transformar la enseñanza de las
Ciencias Naturales en una experiencia formativa, contextualizada y relevante para las nuevas
generaciones.
Objetivos y Preguntas de Investigación
Objetivo General
Analizar de manera crítica la convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación
educativa en la enseñanza de las Ciencias Naturales, identificando sus beneficios, limitaciones y
experiencias documentadas en contextos reales.
Objetivos específicos
• Examinar el uso de tecnologías emergentes en la enseñanza de las Ciencias Naturales y su
impacto en el aprendizaje.
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• Explorar las estrategias de gamificación aplicadas en el área y su contribución a la motivación
y participación estudiantil.
• Identificar propuestas educativas innovadoras que integran tecnologías y gamificación de forma
efectiva.
• Proponer orientaciones para el diseño de prácticas pedagógicas más eficaces en el área de
Ciencias Naturales.
Preguntas de investigación
• ¿Qué tecnologías emergentes se han integrado en la enseñanza de las Ciencias Naturales y con
qué resultados?
• ¿De qué manera la gamificación contribuye al aprendizaje de conceptos científicos en diferentes
niveles educativos?
• ¿Qué experiencias innovadoras documentadas evidencian la sinergia entre tecnología,
gamificación e innovación pedagógica?
• ¿Cuáles son los principales desafíos y oportunidades asociados a esta convergencia
metodológica?
METODOLOGÍA
Este estudio se desarrolló bajo el enfoque de revisión sistemática de la literatura, guiado por la
metodología PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses), con el
objetivo de garantizar rigor metodológico, transparencia y replicabilidad en el proceso de revisión. A
continuación, se detallan los pasos seguidos:
Planteamiento de la pregunta de investigación
Se definieron preguntas clave orientadas a analizar la convergencia entre tecnologías emergentes,
gamificación e innovación pedagógica en la enseñanza de las Ciencias Naturales. Estas preguntas
guiaron la estrategia de búsqueda y la selección de estudios relevantes.
Criterios de inclusión y exclusión
Se establecieron los siguientes criterios para la selección de estudios:
• Criterios de inclusión:
o Artículos publicados entre 2013 y 2024.
pág. 7524
o Estudios empíricos y teóricos relacionados con la enseñanza de Ciencias Naturales.
o Publicaciones en inglés y español.
o Estudios que aborden al menos uno de los siguientes elementos: tecnologías
emergentes, gamificación e innovación pedagógica.
• Criterios de exclusión
o Estudios que no aborden el ámbito educativo o no estén enfocados en Ciencias
Naturales.
o Documentos no revisados por pares, editoriales u opiniones sin respaldo investigativo.
o Publicaciones duplicadas o sin acceso completo.
Fuentes de información y estrategia de búsqueda
Se realizó una búsqueda sistemática en las siguientes bases de datos: Scopus, Web of Science, ERIC,
Scielo, y Google Scholar. Se utilizaron combinaciones booleanas con los siguientes descriptores:
• “tecnologías emergentes” AND “enseñanza de las ciencias naturales”
• “gamificación” AND “innovación pedagógica”
• “educación científica” AND “recursos digitales” AND “aprendizaje activo”
Proceso de selección
La búsqueda inicial arrojó un total de 187 artículos. Luego del proceso de eliminación de duplicados
(n=43), revisión de títulos y resúmenes (n=84 excluidos), y lectura completa de los textos restantes, se
seleccionaron 60 estudios que cumplían con todos los criterios establecidos.
El proceso se documentó mediante el diagrama de flujo PRISMA, el cual muestra las fases de
identificación, selección, elegibilidad e inclusión.
Extracción y análisis de datos
Los datos fueron extraídos mediante una matriz de análisis que incluía: autor(es), año de publicación,
país, nivel educativo, tipo de tecnología/gamificación utilizada, metodología del estudio, principales
hallazgos, y limitaciones. La información recolectada se organizó en función de las categorías de análisis
establecidas.
Categorías de análisis
Las principales categorías de análisis definidas fueron:
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• Tecnologías emergentes: tipologías, usos pedagógicos y niveles de integración.
• Gamificación: estrategias, herramientas, motivación estudiantil y resultados de aprendizaje.
• Innovación pedagógica: prácticas innovadoras, competencias docentes y transformación del
aula.
• Impacto educativo: mejoras en el aprendizaje de conceptos científicos, motivación y
participación estudiantil.
• Desafíos y oportunidades: limitaciones en la implementación, brechas digitales y
sostenibilidad de las estrategias.
Este proceso permitió identificar tendencias actuales, experiencias exitosas y vacíos existentes en la
literatura, aportando una visión integral sobre el uso convergente de estas herramientas en la enseñanza
de las Ciencias Naturales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tecnologías emergentes: tipologías, usos pedagógicos y niveles de integración
La categoría de “tecnologías emergentes” engloba aquellos recursos tecnológicos que han sido
adoptados recientemente o están en proceso de adopción en el ámbito educativo. En el contexto de la
enseñanza de las Ciencias Naturales, los estudios revisados evidencian una progresiva incorporación de
herramientas como la realidad aumentada (RA), la realidad virtual (RV), laboratorios virtuales,
plataformas de simulación científica, el uso de inteligencia artificial (IA) para la personalización del
aprendizaje y tecnologías basadas en internet de las cosas (IoT). Estas tecnologías están
transformando el paradigma educativo tradicional al facilitar entornos inmersivos, colaborativos y
personalizados.
Un hallazgo común en múltiples estudios (Ramírez et al., 2021; Soto y Méndez, 2023; Liu et al., 2022)
es que las tecnologías emergentes permiten una representación más visual e interactiva de los fenómenos
científicos, lo que contribuye a una mayor comprensión conceptual, especialmente en áreas como la
física, la biología celular, y la química. La RA, por ejemplo, se ha utilizado con éxito para mostrar
estructuras moleculares o procesos biológicos complejos en 3D, lo cual tiene un impacto significativo
en la retención de contenidos (Martínez & Ortega, 2020).
pág. 7526
El uso pedagógico de estas tecnologías no siempre responde a una planificación estratégica, sino que
muchas veces depende de la iniciativa de los docentes o de proyectos piloto institucionales. Esto pone
en evidencia una desigualdad en el acceso y dominio de dichas herramientas, lo que refuerza la
necesidad de diseñar políticas institucionales y programas de formación docente continua que
promuevan la apropiación pedagógica de estas tecnologías.
En cuanto a los niveles de integración, el análisis revela que la mayoría de las experiencias se ubican
en un nivel instrumental o complementario (integración parcial), donde las tecnologías se utilizan
como apoyo visual o recreativo más que como ejes transformadores del aprendizaje. Sin embargo,
algunos estudios reportan casos de integración transformacional, donde el diseño curricular se adapta
para incorporar metodologías activas mediadas por tecnología, como el aprendizaje basado en proyectos
con RA o el uso de laboratorios virtuales para la experimentación remota (González et al., 2022).
Uno de los principales desafíos señalados en la literatura es la brecha digital entre instituciones
educativas urbanas y rurales, que limita la adopción de tecnologías emergentes. Asimismo, varios
estudios coinciden en la importancia de evaluar no solo la incorporación tecnológica, sino su impacto
pedagógico y cognitivo en el alumnado. No basta con incorporar herramientas novedosas si estas no
están alineadas con los objetivos de aprendizaje y las necesidades contextuales.
Desde una perspectiva teórica, la integración de tecnologías emergentes se puede analizar a partir del
modelo TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge), el cual enfatiza la necesidad de que
los docentes articulen el conocimiento disciplinar, pedagógico y tecnológico de manera coherente. En
varios estudios se evidencia una debilidad en este sentido: muchos docentes manifiestan entusiasmo por
las herramientas tecnológicas, pero carecen de una comprensión profunda de cómo estas pueden apoyar
el desarrollo del pensamiento científico y la resolución de problemas en Ciencias Naturales (Salazar y
Montoya, 2023).
Por otra parte, la literatura también destaca las posibilidades de personalización del aprendizaje a
través de la inteligencia artificial, que permite adaptar los contenidos y actividades según el ritmo y
nivel de los estudiantes. Esto es especialmente relevante en contextos de alta heterogeneidad, como se
observa en varios estudios de América Latina, donde la diversidad cultural y socioeconómica plantea
desafíos para una educación equitativa.
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Gamificación como estrategia motivacional y didáctica
La gamificación se posiciona como una estrategia poderosa para transformar la dinámica del aula,
especialmente en la enseñanza de las Ciencias Naturales. Los estudios revisados (Arias & Cedeño, 2021;
Ramírez et al., 2021) indican que la incorporación de elementos propios del juego —como sistemas de
puntos, retos, recompensas, avatares, niveles de dificultad y feedback inmediato— potencia
significativamente la motivación, el compromiso y la participación del estudiantado.
Una de las principales ventajas observadas es la capacidad de la gamificación para generar ambientes
de aprendizaje más dinámicos, desafiantes y colaborativos, lo cual resulta especialmente útil en
disciplinas que suelen ser percibidas como abstractas o difíciles. Herramientas como Kahoot,
Classcraft, Genially, Quizizz y Escape Rooms digitales han sido ampliamente utilizadas para
promover la resolución de problemas, la toma de decisiones, y el pensamiento científico, integrando
contenido curricular con mecánicas lúdicas (Ortega & Ruiz, 2021; Jiménez & López, 2021).
Asimismo, la gamificación ha mostrado resultados positivos en la mejora de la retención del
conocimiento, al transformar el proceso de aprendizaje en una experiencia significativa y
emocionalmente estimulante. Esta estrategia también favorece el aprendizaje autónomo, al brindar
retroalimentación inmediata y permitir la autoevaluación constante del progreso individual.
Sin embargo, la revisión también identifica limitaciones en el uso de la gamificación, particularmente
cuando se implementa de forma superficial, sin objetivos pedagógicos claros o sin un diseño
metodológico adecuado. En estos casos, se corre el riesgo de que los estudiantes perciban las actividades
como “juegos sin propósito”, lo cual puede provocar fatiga, desinterés o incluso desmotivación
(González et al., 2022).
Desde un enfoque didáctico, se sugiere integrar la gamificación dentro de secuencias pedagógicas
estructuradas, vinculadas a competencias científicas, y con una narrativa coherente que conecte los
desafíos con los contenidos curriculares. De esta manera, la gamificación no solo entretiene, sino que
educa, forma y transforma las prácticas educativas en un marco de innovación y mejora continua.
Prácticas innovadoras centradas en el estudiante
El tercer eje de análisis aborda las experiencias innovadoras en el aula que integran tecnologías
emergentes y gamificación desde un enfoque centrado en el estudiante. La literatura revisada muestra
pág. 7528
una creciente adopción de metodologías activas como el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), el
aula invertida (flipped classroom), el aprendizaje colaborativo en entornos virtuales y el diseño de
retos científicos contextualizados (Díaz & Montoya, 2021; Escobar & Jiménez, 2019).
Estas prácticas se caracterizan por colocar al estudiante en el centro del proceso educativo, como agente
activo en la construcción del conocimiento, y no como receptor pasivo de información. El uso de
plataformas digitales interactivas, laboratorios virtuales, y entornos inmersivos facilita la
exploración, la simulación y la resolución de problemas reales, promoviendo una enseñanza más
significativa, crítica y contextualizada (González et al., 2022; López & Quintero, 2022).
Un elemento clave identificado en las experiencias exitosas es la coherencia entre innovación
tecnológica, estrategias gamificadas y objetivos formativos, lo cual demanda una planificación
didáctica rigurosa y una formación docente continua. Cuando esta articulación se logra, se observa una
mejora en el desarrollo del pensamiento crítico, la creatividad, la colaboración y la apropiación del
conocimiento científico (Ferrer & Salazar, 2020; Morales & Torres, 2022).
No obstante, también se reportan desafíos importantes, como la resistencia institucional al cambio, la
escasa documentación de buenas prácticas, y la falta de tiempo para el rediseño curricular. Estas
barreras limitan la escalabilidad de las innovaciones y su incorporación sostenida en los sistemas
educativos.
Las prácticas pedagógicas innovadoras que integran tecnologías y gamificación representan una vía
efectiva para transformar la enseñanza de las Ciencias Naturales, siempre que estén guiadas por
principios pedagógicos sólidos, adaptadas al contexto y respaldadas por políticas educativas que valoren
la creatividad, la inclusión y la mejora continua.
Impacto educativo: mejoras en el aprendizaje de conceptos científicos, motivación y participación
estudiantil
Los estudios revisados coinciden en señalar que la convergencia entre tecnologías emergentes,
gamificación e innovación educativa genera un impacto positivo en múltiples dimensiones del
aprendizaje en Ciencias Naturales. Una de las más destacadas es la mejora en la comprensión de
conceptos científicos complejos, facilitada por la visualización interactiva, la simulación de procesos
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y la posibilidad de experimentar en entornos virtuales o aumentados (Bernal & Pérez, 2020; Castillo &
Vargas, 2022).
Además, la motivación intrínseca del estudiantado aumenta significativamente cuando se utilizan
dinámicas gamificadas con elementos como recompensas, narrativa y retos progresivos. Esta motivación
no solo incrementa la participación activa en clase, sino que también fortalece el sentido de pertenencia
al proceso de aprendizaje y la autoconfianza frente a materias tradicionalmente consideradas difíciles
(Ramírez et al., 2021; Salas & Méndez, 2022).
Otro aspecto relevante es el desarrollo de habilidades transversales como la resolución de problemas,
el trabajo colaborativo, la comunicación científica y la alfabetización digital. Estas competencias son
clave para una formación integral y para preparar a los estudiantes frente a los desafíos del siglo XXI.
En este sentido, el uso estratégico de plataformas digitales adaptativas y el diseño de entornos
gamificados permiten una mayor personalización del aprendizaje, respetando los ritmos individuales
y promoviendo la autonomía (Caballero & Ríos, 2021).
No obstante, algunos estudios advierten que los efectos positivos no se sostienen automáticamente a
largo plazo. La falta de continuidad institucional, la evaluación centrada solo en resultados
cuantitativos y el desgaste de las dinámicas lúdicas cuando no están bien diseñadas, pueden limitar
el impacto esperado. Por ello, se enfatiza la necesidad de incorporar estos enfoques dentro de una
planificación curricular coherente y sistemática (Jiménez & López, 2021).
Desafíos y oportunidades: limitaciones en la implementación, brechas digitales y sostenibilidad de
las estrategias
A pesar del entusiasmo generado por estas metodologías, la implementación efectiva de tecnologías
emergentes y estrategias gamificadas enfrenta múltiples desafíos estructurales y contextuales. Entre
ellos se destacan las brechas digitales que afectan a instituciones rurales o con bajos recursos, limitando
el acceso a equipamientos, conectividad y recursos educativos digitales (UNESCO, 2022; Vásquez &
Molina, 2020).
Asimismo, la formación docente insuficiente es una de las barreras más recurrentes. Muchos docentes
carecen de preparación específica en integración tecnológica o en diseño instruccional gamificado, lo
que conduce a usos superficiales o inconsistentes de estas herramientas. Esta situación se agrava por la
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resistencia al cambio pedagógico, especialmente en sistemas educativos altamente normativizados o
centrados en la evaluación tradicional (Marcelo & Yot, 2019; Torres & León, 2021).
En cuanto a las oportunidades, diversos estudios proponen el diseño de modelos híbridos sostenibles,
que combinen enseñanza presencial y virtual, adaptados a las realidades locales. Además, se promueve
la creación de redes de innovación educativa, que permitan compartir buenas prácticas, recursos
abiertos y experiencias exitosas. Esta colaboración entre docentes, tecnólogos y expertos en didáctica
puede generar un ecosistema favorable para la transformación educativa (García & Romero, 2021; Rivas
& Peña, 2022).
Finalmente, una oportunidad clave reside en el desarrollo de políticas públicas que prioricen la equidad
digital, la formación docente continua y la evaluación integral de nuevas metodologías. Si estas
estrategias se acompañan de un enfoque crítico, colaborativo y centrado en el estudiante, es posible
avanzar hacia una enseñanza de las Ciencias Naturales más inclusiva, pertinente y transformadora.
En síntesis, los resultados muestran que las tecnologías emergentes tienen un potencial significativo para
enriquecer la enseñanza de las Ciencias Naturales, pero su efectividad depende en gran medida del
contexto de aplicación, la formación docente y la adecuación curricular. La integración efectiva de estas
herramientas requiere un cambio de paradigma, en el cual la tecnología deje de ser un “recurso
adicional” para convertirse en un medio transformador de los procesos de enseñanza-aprendizaje.
Tabla 1. Síntesis principales hallazgos
Categoría de
análisis
Aspectos clave
identificados
Evidencias destacadas
Tecnologías
emergentes
- Uso de RA, RV, IA,
simuladores, laboratorios
virtuales.
- Predominio del uso
complementario sobre el
transformador.
- RA aplicada a procesos biológicos
(Martínez & Ortega, 2020).
- Personalización con IA en
entornos adaptativos.
Gamificación
- Aplicación de elementos
lúdicos (puntos, retos,
avatares).
- Uso de plataformas tipo
Kahoot, Classcraft, Genially.
- Incremento en la motivación y
participación estudiantil (Ramírez
et al., 2021).
- Mejora de la retención de
conceptos.
Innovación
pedagógica
- Rediseño de experiencias
educativas centradas en el
estudiante.
- Incorporación de
metodologías activas.
- ABP y flipped classroom
mediadas por tecnología (González
et al., 2022).
- Mejora del pensamiento crítico.
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Categoría de
análisis
Aspectos clave
identificados
Evidencias destacadas
Impacto
educativo
- Mejora en la comprensión
de conceptos científicos.
- Aumento de la motivación
intrínseca.
- Evidencia de aprendizajes más
duraderos y significativos (Soto y
Méndez, 2023).
Desafíos y
oportunidades
- Necesidad de formación
docente continua.
- Inclusión digital como eje
de equidad.
- Recomendaciones para políticas
institucionales.
- Propuestas de modelos híbridos
sostenibles.
Fuente: Elaboración propia
CONCLUSIONES
El presente estudio de revisión ha permitido sistematizar y analizar críticamente la convergencia entre
tecnologías emergentes, gamificación e innovación pedagógica en el ámbito de la enseñanza de las
Ciencias Naturales, partiendo del reconocimiento de su creciente protagonismo en los entornos
educativos contemporáneos. Esta convergencia representa no solamente una tendencia pedagógica, sino
también una necesidad contextual frente a los desafíos de la educación en la era digital, donde los
entornos de aprendizaje deben adaptarse a nuevas dinámicas cognitivas, tecnológicas y socioculturales.
Convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación pedagógica
Uno de los principales hallazgos de esta revisión ha sido constatar cómo la implementación de
tecnologías emergentes en el aula de Ciencias Naturales no es un fenómeno aislado, sino que encuentra
mayor sentido y efectividad cuando se articula con estrategias de gamificación e innovación pedagógica.
En otras palabras, el uso de herramientas tecnológicas, por sí solo, no garantiza transformaciones
significativas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Solo cuando estas tecnologías se insertan dentro
de propuestas didácticas intencionadas, centradas en el estudiante y orientadas al desarrollo de
competencias científicas, se produce un verdadero impacto educativo.
La revisión de literatura evidencia que la gamificación cumple una función catalizadora en la
integración de tecnologías emergentes. A través de ella, los entornos digitales se tornan más atractivos,
motivadores y participativos. Esto es particularmente importante en la enseñanza de las Ciencias
Naturales, una disciplina que, si bien es fundamental para la comprensión del mundo natural y el
desarrollo de pensamiento crítico, a menudo resulta percibida como abstracta, densa o distante por parte
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del alumnado. En este sentido, la gamificación contribuye a reducir estas barreras al permitir la
contextualización, la ludificación del contenido y la construcción de aprendizajes significativos
mediante la interacción, el desafío y la recompensa.
Por su parte, la innovación pedagógica se presenta como el marco general que permite reconfigurar las
prácticas docentes a partir de enfoques activos, colaborativos y experienciales. Metodologías como el
aprendizaje basado en proyectos, el aula invertida, el aprendizaje colaborativo en entornos virtuales y la
evaluación formativa mediante plataformas interactivas, son algunas de las formas en que se
operacionaliza esta innovación. Lo que se observa es que los docentes que incorporan tecnologías
emergentes y gamificación en sus clases, lo hacen desde una lógica de innovación que busca resignificar
la enseñanza de las Ciencias Naturales en clave de pertinencia, creatividad y compromiso social.
Avances y beneficios identificados
Entre los beneficios más relevantes documentados en la revisión destacan:
Incremento en la motivación y participación del alumnado, especialmente en niveles de educación
básica y media, donde los estudiantes responden positivamente a estímulos digitales y mecánicas
lúdicas.
Mejoras en la comprensión de conceptos científicos complejos, gracias al uso de simuladores, RA y
RV que permiten observar fenómenos no perceptibles a simple vista.
Desarrollo de competencias digitales, tanto en docentes como en estudiantes, lo cual resulta
fundamental para enfrentar los desafíos del siglo XXI.
Personalización del aprendizaje, mediante plataformas inteligentes que adaptan el contenido según el
ritmo y estilo de aprendizaje del estudiante.
Reducción de brechas cognitivas y mejora en la retención del conocimiento, facilitando el acceso a
experiencias científicas incluso en contextos con limitaciones físicas o materiales.
Estos beneficios, sin embargo, no son automáticos ni generalizables. Dependen en gran medida del
contexto, del diseño pedagógico, del compromiso docente y del acompañamiento institucional.
Limitaciones y desafíos persistentes
A pesar del potencial transformador identificado, el estudio también revela limitaciones estructurales
y pedagógicas que restringen el impacto de estas estrategias. Entre las más significativas se encuentran:
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Brechas de acceso y uso de tecnología, especialmente en zonas rurales y contextos
socioeconómicamente vulnerables, donde la infraestructura digital es limitada.
Falta de formación docente específica para el uso pedagógico de tecnologías emergentes y para la
implementación eficaz de la gamificación como estrategia metodológica, más allá de su uso recreativo.
Integración superficial de la tecnología, donde se prioriza el uso de herramientas digitales como
elementos decorativos o motivacionales, sin una planificación curricular sólida.
Carencia de investigación longitudinal que permita evaluar el impacto sostenido en el tiempo de estas
metodologías en el desarrollo del pensamiento científico, la actitud hacia la ciencia y el rendimiento
académico.
Resistencia al cambio institucional, tanto a nivel administrativo como cultural, lo cual limita las
posibilidades de sistematización y escalamiento de las experiencias exitosas.
Estos desafíos ponen en evidencia que la transformación educativa requiere no solo herramientas, sino
cambios estructurales y culturales que permitan una adopción crítica, contextualizada y sostenible de
la innovación.
Proyecciones y recomendaciones
A partir de los hallazgos de esta revisión, se proponen las siguientes recomendaciones orientadas a
consolidar la convergencia entre tecnologías emergentes, gamificación e innovación pedagógica en la
enseñanza de las Ciencias Naturales:
Diseñar políticas educativas que fomenten la innovación docente, ofreciendo formación continua,
incentivos a la investigación pedagógica y apoyo técnico para el uso de tecnologías emergentes.
Promover modelos pedagógicos híbridos, que articulen lo presencial con lo virtual y que aprovechen
las fortalezas de cada modalidad para enriquecer la experiencia de aprendizaje en Ciencias Naturales.
Impulsar la sistematización y difusión de buenas prácticas docentes, especialmente aquellas que han
logrado integrar tecnología y gamificación de forma efectiva, para servir como referencia y fuente de
inspiración para otros docentes.
Fomentar la co-creación de recursos educativos entre docentes, estudiantes, tecnólogos y
especialistas en didáctica de las ciencias, para asegurar la pertinencia cultural, pedagógica y disciplinar
de los materiales.
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Desarrollar evaluaciones más integrales y formativas, que valoren no solo los resultados cognitivos,
sino también las habilidades científicas, el trabajo colaborativo, la creatividad y la actitud hacia la
ciencia.
Incorporar la perspectiva de equidad e inclusión en el diseño e implementación de estrategias
digitales, asegurando que ningún estudiante quede excluido del acceso al conocimiento científico por
razones geográficas, económicas o culturales.
Aportes del estudio y proyección futura
Este artículo de revisión constituye un aporte académico y práctico al sistematizar una diversidad de
investigaciones recientes que permiten comprender el estado actual de la convergencia entre tecnología,
gamificación e innovación en la enseñanza de las Ciencias Naturales. El análisis desde la metodología
PRISMA asegura transparencia, rigurosidad y replicabilidad del proceso, lo que refuerza la validez de
las conclusiones aquí presentadas.
Asimismo, esta revisión abre nuevas líneas de investigación, como el análisis del impacto de estas
estrategias en la educación intercultural, la educación ambiental y la formación docente inicial. También
sugiere explorar más a fondo el papel de la inteligencia artificial, el aprendizaje adaptativo y el
metaverso en el futuro de la educación científica.
Por último, este trabajo plantea una reflexión crítica y esperanzadora sobre el rol del docente como
diseñador de experiencias, facilitador del aprendizaje y mediador tecnológico. La convergencia que aquí
se analiza no es solo técnica, sino profundamente pedagógica, ética y transformadora. La enseñanza
de las Ciencias Naturales en el siglo XXI debe ser, más que nunca, una experiencia significativa, situada,
inclusiva y orientada a la construcción de una ciudadanía científica, crítica y comprometida con el futuro
del planeta.
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