Improving seventh-grade students' academic performance in mathematics through gamification and STEAM education
Keywords:
gamification, STEAM, academic achievement, mathematicsAbstract
Introduction: This study aims to improve the academic performance of seventh-grade students in mathematics by integrating gamification and STEAM education. Both, by combining essential foundations of these, such as playful elements and an interdisciplinary approach, enhance motivation and essential indicators of said performance. Materials and methods: Various theoretical and empirical materials and methods were used. A sample of 25 students from a parallel school and eight teachers (five of them from the parallel school and three experts for validation) were taken. Diagnostic and summative tests were designed, aligned with the seventh-grade curriculum and assumed foundations, and teacher interview guides were developed. The intervention followed four stages: diagnosis, activity design, implementation with guidance and monitoring, and final evaluation. The analysis included descriptive statistics of results and quantitative and qualitative assessments of academic performance results and interviews. Results: After the intervention, the percentage of students who mastered the required learning increased from 0% to 52%, and the average grade increased from 6.11 to 8.70. Improvements were also observed in associated domains: prior knowledge (88%), conceptual understanding (80%), problem-solving strategies (52%), and communication of answers (56%). The findings confirm the positive impact of combining gamification and STEAM for teaching mathematics. Discussion: Teachers valued the strategy's coherence and motivational potential, although they noted the need to strengthen professional development before its implementation. The study recognizes limitations in the sample and suggests replication with a control group and longitudinal follow-up. Conclusions: The integrative strategy demonstrates effectiveness in improving mathematics achievement. It is recommended to consolidate methodological guidelines, train teachers, institutionalize the proposal, and expand future research to diverse contexts.
References
Armijos, O. E., y Dután, M. J. (2022). Metodología STEAM para contribuir a la motivación y el rendimiento académico en Biología para tercero de Bachillerato, Unidad Educativa “Herlinda Toral” (Tesis de Bachillerato: Universidad Nacional de Educación). http://repositorio.unae.edu.ec/handle/56000/2348
Camacho-Tamayo, E., y Bernal-Ballén, A. (2024). Educación STEAM como estrategia pedagógica en la formación docente de ciencias naturales: Una revisión sistemática. Edutec, Revista Electrónica De Tecnología Educativa, (87), 220–235. https://doi.org/10.21556/edutec.2024.87.2929
Cedeño, M. L. P., Miranda, N. A. S., Campos, F. G., y Cavero, J. K. S. (2023). Estrategias innovadoras para mejorar el desempeño docente en la educación general básica. Encuentros: Revista de Ciencias Humanas, Teoría Social y Pensamiento Crítico, (17), 65-77. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8750565
Corea, N. C. (2001). Régimen de vida de los escolares y rendimiento académico. Tesis doctoral. Universidad Autónoma de Barcelona. Recuperado de http://www.tdx.cat/handle/10803/5002
Gamarra Astuhuaman, G., y Pujay Cristóbal, O. E. (2020). Resolución de problemas, habilidades y rendimiento académico en la enseñanza de la matemática. Revista Educación, 45(1), 170–182. https://doi.org/10.15517/revedu.v45i1.41237
Gómez-Zambrano, R. O., y Pérez-Iribar, G. (2023). Las metodologías activas y su influencia en rendimiento académico de estudiantes de bachillerato. MQRInvestigar, 7(1), 3048–3069. https://doi.org/10.56048/MQR20225.7.1.2023.3048-3069
Guisvert, R. N., y Lima, L. I. (2022). La gamificación en el aprendizaje de la matemática en la Educación Básica Regular. Horizontes Revista de Investigación en Ciencias de la Educación, 6(25), 1698-1713. http://www.scielo.org.bo/scielo.php?pid=S2616-79642022000401698yscript=sci_arttext
Hernández-Hechavarría, C. M., Arteaga-Valdés, E. y Del Sol-Martínez, J. L. (2021). Utilización de los materiales didácticos digitales con el GeoGebra en la Enseñanza de la Matemática. Revista Conrado, 17(79), 7-14. 1990-8644-rc-17-79-7.pdf
Instituto para Educación STEAM Interdisciplinaria, Georgia Southern University (2018). STEM Conference 2018. https://core.ac.uk/download/229079241.pdf
Lizondo, C. J. L., Vargas, J. Y. S., Soliz, J. K. S., y Intriago, R. V. G. (2025). Aprendizaje colaborativo y su impacto en el rendimiento académico de los estudiantes de educación básica. Sinergia Académica, 8 (Especial 1), 171-180. https://sinergiaacademica.com/index.php/sa/article/view/458/941
Mendoza, G. J. O., y Vizcaíno, C. F. G. (2021). Gamificación en la enseñanza de Matemáticas. EPISTEME KOINONIA: Revista Electrónica de Ciencias de La Educación, Humanidades, Artes y Bellas Artes, 4(8), 164-184. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8976655
Ministerio de Educación. (2006). Plan Decenal de Educación 2006-2015. https://educacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/03/K1_Plan_Estrategico1.pdf
Ministerio de Educación. (2011). Ley Orgánica de Educación Intercultural. https://educacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2017/05/Ley-Organica-Educacion-Intercultural-Codificado.pdf
Ministerio de Educación. (2016) Currículo de los niveles de Educación Obligatoria. https://educacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2016/03/Curriculo1.pdf
Ministerio de Educación. (2017). Plan Nacional de Desarrollo Educativo. https://www.labarraespaciadora.com/wp-content/uploads/2021/06/PLAN-NACIONAL-DE-DESARROLLO-EDUCACION-PPT-5-EJES.pdf
Murillo, N. A. (2024). Factores asociados al rendimiento académico en educación secundaria: una revisión sistemática. Asociación de Psicología y Educación, Facultad de Educación. Universidad Complutense de Madrid, 73. https://www.revistadepsicologiayeducacion.es/pdf/20241902.pdf
Orrala Peña, A. M. (2025). Metodología activa en el rendimiento académico de las matemáticas en los estudiantes de sexto año de educación básica (Tesis de Maestría: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2025.). https://repositorio.upse.edu.ec/handle/46000/12889
Parks, Kimberly Rudd (2023). A Phenomenological Study of Teachersu27 Experiences with Educational Gamification and its Impact on Student Engagement in the Middle School Math and Science Classroom. https://core.ac.uk/download/588305033.pdf
Pérez, D., y Martínez, M. (2022). Gamification with Scratch or App Inventor in Higher Education: A Systematic Review. Future internet, 14(12), 374. https://doi.org/10.3390/fi14120374
Ramos, L. (2025). Competencias matemáticas en los estudiantes del nivel primario de una institución educativa: revisión sistemática. Revista InveCom, 5(1), e501072. Epub 11 de diciembre de 2024. https://doi.org/10.5281/zenodo.11658522
Roa González, J., Sánchez Sánchez, A., y Sánchez Sánchez, N. (2021). Evaluación de la implantación de la Gamificación como metodología activa en la Educación Secundaria española. ReiDoCrea. Revista de investigación y Docencia Creativa, 10(12), 1-9. https://udimundus.udima.es/handle/20.500.12226/888
Rodríguez, D. D., Ordoñez, R. E., y Hidalgo, M. E. (2021). Determinantes del rendimiento académico de la educación media en el Departamento de Nariño, Colombia. Lecturas de Economía, (94), 87-126. http://www.scielo.org.co/pdf/le/n94/0120-2596-le-94-87.pdf
Santillán-Aguirre, P., Jaramillo-Moyano, E., Hernández-Andrade, L., y Santos-Poveda, R. (2023) ABP and STEAM as Active Learning Methodologies El ABP y el STEAM como metodologías activas en el aprendizaje. https://core.ac.uk/reader/591386940
Semper Altius (2024). Metodología STEAM para aprender creando. https://www.semperaltius.edu.mx/blog-post/metodologia-STEAM-desarrollo-de-la-creatividad
STEAMgune. (2025). ¿Por qué una estrategia educativa STEAM? https://STEAMgune.euskadi.eus/es/por-que-una-estrategia-educativa-STEAM
Trejo, G. A. T., Gutú, J. D., Espinoza, E. G., y González, F. E. C. (2024). STEAM integrada con metodologías activas para mejorar el rendimiento académico y percepción de estudiantes en educación primaria. Ciencia Latina: Revista Multidisciplinar, 8(1), 8670-8687. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=9426828
Vera, P. E., y Bonilla, G. P. (2025). Metodología STEAM y Formación Docente en Educación Básica: Una Experiencia desde los Actores. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 9(1), 4502-4514. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16170
Villafuerte, V. P. E., Arcos, W. R. P., Morán, O. O. V., y Rodas, G. C. A. (2023). La gamificación como estrategia didáctica para mejorar la motivación y el rendimiento académico de los estudiantes en Educación Básica Media. Polo del Conocimiento: Revista científico-profesional, 8(12), 875-894. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=9254960
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 María Elena Hidalgo Puchaicela, María Alejandra Rodríguez López, Arián Vázquez Álvarez, Carlos Manuel Hernández Hechavarría
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
This journal provides immediate open access to its content, based on the principle that offering the public free access to research helps a greater global exchange of knowledge. Each author is responsible for the content of each of their articles.
Universidad de Oriente 