El artículo investiga los efectos del aprendizaje basado en museos apoyado por simulación virtual (VSS-MBL) en cursos C-STEAM dirigidos a estudiantes de educación primaria. Mediante un diseño cuasi experimental con medidas repetidas, el estudio compara un entorno tradicional de aula con un modelo que integra realidad virtual y aumentada en contextos museísticos para el aprendizaje interdisciplinar. Se analizan cinco variables clave: adquisición de conocimiento multidisciplinar, motivación de aprendizaje, pensamiento crítico, creatividad y habilidades de resolución de problemas. Los resultados muestran que el enfoque VSS-MBL tiene un impacto significativamente positivo en la motivación, el pensamiento crítico, la creatividad y la resolución de problemas, favoreciendo el desarrollo de habilidades de orden superior mediante experiencias inmersivas, exploración cultural y aprendizaje activo. No obstante, la adquisición de conocimiento multidisciplinar, especialmente en el componente de ingeniería, fue más efectiva en el aula tradicional, lo que evidencia limitaciones del aprendizaje museístico para la transmisión sistemática de contenidos. El estudio concluye que el modelo VSS-MBL constituye un marco pedagógico viable e innovador para integrar museos, tecnología y educación C-STEAM, siempre que se complemente con estrategias didácticas estructuradas y apoyo docente continuo.