Introducción

Las dos primeras décadas del milenio se han caracterizado por avances tecnológicos en las áreas de medicina e ingeniería, tras la pandemia del COVID-19, la educación superior peruana implementó planes de emergencia para continuar brindando servicios educativos. Los programas cuyos currículos incluyen prácticas de laboratorio, fueron los más afectados, desarrollando la materia desde una perspectiva teórica. La virtualización de la asignatura de química excluyó las prácticas de laboratorio, las cuales se desarrollan de forma tradicional, donde el profesor cumple un rol activo y los estudiantes un rol pasivo, generando el desinterés y desmotivación del alumnado por aprender los principios básicos de la ciencia.

El problema de la investigación fue la desconexión que existe entre la enseñanza de la química y su aplicación práctica en la ingeniería civil, generando desinterés en los estudiantes, lo cual influyó en comprender los principios fundamentales de la ciencia, específicamente de la química. Según ^{Fernández (2017}) el problema radica en que la química se centra en la descripción de conceptos, descuidando los aspectos experimentales. ^{Orrego et al. (2019)} señalan que, encontrar el equilibrio entre el aprendizaje de la ciencia y el interés hacia la misma es motivo de debate. ^{Cárdenas (2007}) menciona que, el factor capacidad mental influye en el procesamiento de la información. ^{Sosa et al. (2020}) mencionado por ^{Chonillo et al. (2024}) mencionan que la descontextualización de los contenidos genera desinterés por el aprendizaje de la química.

De acuerdo con el autor ^{Sandoval et al. (2008}) sugieren que, el aprendizaje basado en proyectos y la experimentación en química facilitan el acercamiento a los estudiantes de ingeniería civil a la ciencia. ^{García et al. (2016}), Caamaño (2018), ^{Parga & Pinedo (2018}), ^{Delgado (2023}, ²⁰²⁴, ²⁰²⁵) mencionan a la enseñanza contextualizada y destacan la importancia de las tareas experimentales en química. ^{Rodríguez, Casas & Martínez (2020}) y ^{Abreu et al. (2025)} indican que, la contextualización desarrolla habilidades de pensamiento, análisis y toma de decisiones. ^{Hidi (1990}), ^{Schiefele, (1991}), ^{Hidi & Renninger (2006)} destacan el interés situacional y personal del estudiante, representando un factor que influye en el nivel de atracción y compromiso del estudiante hacia la ciencia. ^{Schunk & Pajares (2002}) le otorgan a la autoeficacia un papel importante en el contexto del logro. Según ^{Eccles (1983}) y Eccles & ^{Wigfield (2002)}, el valor de la tarea es una dimensión importante de la motivación que el estudiante tiene hacia la ciencia.

Desde esta perspectiva, nos cuestionamos: ¿Cuál es el efecto de las tareas experimentales contextualizadas en el fortalecimiento de la motivación de los estudiantes hacia el estudio de las ciencias? ¿Por qué los experimentos basados en la oxidación del acero mejoran el interés situacional y personal, la autoeficacia y el valor de la tarea? El objetivo general determinar el efecto de las tareas experimentales contextualizadas para fortalecer la motivación de los estudiantes de química de la Escuela de Ingeniería Civil hacia el estudio de las ciencias. Los objetivos específicos son: evaluar la influencia de las tareas experimentales contextualizadas en el interés situacional y personal, la autoeficacia y el valor de la tarea. La hipótesis parte de que las tareas experimentales contextualizadas mejoran la motivación de los estudiantes de ingeniería civil para estudiar ciencias.

Metodología

Respondiendo al objetivo planteado y a partir de las líneas de investigación, como, además, la generación del conocimiento, se realizó una investigación en el Laboratorio de Química de la Universidad Nacional de Cajamarca, Filial Jaén. El estudio se enmarcó en el paradigma positivista, ya que planteamos la posibilidad de llegar a la verdad en la medida que abordamos el problema (^{Miranda & Ortiz, 2020}). Se utilizó el método inductivo, que determinan características generales de una población a partir de un estudio específico (^{Vargas, 2014}). El enfoque cuantitativo se basó en fundamentos teóricos aceptados por la comunidad científica, permitiéndonos formular hipótesis sobre relaciones esperadas entre las variables que forman parte del problema que se estudió (^{Sánchez & Murillo, 2021}). Se empleó el diseño cuasiexperimental ya que tuvo por objetivo poner a prueba una hipótesis causal manipulando al menos una variable independiente, donde por razones logísticas o éticas no se puede asignar las unidades de investigación aleatoriamente a los grupos (^{Fernández et al., 2014}). De tipo explicativo-aplicada, ya que se buscó comprender la relación causal entre las variables, aplicada porque el fenómeno de corrosión es un problema que afecta directamente al sector construcción y de corte transversal debido a que la recolección de datos para una muestra específica fue en un solo momento en el tiempo (^{Hernández et al., 2018}).

Según ^{Arias et al. (2016}) la población es un conjunto de casos, definido, limitado y accesible, que formará el referente para la elección de la muestra que cumple con características definida, en nuestro caso la población estuvo conformada por 60 estudiantes , El muestreo fue no probabilístico, estuvo constituida por 30 estudiantes de tercer ciclo pertenecientes a la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil durante el ciclo académico 2025-I, los cuales se dividieron en un grupo control al cual no se le aplicó el programa de intervención y un grupo experimental al cual se le aplicó dicho programa, el grupo experimental estuvo conformado por 4 Subgrupos de 6 estudiantes cada uno. La técnica empleada fue la encuesta, de acuerdo con ^{Casas et al. (2003}), se trata de una técnica que permite obtener y elaborar datos de modo rápido y eficaz y el instrumento empleado fue el cuestionario, según ^{García, et al. (2006)} señalan que, se trata de documentos que recogen de forma organizada los indicadores de las variables implicadas en el objetivo de la encuesta. A continuación, presentamos el esquema que permite evaluar el efecto del programa de intervención.

Donde:

GE: Grupo experimental

GC: Grupo control

x= Variable independiente (Tareas experimentales contextualizadas)

O₁, O₃= Pretest mediciones de la variable dependiente

O₂, O₄ = Post test mediciones de la variable dependiente

La variable independiente fue la tarea experimental contextualizada y la variable dependiente, la mejora de la motivación de los estudiantes de química de la Escuela de Ingeniería Civil hacia el estudio de las ciencias. Para la evaluación de las variables se utilizó la prueba como instrumento. El índice de confiabilidad del instrumento se determinó a partir del alfa de Cronbach, utilizando el programa estadístico SPSS software.

Las variables se compusieron de tres dimensiones, cada una conformada por tres indicadores y tres ítems. La escala Likert se puntuó con 1, 2, 3, 4 y 5 para las proposiciones: totalmente en desacuerdo (TEDA), en desacuerdo (ED), neutral (N), de acuerdo (DA) y totalmente de acuerdo (TDA), respectivamente.

La investigación se desarrolló, siguiendo principios éticos, los participantes fueron informados acerca de los objetivos, procedimientos y la confidencialidad de sus datos, también se obtuvo el consentimiento informado por escrito de cada uno de ellos, en donde se señala la participación voluntaria. El protocolo de investigación fue revisado y aprobado por el Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Nacional de Cajamarca. La Tabla 1 no presenta los resultados del cuestionario, evidencia la matriz de mediciones del estudio, la cual se empleó para medir la variable independiente: Tareas experimentales contextualizadas.

La Tabla 2 no presenta los resultados del cuestionario, evidencia la matriz de mediciones del estudio empleada para cuantificar la variable dependiente: Fortalecimiento en la Motivación de los Estudiantes de Química de la Escuela de Ingeniería Civil hacia el Estudio de las Ciencias.

Esquema de la Tarea Experimental Contextualizada

Las tareas experimentales contextualizadas se basaron en el modelo propuesto por ^{Delgado (2024}). Como se detalla en la Figura 1, el proceso incluyó una serie de pasos secuenciales. Se inició con la planificación y un diagnóstico situacional que incluyó la aplicación de un pretest. Posteriormente, se desarrollaron habilidades de pensamiento crítico a través de la propuesta de experimentos y la problematización. El proceso concluyó con la hipotetización, la ejecución, el análisis de los resultados y la socialización del conocimiento adquirido.

Las Tareas Experimentales Contextualizadas tuvieron una duración de 14 semanas y consistieron en proponer experimentos relacionados con la oxidación del acero utilizado en la construcción. Los sistemas acuosos fueron propuestos por los estudiantes. El experimento consistió en sumergir muestras de acero de ½ pulgada de diámetro y 8 cm de longitud en diversos medios acuosos en recipientes de polietileno reciclado con capacidad de 200 mL, los ensayos se realizaron por triplicado; con la finalidad de observar los cambios se utilizó una unidad de control conteniendo agua destilada. Cada semana, los estudiantes, extraían las muestras de acero y las limpiaban con agua destilada, luego la secaban con una toalla de papel e inmediatamente se pesaban en una balanza analítica.

Resultados

Los resultados obtenidos en la presente investigación evidenciaron el impacto positivo de la aplicación de tareas experimentales contextualizadas en la motivación de los estudiantes de Química de la Escuela de Ingeniería Civil. El análisis comparativo entre el grupo control y el grupo experimental permitió identificar mejoras significativas en las tres dimensiones evaluadas: interés situacional y personal, autoeficacia y valor de la tarea. Los datos recopilados a través del pretest y postest mostraron incrementos notables en los niveles de participación activa, disfrute por la experimentación, confianza en las propias capacidades y percepción de utilidad del aprendizaje científico. Estos hallazgos reflejaron que la implementación del programa de intervención no solo fortaleció la motivación intrínseca de los participantes, sino que también favoreció la comprensión conceptual de los contenidos, consolidando el aprendizaje significativo en contextos reales de aplicación.

Prueba Estadísticas de Confiabilidad alfa de Cronbach

La Tabla 4 muestra el valor del coeficiente estadístico alfa de Cronbach y el número de estudiantes evaluados, cuyo resultado se califica como aceptable, lo que evidencia la consistencia interna y la fiabilidad del instrumento aplicado. Este valor confirma que los ítems que componen el cuestionario guardaron una correlación adecuada entre sí, garantizando la coherencia de las respuestas obtenidas y la estabilidad del instrumento ante posibles variaciones muestrales. En este sentido, el coeficiente obtenido respalda la validez del proceso de medición utilizado para evaluar las variables de estudio, asegurando que las dimensiones de interés situacional y personal, autoeficacia y valor de la tarea se estimaron con precisión y uniformidad. Este resultado otorga solidez estadística al análisis posterior, al demostrar que la herramienta de recolección de datos es fiable para captar los niveles de motivación de los estudiantes frente a las tareas experimentales contextualizadas.

Resultados del Desempeño de los Grupos Control y Experimental en el pretest y post test

La Figura 2 muestra que, el pretest y el postest del grupo control no presentó una diferencia porcentual significativa, mientras que, para el grupo experimental, el pretest y el postest arrojaron resultados de 45,11% y 84,74%, este aumento del 39,63% en el rendimiento es un sólido indicador de que la implementación de este tipo de actividades influyó positivamente en la mejora de la motivación de los estudiantes hacia el estudio de ciencias.

En la Figura 3 se observa un incremento del 39,63% entre el pretest y el postest del grupo experimental, lo que evidencia un avance sustancial en la dimensión de interés situacional y personal. Este aumento refleja que la participación activa en tareas experimentales diseñadas desde contextos reales logró captar la atención y curiosidad de los estudiantes, transformando su percepción hacia la asignatura de Química. La interacción directa con fenómenos tangibles, como la oxidación del acero, propició experiencias de aprendizaje significativas que despertaron emociones positivas, mayor disposición a la indagación y una actitud más favorable hacia la experimentación científica. Asimismo, los resultados sugieren que la incorporación de situaciones cotidianas en la enseñanza promovió la motivación intrínseca, al vincular los contenidos teóricos con la práctica profesional del futuro ingeniero civil. Este hallazgo confirma que la contextualización de las tareas experimentales constituye un medio eficaz para fortalecer la conexión emocional e intelectual del estudiante con el conocimiento científico.

En la Figura 4 se aprecia que la diferencia porcentual entre el pretest y el postest para el grupo experimental en la dimensión de autoeficacia fue de 38,74%, lo que demuestra una mejora significativa en la confianza de los estudiantes respecto a sus propias capacidades para aprender y ejecutar experimentos de química. Este aumento indica que la metodología aplicada contribuyó a que los participantes reconocieran sus habilidades para resolver problemas, interpretar resultados y enfrentar desafíos experimentales con mayor seguridad. La exposición continua a experiencias prácticas permitió que los estudiantes desarrollaran una percepción más realista de su competencia científica, reforzando la perseverancia, la autonomía y la autorregulación en el aprendizaje. Además, este fortalecimiento de la autoeficacia favoreció la disposición al esfuerzo sostenido, la superación del miedo al error y el deseo de alcanzar logros personales, elementos fundamentales para la consolidación del aprendizaje significativo y el desarrollo de una actitud proactiva hacia la ciencia.

En la Figura 5 se observa una diferencia porcentual de 40,22% entre el pretest y el postest del grupo experimental en la dimensión valor de la tarea, lo que evidencia un aumento considerable en la percepción de relevancia y utilidad del aprendizaje científico por parte de los estudiantes. Este resultado sugiere que las tareas experimentales contextualizadas lograron conectar el conocimiento químico con situaciones reales vinculadas a su futura práctica profesional, fortaleciendo la comprensión de la aplicabilidad de la ciencia en la resolución de problemas de ingeniería. La experiencia práctica permitió que los estudiantes apreciaran la química no como un conjunto de conceptos abstractos, sino como una herramienta esencial para la innovación y la sostenibilidad en el campo constructivo. Asimismo, este incremento en el valor percibido de la tarea impulsó una actitud más comprometida hacia el aprendizaje, donde la motivación extrínseca cedió paso a un interés genuino por descubrir el sentido y propósito del conocimiento adquirido, consolidando así una formación más integral, reflexiva y orientada al desempeño profesional.

La Figura 6 muestra que, la variable independiente incrementó el conocimiento de los estudiantes sobre los contenidos fundamentales acerca del acero, lo cual es muy significativo en su formación como ingenieros civiles, Las diferencias porcentuales entre el postest y pretest en las dimensiones de fundamentos del acero estructural, mecanismos y factores de la corrosión, y la influencia de los sistemas acuosos en la corrosión fueron 28,97%, 27,78% y 28,74%, respectivamente.

Resultados de la Contrastación de las Hipótesis General y Específica para del Desempeño de los Grupos Control y Experimental en el pretest y post test

La Tabla 4 muestra los resultados de la contrastación de las hipótesis general, se evidencian los resultados de la prueba de rangos de Wilcoxon del grupo experimental (Z = -6,121, p < 0,001), lo cual reveló un fortalecimiento estadísticamente significativo en la motivación de los estudiantes en el estudio de ciencias, estos hallazgos sugieren que las tareas contextualizadas tienen un potencial positivo que fomenta la motivación hacia el estudio de ciencias, lo que respalda la hipótesis alternativa propuesta.

La hipótesis alterna, que afirmaba que las tareas experimentales contextualizadas mejoran el interés situacional y personal de los estudiantes, se confirmó. Los resultados de la prueba t de Student mostraron una diferencia estadísticamente significativa entre el pretest y el postest del grupo experimental, con un valor de t calculado de 7.582 y un nivel de significancia de 0.098. Por lo tanto, se aceptó la hipótesis alternativa.

La hipótesis alterna, que sostenía que las tareas experimentales contextualizadas mejoran la autoeficacia de los estudiantes, fue aceptada. Esto se debe a que la prueba de rangos con signo de Wilcoxon mostró una diferencia estadísticamente significativa, con un valor de Z = -6.279 y un valor de p < 0.05.

Se aceptó la hipótesis alterna, la cual planteaba que las tareas experimentales contextualizadas tienen un efecto positivo en la mejora del valor que los estudiantes atribuyen a la tarea. Los resultados de la prueba de rangos con signo de Wilcoxon confirmaron esta afirmación, mostrando una diferencia significativa con Z = -6.0369 y un valor de p < 0.05.

El programa de intervención, basado en tareas experimentales contextualizadas, tuvo un efecto positivo y estadísticamente significativo en el conocimiento de los estudiantes sobre la oxidación del acero en sistemas acuosos. Este hallazgo confirmó la hipótesis planteada. Los resultados de la prueba Z de Wilcoxon, presentados en la Tabla 4, mostraron una diferencia significativa entre el postest y el pretest, con un valor de -6.741 y un p < 0.05. Estos datos no solo demuestran la adquisición de conocimientos, sino que también sugieren un aumento en la motivación de los estudiantes hacia las ciencias.

Discusión

El efecto de las tareas experimentales contextualizadas en el fortalecimiento de la motivación de los estudiantes de Química de la Escuela de Ingeniería Civil hacia el estudio de las ciencias fue positivo, lo cual se evidenció al comparar los resultados del grupo experimental con el grupo de control, en el caso del grupo de control, la motivación de los estudiantes se mantuvo en un nivel similar, mientras que en el grupo experimental se incrementó. Los resultados no solo demostraron una mejora sustancial en la motivación, sino también en la comprensión conceptual de la oxidación del acero, esto indica que, los estudiantes pudieron integrar y aplicar eficazmente los conocimientos, reforzando la idea de que el aprendizaje activo y experiencial favorece la actitud hacia la ciencia.

Esta observación coincide con los hallazgos de ^{Giler et al. (2025)}, quienes luego de implementar un enfoque basado en la reflexión del conocimiento meta motivacional y la contextualización de conceptos de la química, mediante situaciones cotidianas, lograron mejorar su interés hacia la ciencia. ^{Kolb (1984}) señala que, el aprendizaje es un proceso cíclico donde la experiencia concreta, la observación reflexiva, la conceptualización abstracta y la experimentación activa se interrelacionan para construir conocimiento. Al respecto podemos añadir que las tareas experimentales contextualizada, permitieron a los estudiantes interactuar directamente con el fenómeno de la corrosión, lo cual facilitó la comprensión significativa de los fundamentos de este proceso, logrando consolidar los conocimientos teóricos

Respecto a la dimensión interés situacional, el estudio realizado por ^{Iñiguez et al. (2017)} respalda nuestros resultados, ellos demostraron que, el bajo rendimiento académico de los estudiantes de Química General tiene como principal factor al interés de los estudiantes hacia la asignatura. ^{Hidi, (1990}) y ^{Schiefele, (1991}) indican que, el interés situacional corresponde a un estado de atracción y atención provocado por características específicas del entorno de aprendizaje o la propia tarea.

Realizar experimentos de química que simulan situaciones reales ayudan a activar la reflexión, el análisis y el pensamiento crítico en los estudiantes. Este proceso no solo capta su interés, sino que también mejora su atención. ^{Bergin & Cooks (2002}) señalan que, la manipulación de materiales, la observación de reacciones y la posibilidad de obtener resultados inesperados generan un elemento de novedad que rompe con la monotonía de la enseñanza tradicional. Esto crea una atmósfera de asombro y curiosidad fundamental para el interés situacional.

Respecto a los resultados de la dimensión autoconfianza, el estudio realizado por ^{Pečiuliauskienė (2020}) demostró una correlación significativa entre la autoconfianza y la motivación de los estudiantes hacia el aprendizaje de ciencias. El autor también sugiere que la expectativa del éxito en el ámbito científico depende de dicha dimensión. ^{Bandura (1997}); ^{Pintrich & Schunk (2002}) señalan que, la autoconfianza representa un factor motivacional y cognitivo crítico que influye directamente en el compromiso académico y la persistencia frente a los desafíos científicos. El hallazgo sugiere que las tareas experimentales contextualizadas actuaron como un catalizador fortaleciendo la creencia de que una elevada autoconfianza está relacionada con un mayor esfuerzo, perseverancia y persistencia en la solución de problemas complejos, esto prepara a los estudiantes para enfrentar futuros desafíos profesionales con menor ansiedad y mayor disposición a asumir riesgos intelectuales.

Los resultados sobre el valor de la tarea son consistentes con los de ^{Fernández (2017}), quien encontró que integrar el enfoque investigativo en las tareas de química orgánica motivó a los estudiantes a desarrollarlas. Este hallazgo es fundamental, porque el valor de la tarea es un componente central de las teorías motivacionales. ^{Eccles et al. (1983} señalan que, la elección y el desempeño de la tarea están influenciados por las expectativas de éxito y el valor asignado a esa tarea.

El estudio se realizó exclusivamente en la Escuela de Ingeniería Civil, lo cual constituye una limitación. Por lo tanto, los resultados obtenidos no pueden generalizarse a otras escuelas o disciplinas. El estudio se centró en tres dimensiones que consideramos fundamentales. No obstante, se podrían incluir otras, tales como la orientación hacia los objetivos, la expectativa por los resultados, las atribuciones causales, el nivel socio económico, la edad de los participantes, lugar de origen y colegio de procedencia, esta última limitación es muy importante, ya que los estudiantes generalmente provienen de instituciones educativas de distritos, caseríos o centros poblados, donde no cuentan con laboratorios para la enseñanza de las ciencias naturales a nivel secundario

La investigación nos proyecta a la posibilidad de replicarlas en otras escuelas de ingeniería, estudiar el efecto en otros niveles académicos, realizar un seguimiento más prolongado, desde el punto de vista de la practica docente, realizar investigaciones acerca de la mejora en la enseñanza aplicando la estrategia tareas experimentales contextualizadas, entre otras posibilidades también se podría evaluar el trabajo colaborativo, la habilidad de sociabilizar los nuevos conocimientos.

Conclusiones

El estudio es importante porque al realizar experimentos en el laboratorio, los estudiantes desarrollan habilidades investigativas, las cuales son esenciales para cualquier estudiante de ingeniería, desde el punto de vista profesional el estudio mostró un problema relacionado a la corrosión del acero, una de las principales causas de deterioro de las estructuras. Estos enfoques motivan al estudiante a comprometerse con temas científicos, que, por lo general, no son considerados en su formación académica.

El trabajo podría incentivar a docentes a rediseñar sus sílabos, incluyendo una tarea experimental contextualizada, esto logrará que el aprendizaje de la química acerque a los estudiantes a aplicaciones reales desde los primeros ciclos. Al comprobar que este tipo de tareas ayuda a mejorar su seguridad, autoconfianza en ellos mismos, hará que los futuros ingenieros se sientan más competentes en las ciencias. Realizar una tarea relacionada a un problema real, favorece a los estudiantes a reconocer el valor práctico de su aprendizaje. El trabajo podría ayudar en el interés situacional de los futuros ingenieros a desarrollar soluciones tecnológicas innovadoras, que permitan preservar las estructuras de acero.