Vivimos en un mundo multisensorial. Sin embargo, en las aulas, se prefieren enfoques unisensoriales, aunque son poco naturales y suelen desmotivar a los jóvenes. Realizamos este estudio de métodos mixtos para investigar los posibles efectos de un enfoque multisensorial en el aprendizaje de las geociencias entre estudiantes de una escuela primaria en Oporto, Portugal. El resultado cognitivo se evaluó utilizando un diseño de pre/post-prueba, mientras que la motivación y otros parámetros actitudinales se estudiaron mediante un cuestionario anónimo. Los resultados revelaron una puntuación media más alta en las post-pruebas para los estudiantes que asistieron a clases multisensoriales y altos niveles de motivación. Por lo tanto, consideramos que la instrucción multisensorial tiene un impacto positivo en el aprendizaje de las geociencias y la motivación, y se deben adoptar medidas adecuadas para impulsar su plena y óptima aplicación en las escuelas.