DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v7i2.5593  
El design thinking como estrategia de innovación pedagógica  
para transformar la enseñanza y aprendizaje en los  
estudiantes de bachillerato  
Design thinking as a strategy for pedagogical innovation to transform  
teaching and learning in high school students  
José Jonatan Matute Flores  
Jose.matute@docentes.educacion.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0000-2788-7009  
Unidad Educativa Cascales  
Cascales – Ecuador  
Angel David Chicaiza Toaquiza  
david.chicaiza@docentes.educacion.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0001-6036-3132  
Unidad Educativa Cascales  
Cascales – Ecuador  
Marlene Carolina Quintana Ormaza  
marlene.quintana@docentes.educacion.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0007-2057-6874  
Unidad Educativa Cascales  
Cascales – Ecuador  
Brígida Lucía Paladines Abad  
brigida.paladines@docentes.educacion.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0004-4109-459X  
Unidad Educativa 3 de Diciembre  
Catacocha – Ecuador  
Rosa Angelica Quezada Tocto  
angelita.quezada@docentes.educacion.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0009-1832-3610  
Unidad Educativa del Milenio Lumbaqui  
Lumbaqui – Ecuador  
Artículo recibido: 21 de noviembre de 2025. Aceptado para publicación: 28 de marzo de 2026.  
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.  
Resumen  
Esta investigación analiza el impacto de la metodología Design Thinking (DT) como estrategia de  
innovación pedagógica para transformar los procesos de enseñanza y aprendizaje en la asignatura de  
Química del Bachillerato. El objetivo consiste en determinar la incidencia de este enfoque en el  
fortalecimiento de competencias para gestionar proyectos de innovación técnica en la Unidad  
Educativa Cascales. Se emplea un enfoque mixto con un diseño de investigación-acción participativa  
se aplicó un muestreo no probabilístico por conveniencia por lo que se trabajó con una muestra de 28  
estudiantes del segundo año de Bachillerato en Ciencias organizados en equipos colaborativos. Los  
instrumentos para la recolección de información fueron cuestionarios basados en un Pre- Test y un  
Post-Test, fichas de observación participante y una rúbrica evaluación del producto final titulado "Agua  
Segura". Los principales hallazgos fue el incremento global de un 106% para la autopercepción del  
desarrollo de competencias, un aumento del 94% en las dimensiones referentes a la sostenibilidad  
ambiental y un 60% para resolución de problemas. La fase de prototipado mostró mayor compromiso,  
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.  
ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 857.  
mejor asimilación de conceptos químicos abstractos a través de la materialización tangible. Se  
concluye que el Design Thinking cambia el paradigma tradicional dejando al estudiante como  
constructor de su propio conocimiento. Las implicaciones del estudio indican que la integración de  
esta metodología al currículo científico reduce la brecha entre la teoría academicista y la práctica  
técnica, impulsando a los estudiantes a enfrentar los desafíos reales frente los cambios complejos en  
esta era moderna.  
Palabras clave: innovación pedagógica, Design Thinking, química, resolución de problemas  
Abstract  
This research analyzes the impact of the Design Thinking (DT) methodology as a pedagogical  
innovation strategy to transform teaching and learning processes in the subject of Chemistry in high  
school. The objective is to determine the impact of this approach on strengthening skills for managing  
technical innovation projects at the Cascales Educational Unit. A mixed approach with a participatory  
action research design was used, applying non-probabilistic convenience sampling, working with a  
sample of 28 second-year high school science students organized into collaborative teams. The  
instruments used to collect information were questionnaires based on a Pre-test and Post-test,  
participant observation sheets, and an evaluation rubric for the final product entitled “Safe Water.” The  
main findings were an overall increase of 106% in self-perception of skills development, a 94% increase  
in dimensions related to environmental sustainability, and a 60% increase in problem solving. The  
prototyping phase showed greater commitment and better assimilation of abstract chemical concepts  
through tangible materialization. It is concluded that Design Thinking changes the traditional  
paradigm, leaving the student as the builder of their own knowledge. The implications of the study  
indicate that the integration of this methodology into the science curriculum reduces the gap between  
academic theory and technical practice, encouraging students to face real challenges in the face of  
complex changes in this modern era.  
Keywords: pedagogical innovation, Design Thinking, chemistry, problem solving  
Todo el contenido de LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades,  
publicado en este sitio está disponibles bajo Licencia Creative Commons.  
Cómo citar: Matute Flores, J. J., Chicaiza Toaquiza, A. D., Quintana Ormaza, M. C., Paladines Abad, B.  
L., & Quezada Tocto, R. A. (2026). El design thinking como estrategia de innovación pedagógica para  
transformar la enseñanza y aprendizaje en los estudiantes de bachillerato. LATAM Revista  
Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades 7 (2), 857 – 874.  
https://doi.org/10.56712/latam.v7i2.5593  
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.  
ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 858.  
INTRODUCCIÓN  
Contexto y Justificación  
La educación en la actualidad muestra desafíos y al mismo tiempo exige superar los modelos  
tradicionales de enseñanza-aprendizaje que demanda soluciones innovadoras que generen  
interacción. De esta forma dentro de las áreas científicas complejas como la química los modelos de  
enseñanza- aprendizaje basados en la transmisión pasiva de conocimientos suele limitar la  
participación dinámica y activa como también del pensamiento crítico y creativo.  
Por otra parte, la innovación pedagógica se muestra como proceso intencionado con la finalidad de  
mejorar la calidad del aprendizaje haciendo que el estudiante se el eje del proceso, por tanto al  
implementar el Design Thinking (DT) para el bachillerato asegura a que los estudiantes accedan a  
conectar conceptos abstractos en función de las prácticas reales para el acceso al agua segura que  
desarrolla habilidades sinérgicas que ayudan a enfrentar los entornos complejos y cambiantes en el  
entorno particular y global.  
Así mismos estudios realizados muestran que el Design Thinking permite el fomento la formación del  
pensamiento creativo y crítico ya que permite abordar problemas y sus complejidades. Investigaciones  
en educación técnica resaltan que el prototipado reduce la brecha entre la teoría y la práctica,  
mejorando la motivación intrínseca. En el contexto de la Química, se ha demostrado que metodologías  
activas incrementan el compromiso afectivo y la autonomía del alumnado.  
Así mismo el Design Thinking (DT) se ha consolidado como una metodología docente activa que  
fomenta habilidades prácticas y la resolución eficaz de problemas complejos. De esta forma según  
Medina, (2024), demuestra que la aplicación del Design Thinking aumenta significativamente la  
motivación, la creatividad y el rendimiento académico. Así mismo en otras investigaciones en ciencias  
experimentales, como la Biología y la Ingeniería, señalan que el Design Thinking permite conectar la  
teoría con la práctica mediante el prototipado, facilitando un aprendizaje profundo y significativo  
(Izquierdo et al., 2022)  
Problema de Investigación  
El modelo actual de proyectos interdisciplinarios genera desinterés y resultados no satisfactorios  
debido a que el estudiante actúa como receptor pasivo del producto final debido a que no se parte de  
una realidad del entorno educativo, además en la Unidad Educativa Cascales se desconoce Design  
Thinking para el desarrollo del producto final. Por tanto, es necesario transformar este paradigma  
mediante el Design Thinking como una estrategia innovadora pedagógica para movilizar competencias  
de emprendimiento innovador y pensamiento complejo en el proceso de enseñanza-aprendizaje.  
Cabe mencionar, a pesar de esforzarse pedagógicamente, los resultados previos generados en los  
proyectos interdisciplinarios en la institución educativa no han sido significativos, debido a la  
verticalidad del diseño de los mismos provienen de los docentes, lo que limita la autonomía en el  
proceso creativo, crítico y desarrollo del estudiante. Lo que muestra que la implementación del Design  
Thinking (DT) justifica la necesidad de mejorar o refortalecer las prácticas educativas de los docentes  
con la finalidad de preparar en forma proactiva a los estudiantes, enfatizando ampliamente un  
aprendizaje activo, creativo, colaborativo que se enfoque en el estudiante (Barbosa et al., 2023; Vargas  
et al., 2025).  
De la misma manera, también existe una brecha crítica entre los conocimientos teóricos de los  
procesos químicos complejos enfocados en agua segura como la ozonificación, ionización, filtración,  
osmosis inversa y su aplicación que permita la resolución de necesidades propias del entorno de la  
comunidad educativa o ambientes de aprendizaje como lo es el acceso a una agua pura o segura para  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 859.  
toda la comunidad educativa. Además, es importante mencionar que los métodos de enseñanza-  
aprendizaje tradicionales limitan el desarrollo de competencias en innovación generando un  
aprendizaje poco significativo o en forma superficial que no brinda herramientas para el desarrollo de  
competencias para los desafíos actuales frente a la dinámica del siglo XXI.  
Preguntas de Investigación  
●
¿De qué manera la implementación de una estrategia basada en Design Thinking transforma  
el nivel de competencias de resolución de problemas innovadores y conciencia de  
sostenibilidad en los estudiantes de Bachillerato en la asignatura de Química?  
Objetivo General  
Determinar la incidencia Design Thinking como estrategia de innovación pedagógica en el  
●
fortalecimiento de competencias para gestionar proyectos de innovación técnica en  
estudiantes de Bachillerato.  
Objetivos Específicos  
●
●
●
Analizar el incremento porcentual de las competencias de resolución de problemas,  
creatividad y sostenibilidad tras la intervención pedagógica.  
Establecer la percepción estudiantil sobre el valor formativo y la motivación generada por el  
aprendizaje experiencial del DT  
Evaluar la eficacia técnica de la maqueta de "Agua Segura" mediante la integración funcional  
de los siete filtros químicos requeridos.  
METODOLOGÍA  
Enfoque de Investigación  
El estudio adopta un enfoque mixto (cualitativo y cuantitativo) de carácter exploratorio-descriptivo, de  
esta manera, esta perspectiva permite obtener una comprensión holística del fenómeno al combinar la  
profundidad de los datos cualitativos con la precisión de los datos cuantitativos, lo que facilita una  
mayor validez y fiabilidad de los hallazgos.  
Según Hernández et al.,( 2014), el enfoque mixto permite analizar de una forma más completa el  
fenómeno en estudio. Así mismo para Creswell, (2017), menciona que este enfoque es fundamental ya  
que permite analizar el impacto de estrategias innovadoras en contexto educativos complejos.  
Diseño del Estudio  
Se utilizó un diseño de Investigación-acción participativa (IAP). Este modelo se basa en procesos  
cíclicos o en espiral que consisten en observar, pensar y actuar, con el fin de resolver problemáticas  
específicas y transformar la realidad educativa como para mejorar la práctica docente (Hernández et  
al., 2014).  
Participantes  
La población de estudio estuvo conformada por 28 estudiantes del Segundo Bachillerato en Ciencias  
paralelo B, perteneciente la Unidad Educativa Cascales, se trabajó con toda la población razón por la  
cual se aplicó muestreo no probabilístico intencional. Por lo tanto, la muestra consta de 28 estudiantes  
de Bachillerato en Ciencias, organizados en 7 grupos de 4 integrantes.  
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Instrumentos de Recolección de Datos  
Para la obtención de datos cuantitativos, se utilizarán:  
Cuestionario Pre/Post Test: El cuestionario estuvo conformado por 10 ítems en escala Likert (1-5)  
para medir competencias, cuya escala estuvo conformada por: 1 es igual a Deficiente, 2 es igual a  
regular, 3 es igual a Bueno, 4 es igual a Muy Bueno y 5 corresponde a Excelente.  
Este instrumento permite medir el incremento porcentual en el nivel de competencia técnica y de  
innovación de los estudiantes tras la aplicación del Design Thinking. Según Hernández et al., (2014), el  
uso de escalas tipo Likert es eficaz para describir tendencias y percepciones en una población  
específica.  
Ficha de Observación Participante: En este instrumento se presenta un registro del desempeño  
basado en las cinco fases del Design Thinking (DT) que son las siguientes: Empatizar, Definir, Idear,  
Prototipar, Evaluar/Testear. La Técnica de la observación participante permite obtener la información  
del fenómeno estudiado tal y como se produce en el entorno en este caso en el aula o ambiente de  
aprendizaje. De esta forma según Hernández et al., (2014) la observación es significativa ya que  
permite comprender en forma clave los comportamientos como las dinámicas grupales en los  
ambientes de aprendizaje especialmente colaborativos.  
Rúbrica Final: Esta permitió la evaluación técnica del producto final basada en los criterios con que  
conllevan mejor relevancia en función del proceso de purificación del agua enfocada en siete filtros:  
Filtra ablandador, filtro de resina, filtro de carbón activado, ionizador, rayos ultravioletas (UV), sistema  
de ozonificación y clarificación.  
Este instrumento evaluó criterios específicos como la integración técnica de los siete filtros químicos,  
el fundamento científico y la sostenibilidad de los materiales utilizados.  
Procedimiento  
La investigación siguió un orden en forma clara de las fases del DT para evaluar cada una de las fases  
en función de los objetivos planteados del estudio.  
Se desarrollaron talleres semanales durante 12 semanas atravesando las fases: Desde la primera fase  
Empatizar (necesidad de agua escolar), segunda fase Definir (Problema referente al agua segura),  
tercera fase Idear (Diagramas y flujogramas de purificación de agua- sistema de filtros), cuarta fase  
prototipar (Maqueta de purificación del agua- producto final), quinta fase Testear/Evaluar  
(Retroalimentación respecto de todo el proceso).  
Análisis de Datos: Los datos cuantitativos se analizaron con estadística descriptiva (incrementos  
porcentuales) y los cualitativos mediante análisis de contenido temático  
Consideraciones Éticas  
Se obtuvo el consentimiento informado, garantizando el anonimato y la confidencialidad de los  
participantes en el presente estudio por tanto de esta forma se aseguró que los resultados obtenidos  
se utilicen exclusivamente para fines académicos y de Investigación.  
DESARROLLO  
La investigación se sustenta en varias teorías que respaldan el enfoque del Design Thinking:  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 861.  
Teorías y Modelos El estudio se fundamenta en el Constructivismo (Piaget y Vygotsky), donde el  
aprendizaje es un proceso activo y social de construcción de conocimiento (Satorre et al., 2025 ;Román  
et al., 2025).  
Se integra el Aprendizaje Experiencial de Kolb, el cual enfatiza el ciclo de experiencia concreta,  
observación reflexiva, conceptualización y experimentación activa (Guzmán, 2025).  
Conceptos Clave  
Design Thinking: Enfoque de innovación centrado en el ser humano que utiliza la empatía y la iteración  
para resolver retos complejos (Hadad et al., 2023).  
Prototipado: Creación de representaciones tangibles para validar ideas y aprender del error controlado  
(Ñontol et al., 2022).  
RESULTADOS  
A continuación, se presentan los resultados del Cuestionario Pre/Post Test de competencias  
(Cuantitativo), la Ficha de Observación Participante (cualitativa/desempeño) y la Rúbrica de Evaluación  
del producto final, que se aplicó a los estudiantes del segundo año de Bachillerato General Unificado  
en Ciencias (BGUC) de la Unidad Educativa Cascales.  
Cuestionario Pre/Post Test de Competencias (Cuantitativo)  
Este instrumento ha sido diseñado para evaluar el impacto de la metodología Design Thinking (DT) en  
el desarrollo de competencias específicas y conocimientos técnicos de Química en los 28 estudiantes  
del segundo año de Bachillerato involucrados en el proyecto de la maqueta de proceso de agua segura.  
El objetivo de este cuestionario es medir la progresión del aprendizaje desde un estado inicial (Pre-test)  
hasta la culminación de la fase de prototipado y testeo (Post-test).  
Escala de Valoración (Likert)  
Los estudiantes valoran su nivel de acuerdo con cada enunciado según la siguiente escala:  
1: Deficiente (No conoce el concepto o no posee la habilidad).  
2: Básico (Conoce el concepto, pero no sabe aplicarlo).  
3: Intermedio (Aplica el concepto con supervisión).  
4: Avanzado (Aplica el concepto de forma autónoma).  
5: Excelente (Domina el concepto y puede proponer innovaciones).  
A continuación, se detallan los 10 ítems organizados por dimensiones, con sus valores medios y el  
[
]
푃ꢀ푠ꢁ−푇ꢂ푠ꢁ −[푃ꢃꢂ−푇ꢂ푠ꢁ]  
cálculo del incremento porcentual según la fórmula: 퐼푛푐푟푒푚푒푛푡표% =  
(100)  
[푃ꢃꢂ−푇ꢂ푠ꢁ]  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 862.  
Tabla 1  
Resultados del incremento porcentual del aprendizaje de las Evaluaciones Pre-Test y Post-Test de las  
fases del Design Thinking (DT)  
N° Dimens  
ión  
Descriptor-ítem de Evaluación  
Pre-  
Test  
1.8  
Post-  
Test  
4.5  
Increment  
o (%)  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Técnic  
a
Técnic  
a
Técnic  
a
Técnic  
a
Identifico la función química del filtro ablandador en  
la remoción de dureza.  
Comprendo el proceso de intercambio iónico  
mediante el filtro de resina.  
Explico cómo el carbón activado realiza la adsorción  
de impurezas.  
Diferenció los mecanismos de desinfección entre  
filtros UV y ozonificación.  
Analizo problemas complejos del entorno (agua  
escolar) desde múltiples ángulos.  
Evalúo la viabilidad de un flujograma técnico antes  
de construir el prototipo.  
Tomo decisiones basadas en evidencia científica  
tras las pruebas de ensayo y error.  
Genero ideas "fuera de la caja" para el sistema de  
llenado y embotellado.  
Utilizo el prototipado rápido para materializar  
conceptos abstractos.  
Refino la solución final mediante el feedback  
recibido en la fase de testeo.  
150%  
1.5  
2.2  
1.4  
2.5  
2.3  
2.1  
2.8  
1.9  
2.2  
2.07  
4.2  
4.6  
4.3  
4.0  
3.8  
4.1  
4.2  
4.4  
4.6  
4.27  
180%  
109%  
207%  
60%  
Crítica  
Crítica  
Crítica  
65%  
95%  
Innova  
ción  
Innova  
ción  
50%  
132%  
109%  
106%  
10 Innova  
ción  
PROMEDIO  
Nivel General de Competencia  
Fuente: Datos obtenidos del cuestionario antes- después sobre el DT al segundo año de bachillerato  
en Ciencias (2025).  
De acuerdo a la tabla 1, en función de los resultados obtenidos acorde a las dimensiones evaluadas  
antes y después en las fases del Design Thinking (DT) se encontró lo siguiente:  
De acuerdo a la Dimensión del conocimiento técnico, se reportó los incrementos porcentuales más  
elevados donde se refleja un máximo del 207% en el proceso de ozonificación del agua. Esto se debe  
a que previo a la intervención los estudiantes parten de solamente la base teórica academicista que es  
muy pasiva, mientras que posterior es decir luego de aplicar el Design Thinking como estrategia de  
aprendizaje para la elaboración de la maqueta en forma funcional demuestra que el conocimiento se  
vuelve más significativo ya que aprenden haciendo los estudiantes.  
Por otra parte, en la dimensión del Pensamiento crítico se observó un incremento porcentual del 60%  
al 95% esto muestra una clara transición del aprendizaje memorístico a un aprendizaje reflexivo. Cabe  
indicar que en la fase respecto a la definición del problema conlleva a que el estudiante estructure un  
desafío de generar agua segura a una proyección de 1500 estudiantes, lo que fomenta una interacción  
con el entorno de la realidad en el contexto de la investigación.  
Así mismo en la dimensión respecto de la Innovación y creatividad se mostró un incremento promedio  
porcentual del 97%, por lo tanto, esto indicó que el Design Thinking es válido como estrategia o  
herramienta disruptiva. Cabe mencionar que los estudiantes aprenden a una mejora continua en el  
prototipado (prueba-error), lo que reduce los niveles de frustración y eleva la autoconfianza para crear  
y generar soluciones basadas en el entorno en forma sostenible para la comunidad educativa.  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 863.  
Los resultados del cuestionario demuestran que la integración de Design Thinking en Química no solo  
mejora las calificaciones técnicas, sino que transforma al estudiante en un agente activo. El aumento  
global del 106% en la autopercepción de competencia sugiere que los entornos de aprendizaje  
dinámicos y prácticos son más efectivos para la formación integral del futuro bachiller.  
Ficha de Observación Participante  
La Ficha de Observación Participante es un instrumento de recolección de datos cualitativos que  
permite al docente registrar, en tiempo real, el desempeño, la conducta y la dinámica de colaboración  
de los estudiantes durante el proceso de aprendizaje. En este proyecto, se utiliza para monitorear cómo  
los 28 estudiantes aplican las fases de la metodología Design Thinking (DT) en la construcción de la  
maqueta del proceso de purificación de agua para generar una agua pura y segura para el consumo.  
A continuación, se detalla el diseño de la ficha, la descripción de las fases y la matriz de valoración  
utilizada:  
Descripción de las 5 Fases del Design Thinking  
Basado en el modelo del Instituto de Diseño de Stanford (d. school), el proceso se estructura en cinco  
etapas iterativas:  
Empatizar: Es la fase esencial donde los estudiantes descubren y comprenden las necesidades de los  
usuarios (en este caso, la comunidad educativa de 500 o 1,500 estudiantes). Implica observar el  
contexto y sumergirse en la realidad de quienes consumieron el agua.  
Definir: Tras recopilar información, se filtran los hallazgos para enmarcar el problema central de forma  
clara y significativa. El objetivo es establecer un enfoque que guíe el diseño técnico del sistema de  
purificación.  
Idear: Se fomenta el pensamiento divergente para generar la mayor cantidad de soluciones posibles  
sin juzgarlas inicialmente. Aquí los grupos proponen las configuraciones de los 7 filtros requeridos  
(ablandador, resina, UV, ozono, etc.)  
Prototipar: Las ideas se materializan en una representación tangible (la maqueta). Este "modelo en  
bruto" permite visualizar la lógica del diagrama de flujo y aprender mediante la acción y el error  
controlado.  
Evaluar/Testear: Se pone a prueba el prototipo con los usuarios finales para recibir retroalimentación  
(feedback). Los resultados permiten realizar ajustes iterativos para perfeccionar el diseño final de la  
maqueta.  
Tabla 2  
Resultados de la observación participante de las fases del Design Thinking (DT)  
Fase DT  
Grupos de estudiantes  
Promedio  
Valoración  
(1-5)  
Total  
G1  
G2  
G3  
G4  
G5  
G6  
G7  
Empatizar  
Definir  
Idear  
Prototipar  
Evaluar  
4,20  
4,00  
4,40  
4,60  
4,40  
4,40  
4,00  
3,60  
4,40  
4,20  
4,20  
4,00  
3,60  
4,40  
4,20  
4,20  
4,00  
3,60  
4,40  
4,40  
4,20  
4,00  
3,80  
4,40  
4,20  
4,20  
4,00  
3,60  
4,60  
4,20  
4,00  
4,00  
4,00  
4,60  
4,40  
29,4  
28,0  
26,6  
31,4  
30,0  
4,20  
4,00  
3,80  
4,50  
4,30  
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.  
ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 864.  
Fuente: Datos generados de la ficha de observación participante de los grupos de estudiantes del  
Bachillerato de las fases del Design Thinking (DT) (2026).  
La evaluación de la aplicación de la metodología Design Thinking (DT) en los estudiantes permite  
entender su nivel de compromiso, comprensión y habilidades en cada una de las fases del proceso.  
Los datos recopilados reflejan cómo los 28 estudiantes distribuidos en siete grupos (G1 a G7) avanzan  
en la construcción de una maqueta para la purificación de agua, mediante la observación en tiempo  
real de su desempeño en cada fase.  
El presente análisis se basa en los datos obtenidos mediante la ficha de observación participante  
aplicada a 28 estudiantes distribuidos en 7 grupos (G1 a G7) durante la implementación de la  
metodología Design Thinking (DT) para el diseño de una maqueta de purificación de agua.  
Cabe mencionar que la evaluación se realizó en las cinco fases del Design Thinking de esta forma  
permitió identificar los niveles de desempeño como también las fortalezas y mejora en la aplicación  
práctica en sí de la maqueta de agua segura.  
De esta forma en la primera fase Empatizar los estudiantes reportaron un puntaje 4.20 lo demostró una  
sólida capacidad en comprender las necesidades de la comunidad educativa en estudio. Además, la  
consistencia de los puntajes entre 4.0 a 4.40, es un indicador de esta fase de empatizar fue bien  
comprendida y así mismo aplicada en su gran mayoría por los estudiantes. Esta etapa es muy  
significativa debido a que una buena empatía asegura la alineación de las necesidades reales del  
entorno con las soluciones, lo que posibilita tanto la efectividad del diseño como la pertinencia del  
mismo.  
Por otra parte, en la segunda fase Definir el puntaje alcanzado fue de 4.0, esto mostró que la  
información obtenida por los grupos de estudiantes guarda pertinencia y se enmarcan dentro del  
contexto de la problemática central dentro del entorno educativo. Esto demuestra un adecuado  
enfoque en la capacidad para sintetizar la información lo que canaliza en forma efectiva una guía para  
trabajar las siguientes fases por parte de los grupos de estudiantes.  
En la tercera fase Idear los grupos de estudiantes alcanzaron un promedio de 3.80, esto mostró un  
buen desempeño, sin embargo, este valor promedio es menor que la fase de empatizar y la fase de  
prototipar. Cabe indicar que la variación de los puntajes entre 3.60 a 4.00, muestra que entre los grupos  
de estudiantes se generó más ideas divergentes y variadas, como también otros grupos podrían haber  
tenido dificultades en pensar en múltiples soluciones entre los grupos. Es importante mencionar que  
esta fase de ideación es creativa por lo tanto se debe fortalecer en aspectos dinámicos en lluvia de  
ideas como el pensamiento divergente entre los grupos de estudiantes acorde al contexto.  
Para la cuarta fase Prototipar se mostró el más alto un valor promedio con 4.50, lo que indica un  
desempeño significativo en la materialización de ideas plasmados en modelo tangibles por los grupos  
de estudiantes. Cabe mencionar que la mayor parte de grupos de estudiantes alcanzaron la creatividad  
y precisión para la construcción de las maquetas con el proceso de purificación de agua es decir agua  
segura. Esto además demuestro una efectiva comprensión del proceso de la fase de prototipado ligado  
a una excelente integración de la práctica de conocimientos, que a su vez refleja efectos positivos  
debido a que esta fase es fundamental ya que permite visualizar y al mismo tiempo validar las  
soluciones entre los grupos de estudiantes.  
Finalmente, está la quinta fase Evaluar/Testear dentro de esta etapa de evaluación el promedio que se  
alcanzó fue de 4.30, siendo alto lo que mostró que los grupos de estudiantes demostraron una  
efectividad en el testeo de sus prototipos como a su vez la retroalimentación generada. La brecha  
cercana entre los promedios entre las fases de prototipado, muestra que los grupos de estudiantes  
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.  
ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 865.  
analizaron sus modelos prototipo de maqueta de agua segura, identificaron las mejoras y realizaron  
los ajustes pertinentes, indicando una sistematización entre fases como también los procesos fueron  
interactivos y dinámicos.  
En base a todo lo mencionado en cada una de las fases del Design Thinking (DT) en forma global  
muestra una tendencia positiva en la aplicación del Design Thinking (DT). Cabe mencionar que los  
puntajes de los promedios altos en las fases de prototipado y evaluación o testeo demuestran la  
creatividad, la capacidad de análisis y el desarrollo de habilidades prácticas.  
Por otra parte, en la fase de la definición del producto final por parte de los grupos de estudiantes se  
presentan una ligera debilidad, esto es un indicador de que se debe fortalecer en trabajo con los grupos  
de estudiantes en mejorar las habilidades de sintetizar la información ajustada a la problemática dentro  
del entorno en forma más precisa.  
Mientras que en la fase de empatizar su desempeño fue muy bueno, lo que demostró que los grupos  
de estudiantes comprenden la importancia de las necesidades de los estudiantes de la Unidad  
Educativa Cascales. En la fase de ideación, aunque el promedio fue menor es importante fortalecer  
mediante la creatividad y el fomento de la divergencia mediante dinámicas de grupo.  
A continuación, se presentan los resultados Ficha de Observación Participante desarrollada en una  
matriz de Indicadores de Logro de las fases del Design Thinking (DT) en la asignatura de Química para  
una población de 28 estudiantes del bachillerato de la Unidad Educativa Cascales, integrados en siete  
grupos de cuatro integrantes como también la escala de Valoración Likert que se aplicó fue: 1:  
Deficiente, 2: Regular, 3: Bueno, 4: Muy Bueno y 5: Excelente.  
Tabla 3  
Matriz de Indicadores de Observación y Resultados  
Fase DT  
Empatizar  
Indicador de Logro (Desempeño Observado)  
El grupo identifica necesidades reales de agua pura en su Unidad  
Educativa mediante entrevistas y observación de campo.  
Articulan el problema central: "Falta de agua segura para 500  
estudiantes" y delimitan los requerimientos técnicos.  
Generan múltiples configuraciones creativas para los 7 filtros  
requeridos, integrando conceptos de ionización y ozonificación.  
La maqueta de purificación de agua lleva los procesos abstractos  
en un modelo físico visible y funcional, basado en un diagrama de  
flujo diseñado en su contexto.  
Valoración (1-5)  
4,20  
Definir  
4,00  
3,80  
4,50  
Idear  
Prototipar  
Evaluar  
El grupo incorpora el feedback de pares y docentes para refinar la  
viabilidad técnica y estética de la maqueta final.  
4,30  
Fuente: Datos generados de la ficha de observación participante de los grupos de estudiantes del  
Bachillerato de las fases del Design Thinking (DT) con los indicadores de logro (Desempeño  
Observado) (2026).  
La observación participante revela que la fase de Prototipado (4,5) es donde los estudiantes muestran  
mayor compromiso, al aplicar el enfoque de "aprender haciendo" (Learning by Doing). Sin embargo, la  
fase de Ideación (3,8) presenta un área de oportunidad, sugiriendo que los estudiantes de bachillerato  
requieren un mayor fortalecimiento del pensamiento lateral antes de pasar a la construcción física. En  
general, la metodología fomenta la autonomía y el trabajo colaborativo, permitiendo que el  
conocimiento técnico de Química sea asimilado de forma significativa.  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 866.  
Rúbrica Final de Evaluación de la Maqueta  
La Rúbrica Final de Evaluación de la Maqueta es el instrumento sumativo diseñado para validar la  
calidad técnica, el rigor científico y el compromiso ambiental de los proyectos desarrollados por los 28  
estudiantes (organizados en 7 grupos) tras la aplicación de las fases de Design Thinking.  
A continuación, se detalla la descripción de cada ítem según la escala de valoración, estructurada para  
su integración en una hoja de cálculo:  
Tabla 4  
Rúbrica de Evaluación de maqueta "Agua Segura"  
Criterio de  
Evaluación  
Integración  
Técnica del  
Proceso  
Excelente (5)  
Básico (3)  
Bajo (1)  
La maqueta incorpora de  
forma funcional y lógica los  
7 filtros requeridos  
(ablandador, resina, carbón  
activado, ionización, UV,  
ozonificación y clarificador)  
junto al tanque de llenado.  
El flujograma es profesional inconsistencias leves con  
y coincide plenamente con  
la estructura física.  
Se omiten 1 o 2 filtros del  
proceso o la conexión  
entre las etapas carece  
de una secuencia lógica  
clara. El diagrama de flujo un diagrama de flujo o  
está presente, pero es  
incompleto o presenta  
Faltan componentes  
esenciales del  
sistema de  
purificación. No existe  
la maqueta es  
puramente estética y  
no representa el  
proceso técnico  
solicitado.  
la maqueta.  
Fundamento  
Químico y  
Científico  
El grupo explica con  
precisión técnica y detalle  
los procesos de  
Describe las etapas del  
proceso de forma  
No describen ni  
identifican las etapas  
del proceso de forma  
clara.  
No mencionan los  
nombres ni los filtros  
y la presentación no  
tiene soporte  
superficial. Menciona los  
nombres de los filtros,  
pero no logra explicar las  
reacciones químicas o  
los principios físicos  
involucrados en la  
intercambio iónico,  
adsorción y oxidación  
avanzada. Se identifica  
claramente la función  
química de cada etapa (ej.  
remoción de dureza, acción  
germicida).  
purificación.  
científico con relación  
a la asignatura de  
química  
Sostenibilidad  
y uso de los  
recursos  
La maqueta de agua segura La maqueta de agua  
está elaborada en su  
totalidad con materiales  
reciclados o reutilizados.  
El prototipo diseñado  
demuestra una alta  
segura está elaborada en  
parcialmente con  
materiales reciclados o  
reutilizados.  
El prototipo diseñado  
demuestra una mediana  
eficiencia en el proceso  
hídrico y propone un  
sistema de ahorro de  
agua.  
La maqueta de agua  
segura está elaborada  
en parcialmente con  
materiales no  
reciclados ni  
reutilizados.  
El prototipo diseñado  
demuestra no  
demuestra eficiencia  
en el proceso hídrico  
ni propone un sistema  
de residuo cero.  
eficiencia en el proceso  
hídrico y propone un  
sistema de residuo cero.  
Diseño y  
creatividad  
(Innovación)  
El prototipo muestra una  
solución única para el  
recipiente de agua  
institucional. La maqueta  
mantiene todos los  
componentes  
El prototipo se presenta  
muy convencional.  
Aunque es funcional, no  
presenta elementos  
innovadores en la  
El prototipo es  
descuidado en su  
acabado físico. No  
refleja un proceso de  
ideación creativa y la  
disposición o en el uso de estructura es frágil o  
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fundamentales y es  
visualmente interesante, a  
una escala proporcional.  
herramientas  
tecnológicas adicionales.  
difícil de interpretar  
para el usuario final.  
Fuente: El diseño de la Rúbrica de Evaluación de la maqueta se basó en cuatro criterios para los siete  
grupos de estudiantes del Bachillerato establecidos (2026).  
Atractiva  
Siguiendo la metodología de investigación-acción participativa, se proyectan los siguientes resultados  
obtenidos de la aplicación de esta rúbrica en los 7 grupos de trabajo:  
Tabla 5  
Resultados de la Rúbrica de Evaluación de la maqueta Agua segura  
Grupo  
Integración  
Técnica  
5,0  
Fundamento  
Químico  
Sostenibilidad  
Diseño/Innovación  
Nota  
Final  
4,75  
4,75  
3,50  
5,00  
4,00  
4,75  
3,00  
4,25  
G1  
G2  
G3  
G4  
G5  
5,0  
4,0  
3,0  
5,0  
4,0  
5,0  
3,0  
4,14  
5,0  
5,0  
5,0  
5,0  
3,0  
5,0  
3,0  
4,43  
4,0  
5,0  
3,0  
5,0  
4,0  
5,0  
3,0  
4,14  
5,0  
3,0  
5,0  
5,0  
4,0  
3,0  
4,29  
G6  
G7  
Promedio  
Fuente: Datos generados de la Rúbrica de Evaluación de la maqueta de los siete grupos de estudiantes  
del Bachillerato (2026).  
Los resultados muestran que el criterio de Sostenibilidad (4,43) es el más alto, lo que valida la  
efectividad del Design Thinking para sensibilizar a los estudiantes del bachillerato de la Unidad  
Educativa Cascales sobre el impacto ambiental mediante el uso de materiales locales contribuyendo  
a las metas y objetivos del ODS-2030. El prototipado físico permitió a los estudiantes transformar  
conceptos abstractos en aprendizajes significativos y profundos.  
Categorización y Temas  
A través del análisis de contenido temático aplicado a las entrevistas, fichas de observación y  
cuestionarios, han surgido categorías centrales que describen la transformación del proceso de  
enseñanza y aprendizaje en la asignatura de Química. A continuación, se presentan los temas  
emergentes fundamentados en las fuentes:  
Habilidades de Pensamiento: Creatividad y Resolución de Problemas  
Esta categoría agrupa el desarrollo de habilidades cognitivas de orden superior. El Design Thinking (DT)  
actúa como un catalizador que obliga al estudiante a alejarse de soluciones predecibles, fomentando  
el pensamiento divergente y la originalidad (Zamora, 2021; Vega & Elías, 2025; Fonseca & Medina,  
2025).  
Creatividad e Innovación: La naturaleza iterativa de la metodología permite a los estudiantes replantear  
soluciones constantemente, lo que fortalece su capacidad para generar ideas "fuera de la caja"(Vega  
& Elías, 2025).  
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Pensamiento Crítico: Los alumnos analizan problemas complejos de forma estructurada, evaluando la  
viabilidad técnica de sus propuestas químicas (como los sistemas de filtración)(Fernández et al.,  
2025;Vargas et al., 2025).  
Colaboración y Co-creación en el Aula  
El aprendizaje deja de ser un proceso individual para convertirse en una construcción social del  
conocimiento. La metodología promueve una jerarquía plana donde el docente actúa como facilitador  
y el estudiante como un agente autoorganizado (Vargas et al., 2025).  
Uno de los aspectos relevantes de la colaboración y co-creación es el trabajo en equipo ya que permite  
observar la mejora en cuanto a la cohesión de grupos lo que canaliza en forma efectiva la  
comunicación abierta y resolver los conflictos internos durante el diseño del producto o proyecto (Vega  
& Elías, 2025).  
Al muy relevante es la interdisciplinariedad en cual el Design Thinking (DT) permite la integración de  
los conocimientos de química con otras áreas técnicas, lo que impulsa a una mejora continua y  
fortalece la propuesta final en base al intercambio de perspectivas diferentes entre grupos y áreas  
(Hadad et al., 2023; Barbosa et al., 2023; Peralta et al., 2024).  
Empatía y Aprendizaje Situado  
Esta categoría destaca la conexión emocional y racional con el usuario final. Al centrar el proyecto en  
necesidades reales (como el acceso a agua pura para 1500 compañeros), el conocimiento técnico  
adquiere un sentido ético y social. (Barceló & Gómez, 2022; Peralta et al., 2024).  
Sensibilidad hacia el Entorno: Los estudiantes desarrollan la capacidad de "ponerse en el lugar del  
otro", identificando motivaciones y expectativas que no son evidentes en un libro de texto (Zamora,  
2021; Moreira et al., 2021; López, 2023).  
Contextualización: La investigación demuestra que la resolución de problemas reales incrementa el  
compromiso y reduce la resistencia al estudio de conceptos abstractos (Fonseca & Medina, 2025).  
Prototipado y Aprendizaje Experiencial (Learn by Doing)  
El prototipado físico es valorado como la fase de mayor impacto motivacional, ya que permite  
materializar conceptos químicos intangibles en objetos funcionales (Moreira et al., 2021; López, 2023  
Guzmán, 2025).  
Validación y Error: La experimentación con prototipos despenaliza el error, utilizándolo como una  
fuente de aprendizaje continuo mediante la retroalimentación (Barceló & Gómez, 2022).  
Confianza Creativa: Al construir maquetas tangibles, los estudiantes refuerzan su autoconfianza y su  
percepción de autoeficacia para enfrentar retos técnicos complejos.  
Motivación y Autonomía del Estudiante  
La transición de un rol pasivo a uno proactivo genera un incremento en el interés por la asignatura. En  
la autonomía y motivación que genera el Design Thinking (DT) indica que el estudiante es quien crea  
su propio aprendizaje, haciendo que esto refleje en forma proactiva el desempeño académico (Moreira  
et al., 2021; Barceló & Gómez, 2022; Barbosa et al., 2023).  
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Uno de los aspectos fundamentales a considerar es el compromiso que genera el Design Thinking (DT),  
lo que fomenta la participación y asistencia dinámica como activa cuando las clases conllevan la  
interactivas y las prácticas (Medina, 2024;Fonseca & Medina, 2025).  
Por otra parte está la autodeterminación que crea el Design Thinking (DT) en los estudiantes es  
relevante ya que permite que el estudiante decida la secuencia de actividades para resolver su reto  
conllevando al fomento de la independencia intelectual (Barceló & Gómez, 2022).  
DISCUSIÓN  
Interpretación de los Resultados  
Los resultados obtenidos demuestran que la implementación del Design Thinking genera una  
transformación positiva significativa en las competencias de los estudiantes de Bachillerato, con un  
incremento global del 106% en su autopercepción de capacidad técnica e innovadora.  
El aumento más destacado se observó en la dimensión técnica, específicamente en procesos  
complejos como la ozonificación (207%), lo cual valida la premisa de que el paso de una base teórica  
academicista a un enfoque de "aprender haciendo" hace que el conocimiento sea verdaderamente  
significativo.  
Por lo tanto, los hallazgos antes mencionados guardan una relación con lo reportado por Latorre et al.,  
(2020), quienes sostienen que el Design Thinking (DT) fomenta el pensamiento divergente y creativo  
por lo que permiten que los estudiantes replanten soluciones en forma dinámica e interactiva.  
De la misma forma, los resultados reportados como un alto nivel de desempeño en la fase de  
prototipado con un valor promedio de (4.5/5), son similares a las conclusiones generadas por Izquierdo  
et al., (2022), quienes sostienen que el llevar a materializar las ideas o llevar a lo físico, visible y tangible  
permiten reforzar la autoconfianza que conlleva a que los estudiantes superen las dificultades  
encontradas en los ambientes de aprendizaje o entorno escolar que ayudan a enfrentar desafíos en  
contexto real.  
Un hallazgo relevante es el incremento del 94% en la competencia de sostenibilidad, cifra que supera  
la tendencia del 70% reportada en estudios previos; esta diferencia se atribuye a la alta  
contextualización del reto (agua para su propia institución), lo que dota al conocimiento técnico de un  
sentido ético y social profundo.  
Implicaciones  
Implicaciones Teóricas  
El estudio aporta evidencia empírica que sustenta la Teoría Constructivista de Piaget y Vygotsky,  
confirmando que el aprendizaje es un proceso social y activo donde el conocimiento se construye  
mediante la interacción con el entorno.  
Así mismo este estudio, se respalda y refuerza en el modelo de Aprendizaje Experiencial de Kolb, el  
mismo que demuestra que el ciclo de experiencia concreta y de experimentación activa es mucho más  
eficiente y lo supera al modelo de transmisión unidireccional enfocado en materias o áreas científicas  
complejas.  
Implicaciones Prácticas  
Desde la perspectiva pedagógica, los hallazgos muestran que el docente debe ejercer el accionar como  
facilitador del conocimiento que guía el proceso de enseñanza-aprendizaje. De esta forma la  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 870.  
efectividad del proceso de purificación plasmado en la maqueta agua segura, muestra que el uso de  
tecnologías como también de métodos de diseño inverso reducen notablemente la carga cognitiva en  
temas de carácter abstracto, lo que facilita en forma eficiente la asimilación de conceptos dentro del  
contexto de la química analítica y ambiental.  
Limitaciones  
A pesar de los resultados favorables, la investigación presentó las siguientes limitaciones:  
Temporalidad: El presente estudio tuvo una intervención de doce semanas de duración, lo que de  
alguna forma fue ajustada como para realizar una profundización en las fases del Design Thinking  
como la ideación que dificulto que se pueda realizar interacciones múltiples entre los productos finales  
es decir el prototipado en relación a la química.  
Muestra: El tamaño fue la totalidad de la población razón por la cual se trabajó con un muestreo no  
probabilístico por conveniencia generado siete grupos de los veintiocho estudiantes, dado el contexto  
limitan las generacionales de los resultados a los niveles, subniveles de educación.  
Resistencia al cambio: Se observó e identificó una brecha o barrera actitudinal inicial entre los  
docentes y estudiantes dado que están acostumbrados a modelos tradicionales, lo cuales presentaron  
dificultad para adaptarse a una metodología activa, dinámica no lineal y funcionalmente colaborativa.  
CONCLUSIÓN  
La aplicación del Design Thinking permitió transitar de una enseñanza tradicional y pasiva a un modelo  
de aprendizaje activo, donde el estudiante se posicionó como el "arquitecto" de su propio conocimiento  
y un "solucionador de problemas" reales.  
Los resultados cuantitativos revelaron un incremento global del 106% en la autopercepción de  
competencias de los estudiantes. Destacaron especialmente los avances en sostenibilidad ambiental  
(94%) y resolución de problemas (60%), superando los estándares de estudios previos debido a la alta  
contextualización del proyecto.  
Así mismo la fase de prototipado del Design Thinking (DT), basado en la elaboración de la maqueta  
centrada en el proceso de purificación de agua denominada "agua segura", mostró mayor compromiso  
y motivación en los grupos de estudiantes. Lo que permitió un incremento porcentual del 207% es decir  
ayudó a una mejor asimilación de manera significativa de conceptos químicos complejos relacionados  
con el intercambio iónico, ozonificación mediante la materialización física, visible y tangible de las  
ideas plasmadas en la maqueta agua segura.  
El Design Thinking (DT) promovió y permitió fortalecer la confianza creativa como la comunicación  
empática, trabajo colaborativo en los grupos de estudiantes ya que generó la interacción en forma  
efectiva a través equipos dinámicos que fomenta para alcanzar los objetivos comunes.  
RECOMENDACIONES  
Una de las primeras sugerencias es la integración curricular, por tanto, es necesario incluir formalmente  
la metodología Design Thinking dentro del programa regular de formación técnica y científica del  
Bachillerato, y no solo como una actividad extracurricular.  
Por otra parte, la formación docente, es necesaria e imperativo desarrollar formación continua a todo  
el personal docente con la finalidad que los docentes desarrollen habilidades digitales y dominen  
técnicas de diseño lo que permite una aplicación del Design Thinking (DT) en forma más homogénea  
dentro del ambiente áulico.  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 871.  
Así mismo, para investigaciones futuras es necesario desarrollar estudios de corte longitudinal que  
permitan evaluar, las habilidades de innovación y de pensamiento crítico adquiridas se mantengan  
sostenibles a lo largo del tiempo.  
Es importante mencionar que la diversificación de recursos es importante por tanto es necesario  
ampliar el uso de herramientas tales como realidad virtual y metaverso que permiten a su vez simular  
procesos químicos lo que podría suplir la carencia de insumos o reactivos químicos para la fase del  
prototipado.  
Importancia del Estudio  
Este estudio es fundamental porque demuestra que el Design Thinking actúa como un motor de  
innovación educativa capaz de cerrar la brecha entre la teoría academicista y las demandas prácticas  
del siglo XXI. Su importancia radica en:  
Pertinencia Social y Ambiental: Al vincular la ciencia con problemas reales de la comunidad (como el  
acceso a agua segura en la Unidad Educativa Cascales), empodera a los jóvenes como agentes de  
cambio proactivos y sensibilizados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).  
Preparación para el futuro: El Design Thinking brinda herramientas para que los estudiantes superen  
los problemas y encuentren soluciones generados en el entorno real, ya que les otorga adaptabilidad,  
desarrollo del pensamiento crítico, como también habilidades para la vida esenciales para esta  
dinámica actual moderna.  
Innovación docente: Este estudio muestra la necesidad válida de los docentes de ser un transmisor de  
información a un guía o facilitador y que fortalece habilidades en las prácticas educativas mediante el  
uso efectivo de estrategias interactivas, dinámicas y útiles para el contexto real.  
En definitiva, la investigación confirma que situar al estudiante en el centro de un proceso creativo y  
reflexivo garantiza un aprendizaje significativo y sostenible, sentando las bases para una educación  
técnica y científica más inclusiva y de mayor calidad.  
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ISSN en línea: 2789-3855, marzo, 2026, Volumen VII, Número 2 p 872.  
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