El aprendizaje de la física hoy en día contiene un fuerte componente algebraico, lo cual no contribuye a lograr un cambio conceptual efectivo debido a varios malentendidos y conceptos erróneos que los estudiantes tienen. La metodología de educación científica basada en la indagación (IBSE, por sus siglas en inglés) es una solución, al igual que la indagación basada en modelos (MBI), pero no existe un acuerdo sobre cuál es la mejor opción. Es necesaria la contribución de los avances tanto en neurociencia como en psicología cognitiva. Todos estos componentes pueden organizarse dentro de una disciplina transdisciplinaria llamada Neurodidáctica. Este trabajo presenta una propuesta neurodidáctica para lograr un cambio conceptual efectivo. El estudio involucra a 171 estudiantes universitarios de pregrado y se basa en un diseño experimental (grupos de control y experimentales) con cuestionarios previos y posteriores a las pruebas. Los resultados mostrarán la importancia de la experimentación en sesiones matemáticas-físicas, así como la importancia de las habilidades visoespaciales y el componente de indagación ofrecido por los diferentes recursos utilizados (simulaciones virtuales y multimedia) para obtener un modelo. Además, se probó el papel de la orientación transdisciplinaria y la importancia de la modelización conceptual, obteniendo una contribución esencial para equilibrar el enfoque algebraico normalmente no significativo de la ciencia física, ofreciendo en conjunto un posible nuevo camino para el aprendizaje científico.