Introducción: el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), ha mostrado logros importantes en la enseñanza de la medicina. La Experiencia del Aprendizaje Mediado (EAM), derivada de la Teoría de la Modificabilidad Cognitiva, podría aumentar los alcances de la estrategia ABP y contribuir al logro de aprendizajes significativos en estudiantes de medicina. En el presente estudio se evaluaron los beneficios sobre el aprendizaje significativo de incorporar la EAM al ABP en estudiantes de medicina. Materiales y métodos: se hizo un estudio controlado y con asignación aleatoria con los estudiantes del tercer semestre de medicina de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, Colombia. El primer grupo recibió solamente la metodología ABP y el segundo, dicha metodología articulada con la EAM. En subgrupos de ocho estudiantes asistieron a 16 sesiones (2 horas/semana) para desarrollar problemas relacionados con el propósito homeostático ''mantener un adecuado aporte de oxígeno a los tejidos''. Se utilizaron dos pruebas de conocimiento: selección múltiple y resolución de problemas. Se describieron cualitativamente los resultados de la observación del desempeño cognitivo y de las autoevaluaciones, coevaluaciones y heteroevaluaciones. Resultados y conclusiones: los promedios y porcentajes de aprobación de las pruebas de conocimiento fueron mayores en el grupo de intervención, pero estas diferencias solo fueron estadísticamente significativas en la prueba de selección múltiple. Es posible que la estrategia ABP por sí misma potencie el aprendizaje significativo, pero las observaciones cualitativas demuestran que la EAM favorece la motivación y un ambiente propicio para potenciar las funciones cognitivas por lo que podría aumentar los beneficios del ABP.