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INTRODUCCIÓN
En el contexto de la educación superior en ingeniería, la enseñanza de la electrónica digital enfrenta el desafío de equilibrar el aprendizaje teórico con el desarrollo de habilidades prácticas (Andrea et al, 2024); (Candia, 2023); (Williams et al, 2025). Asimismo, los enfoques de enseñanzas tradicionales, normalizado solo en la exposición de parte de los docentes dentro de las sesiones de clases, al ser solo transmisión de contenidos de los docentes resultan insuficientes para preparar a los estudiantes frente a los retos tecnológicos actuales (Vidal-Silva et al., 2019). Ante esta preocupación estudios actuales sugieren que se debe aprender el uso de metodologías activas, tales como el aprendizaje basado en proyectos (ABP), debido a que permitirá mejorar la motivación, la comprensión de conceptos complejos y la adquisición de competencias técnicas (Gutiérrez et al., 2013; Pereira et al., 2022).
Para complementar los procesos de enseñanza resulta indispensable contar con herramientas tecnológicas accesibles, entre las cuales el uso de sistemas embebidos como Arduino o ESP32 ha adquirido gran relevancia debido a su bajo costo y a su utilidad como recurso didáctico (Soria-López et al., 2024). Estas plataformas ofrecen la posibilidad de desarrollar proyectos prácticos y asequibles, permitiendo conectar la teoría con la aplicación real. En este sentido, la implementación del Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) mediante sistemas embebidos favorece la exploración de componentes analógicos, activos y la programación de microcontroladores, aspectos fundamentales para el aprendizaje de la electrónica digital (Borsig et al., 2020).
El problema justamente se tiene en que las universidades públicas en Latinoamérica no están estandarizadas con el manejo de enfoques pedagógicos de carácter innovador, solo se da en pocas escalas es muy limitado dicho alcance (Tupac-Yupanqui et al., 2021). Por tal motivo se requiere realizar en forma empírica la efectividad en contextos reales dentro de las aulas de clases. Así en el Perú, puntualmente en la enseñanza de la asignatura electrónica digital en programas de ingeniería aún siguen enfrentando desafíos para lograr aprendizajes de carácter significativos asociados a una realidad el cual los estudiantes universitarios no pueden emplearlos a una realidad del contexto profesional (Medina et al., 2024; Pita, 2024).
En base a lo mencionado anteriormente, el presente estudio tuvo como objetivo principal evaluar el impacto de la metodología del aprendizaje basado en proyectos en conjunto con la utilización de sistemas embebidos en el desarrollo de competencias en electrónica digital en estudiantes universitarios de ingeniería.
MÉTODO
El estudio se desarrolló durante el semestre académico 2024-I en la Facultad de Ingeniería de una universidad pública peruana, dentro de la asignatura de Electrónica Digital. La investigación se llevó a cabo con dos secciones, A y B, conformadas por 20 estudiantes cada una. La sección B funcionó como grupo de control, en el que se aplicó la enseñanza tradicional, mientras que en la sección A se implementó la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) utilizando sistemas embebidos como Arduino y ESP32. La intervención combinó sesiones teóricas con prácticas orientadas al diseño y desarrollo de prototipos funcionales, destinados a resolver problemáticas reales vinculadas al campo de la electrónica.
La población estuvo conformada por los estudiantes universitarios del cuarto ciclo matriculados en la asignatura de Electrónica Digital. Donde al final del empleo de la metodología a cada uno se les considero de manera individual para la evaluación del rendimiento académico, el desarrollo de habilidades prácticas y la motivación hacia el aprendizaje.
Para efectos de este artículo, es necesario describir el procedimiento metodológico ABP, en la primera fase, correspondiente al diseño de la secuencia de proyectos prácticos, se seleccionaron los sistemas embebidos adecuados, específicamente Arduino y ESP32. Asimismo, se diseñaron actividades prácticas alineadas con los contenidos curriculares, las cuales fueron organizadas de acuerdo con cada sesión de clase. Para cada proyecto se definieron los recursos técnicos, las etapas de implementación y los criterios de evaluación, lo que permitió garantizar la coherencia entre los objetivos de aprendizaje y las tareas propuestas (López-Macías et al., 2025; Orellana et al., 2025; Pereira et al., 2022).
En la segunda fase, correspondiente a la implementación de la metodología ABP, los equipos del grupo experimental desarrollaron los proyectos prácticos siguiendo las etapas propias de esta estrategia. El procedimiento incluyó la formulación de una pregunta clave orientada a resolver un problema del entorno real, la validación de esta con el docente, la planificación del trabajo de acuerdo con el tipo de proyecto, así como el monitoreo y la evaluación del producto final. Este proceso facilitó la integración progresiva de los conceptos teóricos con su aplicación práctica, lo que promovió un aprendizaje más significativo (Gutiérrez et al., 2013; Sánchez et al., 2022).
La recolección de datos se llevó a cabo mediante encuestas dicotómicas, pruebas de conocimientos, entrevistas semiestructuradas y rúbricas de evaluación de proyectos (Cho et al., 2022; Awedh et al., 2014). Estos instrumentos fueron aplicados tanto en la etapa previa como posterior a la intervención. Para el tratamiento de los resultados cuantitativos se utilizaron los programas SPSS y Excel, aplicando análisis descriptivos y comparativos entre los grupos. De forma complementaria, las respuestas obtenidas en las entrevistas fueron examinadas de manera cualitativa, lo que permitió realizar una triangulación de resultados y fortalecer la interpretación de los hallazgos (Esponda y Pérez, 2024; Guardarrama et al., 2024; Pacheco et al., 2020).
El diseño metodológico del estudio requirió una planificación pedagógica minuciosa para la intervención aplicada al grupo experimental. En la Tabla 1, se presenta la programación vinculada al Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), donde se integran los sistemas embebidos Arduino y ESP32, articulando las unidades temáticas con actividades estratégicas, fases del ABP e indicadores de logro previstos.
Asimismo, para medir el impacto de la intervención en los estudiantes, se estableció como variable dependiente el desarrollo de competencias en Electrónica Digital. Esta variable se organizó en tres dimensiones principales: componentes electrónicos analógicos, componentes activos y el entorno Arduino/fuente de alimentación. Cada una de ellas fue evaluada mediante ítems con escala dicotómica (correcto/incorrecto), clasificando los niveles de desempeño en las categorías de malo, regular o bueno, de acuerdo con los puntajes alcanzados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Proyectos prácticos desarrollados
Como parte de la intervención pedagógica, los estudiantes del grupo experimental desarrollaron una serie de proyectos prácticos alineados con los contenidos de la asignatura y con problemáticas reales, enmarcadas dentro del ABP. La Tabla 2, sistematiza estos proyectos, indicando la semana de ejecución, el tema electrónico abordado y una breve descripción del proyecto realizado. Esta planificación permitió que los estudiantes aplicaran conceptos de electrónica digital en situaciones prácticas con relevancia social y tecnológica, usando dispositivos como el ESP32, sensores ambientales, y plataformas de programación visual. La secuencia semanal evidencia la progresión de dificultad y la integración de aprendizajes.
Resultados generales en competencias de Electrónica Digital
La Tabla 3, muestra los niveles de logro general en las competencias de Electrónica Digital antes y después de la intervención, tanto en el grupo control como en el experimental. En el grupo control, los resultados se mantuvieron relativamente estables entre el pretest y el postest, con una mayoría de estudiantes ubicados en el nivel “Malo”. Por el contrario, en el grupo experimental se evidencia una mejora significativa: tras la intervención, el 55% de los estudiantes alcanzó el nivel “Bueno”, frente al 0% en la evaluación inicial.
El grupo control no muestra cambios relevantes, mientras que en el grupo experimental se observa una distribución mucho más favorable después de aplicar el aprendizaje basado en proyectos con sistemas embebidos. Esto respalda la hipótesis de que dicha metodología influye positivamente en el desarrollo de competencias técnicas.
Comprensión de componentes electrónicos analógicos
En la Tabla 4, se presentan los resultados correspondientes a la primera dimensión de evaluación: comprensión de componentes electrónicos analógicos (resistencias y bobinas). El grupo control muestra una mejora leve entre pretest y postest. En cambio, en el grupo experimental, el 85% de los estudiantes alcanzó el nivel “Bueno” tras la intervención, en comparación con un 10% al inicio.
Comprensión de componentes electrónicos activos
La Tabla 5, recoge los datos relacionados con la segunda dimensión: comprensión de componentes electrónicos activos (diodo, transistor y circuitos integrados). En el grupo control se aprecia incluso un descenso del nivel “Bueno” entre ambas mediciones. Por el contrario, el grupo experimental mejora notablemente, alcanzando un 60% de estudiantes en el nivel “Bueno” en el postest. Los estudiantes del grupo experimental experimentaron un incremento notable en los niveles superiores tras la intervención, lo cual sugiere un impacto positivo de la estrategia didáctica utilizada.
Comprensión sobre fuente de alimentación y entorno Arduino
La Tabla 6, refleja los resultados en la tercera dimensión evaluada: comprensión de la fuente de alimentación y del entorno de programación Arduino. Si bien en el grupo control los cambios fueron mínimos, en el grupo experimental se evidenció un progreso importante: el 50% de los estudiantes alcanzó el nivel “Bueno” tras la intervención, frente al 5% registrado en el pretest.
Análisis inferencial: Prueba U de Mann-Whitney
La Tabla 7, sintetiza los resultados de las pruebas U de Mann-Whitney aplicadas para contrastar las hipótesis del estudio. En todos los casos se obtuvieron valores p < 0,05 en el postest, lo que permite rechazar la hipótesis nula y confirmar que el aprendizaje basado en proyectos utilizando sistemas embebidos tuvo un efecto positivo y significativo en las competencias de Electrónica Digital.
Los resultados muestran diferencias significativas (p < .05) entre el grupo control y el experimental en las tres dimensiones, confirmando que el aprendizaje basado en proyectos con sistemas embebidos impacta positivamente en las competencias técnicas evaluadas.
Discusión
Los resultados cuantitativos evidencian una mejora significativa en el grupo experimental en comparación con el grupo control, tras la aplicación del aprendizaje basado en proyectos utilizando sistemas embebidos. Al realizar finalmente las pruebas postest, cada estudiante de los distintos equipos conformados por los estudiantes universitarios del grupo experimental alcanzó niveles superiores en las tres dimensiones evaluadas: identificación de componentes analógicos, reconocimiento de componentes activos y dominio del entorno Arduino.
Se realizó la evaluación de los datos procesados mediante el análisis estadístico descriptivo de la aplicación SPSS, y se observó un incremento notable en los porcentajes de respuestas correctas en el grupo experimental por cada dimensión evaluada. Estos hallazgos respaldan estudios previos que indican que el uso de metodologías activas mejora el aprendizaje significativo en contextos de educación universitaria (Pereira et al., 2022; Borsig et al., 2020).
Se observó que al ser de carácter experimental y asociado a un contexto real las actividades realizadas por los estudiantes universitarios se consiguió una mayor retención de conocimientos y aplicabilidad en los proyectos, superando al grupo control tanto en el rendimiento académico como en su motivación y participación. Estos resultados coinciden con investigaciones que han señalado la eficacia del enfoque basado en proyectos para el desarrollo de habilidades técnicas (Tupac-Yupanqui et al., 2021).
Asimismo, los hallazgos evidencian que la aplicación del Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) con el uso de sistemas embebidos generó un impacto positivo en el grupo experimental frente al grupo control. Los estudiantes que trabajaron bajo esta metodología alcanzaron niveles superiores en la identificación de componentes analógicos, el reconocimiento de componentes activos y el dominio del entorno Arduino. El análisis estadístico mediante SPSS reflejó un incremento notable en los porcentajes de respuestas correctas en las tres dimensiones evaluadas, lo cual coincide con lo planteado por Pereira et al. (2022) y Borsig et al. (2020), quienes destacan que el uso de metodologías activas contribuye a un aprendizaje más profundo y significativo en el ámbito universitario.
El carácter experimental y orientado a contextos reales de las actividades permitió que los estudiantes no solo mejoraran su rendimiento académico, sino que también incrementaran su motivación y participación en las clases. Esta combinación de teoría y práctica facilitó una mayor retención de conocimientos y el desarrollo de competencias aplicables a proyectos concretos. Estos hallazgos están en concordancia con los resultados de Tupac-Yupanqui et al. (2021), quienes demostraron que el enfoque basado en proyectos favorece la adquisición de habilidades técnicas en escenarios de formación superior.
No obstante, el estudio evidenció ciertas limitaciones que resultan relevantes para futuras aplicaciones. Una de ellas se relaciona con la curva de aprendizaje inicial, ya que varios estudiantes reportaron dificultades para familiarizarse con los sistemas embebidos durante las primeras semanas. Esta observación coincide con lo señalado por Ríos et al. (2023), quienes destacan que la implementación de proyectos tecnológicos en el ámbito educativo exige mayor tiempo y esfuerzo por parte del profesorado en comparación con las metodologías tradicionales, lo cual refuerza la necesidad de una preparación pedagógica más estructurada.
De igual manera, se identificó que la disponibilidad restringida de recursos técnicos, tales como placas y componentes electrónicos, limitó la posibilidad de una práctica constante y equitativa entre los participantes. Esta situación es reafirmada por Carvajal y Morales (2024), quienes sostienen que la carencia de infraestructura y materiales constituye uno de los principales retos para consolidar experiencias de aprendizaje basadas en la tecnología, ya que condiciona tanto la calidad como la continuidad del proceso formativo.
Desde el análisis cualitativo, los comentarios de los estudiantes resaltan el valor de la conexión entre teoría y práctica: afirmaciones como “ahora entiendo cómo funciona porque lo he armado yo mismo” reflejan cómo la experiencia práctica fortaleció su comprensión conceptual. Asimismo, expresiones como “nunca me había interesado tanto por electrónica” y “pude soldar y programar por mi cuenta sin depender del docente” evidencian un incremento en la motivación, la autonomía y la confianza. Estos hallazgos son consistentes con lo señalado por Borsig et al. (2020) y Pereira et al. (2022), quienes afirman que el aprendizaje activo centrado en proyectos promueve la participación y la apropiación del conocimiento.
En conjunto, la evidencia cuantitativa y cualitativa obtenida en este estudio respalda que la implementación del Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) con sistemas embebidos como Arduino y ESP32 no solo potencia el rendimiento académico, sino que además promueve un aprendizaje más motivador, autónomo y sostenible en el tiempo. Estos resultados coinciden con lo planteado por Cabrera y Clares (2023), quienes sostienen que las metodologías activas, al situar al estudiante en el centro del proceso, incrementan su implicación y mejoran la consolidación de competencias técnicas.
A pesar de los resultados positivos alcanzados, se identificaron ciertas limitaciones que es necesario considerar en futuras implementaciones de la metodología ABP con sistemas embebidos. Una de las principales dificultades fue la curva de aprendizaje inicial, ya que algunos estudiantes experimentaron obstáculos al familiarizarse con el uso de estas tecnologías durante las primeras semanas. Este hallazgo coincide con lo señalado por Mero (2024), quien subraya que la introducción de nuevas herramientas técnicas exige un periodo de adaptación que puede retrasar la transición hacia fases más avanzadas del proceso de aprendizaje.
Por otra parte, el equipo docente manifestó que la preparación de los proyectos prácticos demandó un esfuerzo y tiempo significativamente mayor en comparación con la enseñanza tradicional, debido tanto a la falta de experiencias previas como a la diversidad de propuestas generadas por cada grupo. Este aspecto se alinea con lo expuesto por Fernández-Terol y Domingo (2021), quienes afirman que la planificación y gestión de proyectos diferenciados en el aula representa un reto adicional para el profesorado, aunque también puede traducirse en un enriquecimiento pedagógico.
Finalmente, se identificó como limitación la disponibilidad restringida de recursos técnicos, en particular placas y componentes electrónicos. Si bien se procuró que todos los estudiantes tuvieran acceso a los dispositivos, la práctica constante se vio condicionada por la insuficiencia de materiales. Este resultado reafirma lo argumentado por Anchundia (2021), quien sostiene que la carencia de infraestructura tecnológica constituye un factor limitante para el desarrollo pleno de estrategias basadas en proyectos, afectando la continuidad y fluidez de las prácticas experimentales.
CONCLUSIONES
Los hallazgos de este estudio muestran que aplicar el aprendizaje basado en proyectos (ABP), utilizando sistemas embebidos como Arduino y ESP32, contribuye de forma concreta al fortalecimiento de las competencias técnicas en electrónica digital. En particular, los estudiantes del grupo experimental lograron identificar con mayor precisión componentes electrónicos pasivos y activos, así como mejorar su desempeño en programación embebida. A lo largo de la experiencia, se observó también un incremento notable en la motivación de los participantes. Muchos de ellos manifestaron un mayor interés por la asignatura y mayor seguridad al realizar prácticas técnicas, lo que refuerza la efectividad del enfoque activo más allá del rendimiento académico.
El trabajo con proyectos reales, diseñados para responder a situaciones del entorno, favoreció una comprensión más profunda de los conceptos, permitiendo conectar la teoría con la práctica de forma tangible. Esta metodología demostró ser viable y replicable, incluso en instituciones públicas con recursos limitados. Frente a estos resultados, se plantea la conveniencia de aplicar este enfoque en otras asignaturas del área técnica, acompañando su implementación con procesos de formación docente. Sería pertinente, además, desarrollar estudios posteriores que permitan analizar el impacto de esta metodología en diferentes contextos educativos, considerando factores como el perfil del estudiante, el nivel de acceso tecnológico o la duración de la asignatura. Esta línea de trabajo podría enriquecer los procesos de innovación pedagógica en la enseñanza de ingeniería en el ámbito universitario.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
