El proceso de enseñanza-aprendizaje de las temáticas de pensamiento aleatorio y sistema de datos que se vive dentro de las escuelas colombianas no está acorde con los propósitos que plantean los referentes de calidad del MEN. La presente investigación determina el efecto de una estrategia metodológica para el desarrollo del pensamiento aleatorio-sistema de datos y procesos metacognitivos. La población la conforman los estudiantes de 5° de EBP, se seleccionó una la muestra no probabilística intencional, dos grupos de 29 y 25 estudiantes formaron el grupo control y otros dos grupos de 24 y 30 formaron el grupo experimental. El diseño es cuasi experimental, con un alcance descriptivo; los instrumentos de análisis fueron un cuestionario pre test y pos test de resolución de situaciones problema de pensamiento aleatorio y sistema de datos y otro de procesos metacognitivos. Se aplicó una prueba de homogeneidad utilizando el estadístico chi-cuadrado. Se intervino al grupo experimental con la unidad didáctica “Clase para pensar”. Los resultados en cuanto a pensamiento aleatorio y sistema de datos, indican que el grupo control y experimental son homogéneos al inicio del estudio (valor P = 0.069 > 0.05), después de la intervención, se rechaza muy significativamente la hipótesis de homogeneidad (Valor P = 0.0 < 0.05). Al igual que en los procesos metacognitivos, los resultados obtenidos al inicio no son homogéneos en relación con los resultados obtenidos al final (Valor P = 0.0 < 0.05), en relación con el porcentaje de respuestas correctas por pregunta, existiendo diferencia a favor del grupo experimental.