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Guía aprendizaje STEM
- 1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE Acercamiento a la metodología STEM: qué es e ideas para implementarla INSTRUCTORA: NORBY FABELLY LEAL AYALA APRENDIZ: AMBERSON YESID SANDOVAL CORREDOR 2022
- 2. TABLA DE CONTENIDO Proponer una estrategia STEM a partir de un estudio de caso . Identificar los elementos básicos del modelo STEM según su fundamentación Objetivo generales Objetivo especifico Imágenes alusivo Contenido Bibliografía Diferenciar los tipos de actividades para el desarrollo de la formación acorde con la metodología STEM. Objetivo generales Objetivo especifico Imágenes alusivo Contenido Bibliografía Aplicar los principios de implementación de un modelo STEM según las necesidades propias de un entorno específico. Objetivo generales Objetivo especifico Imágenes alusivo Contenido Bibliografía
- 3. PROPONER UNA ESTRATEGIA STEM A PARTIR DE UN ESTUDIO DE CASO En este sentido se están realizando intentos de ofrecer herramientas, en particular rúbricas, que faciliten evaluar el diseño estos proyectos STEM. Este estudio pretende dar respuesta a parte de estas necesidades al plantear el contexto de co-construcción de una rúbrica para la mejora de proyectos STEM que: 1 señale los elementos clave en el diseño de proyectos STEM de educación secundaria y 2) que permita realizar un análisis minucioso de sus estadios de mejora a través de sus niveles. La co-construcción de esta rúbrica se sitúa en el marco de un grupo de investigación compuesto por profesores de educación secundaria e investigadores en didáctica de las ciencias que se centran en la reflexión sobre el lenguaje y la enseñanza de las ciencias (LIEC) y que sostienen una larga tradición en desarrollar instrumentos como el que se presenta. Objetivo de la investigación El proceso de creación de rúbricas habitualmente conlleva un consenso de definiciones e indicadores de mejora que pocas veces se analiza o que se resuelve con estrategias como cuestionarios dicotómicos. Este estudio se focaliza en comprender y hacer explícitas las formas de contrastar y construir criterios de mejora. Por ello el objetivo principal se concreta en: Caracterizar las tensiones que emergen en un proceso de co-construcción de una rúbrica de mejora de proyectos STEM. Considerando el contexto donde emergen dichas tensiones, se incluye como sub-objetivo de carácter metodológico la co-construcción de una rúbrica validada por expertos que permita determinar niveles de mejora para la selección, diseño y/o adaptación de proyectos STEM. Marco Teórico Actualmente, el ABP aplicado a la enseñanza de las ciencias, conocido también como Ciencia Basada en Proyectos (CBP), se presenta como una metodología con características propias. En su revisión de más de 45 artículos de ABP aplicado al ámbito científico-tecnológico, encuentran que los elementos propios de los proyectos de enseñanza de las ciencias y la tecnología son, en orden de importancia: a) un problema o pregunta científica auténtica. b) un proceso de indagación científica y/o diseño ingenieril. c) la demanda de un producto final que requiera aplicar conocimiento científico- tecnológico. d) el trabajo de forma cooperativa, y e) un uso extensivo de las Tics. Ante estos elementos, se plantean grandes retos en el diseño didáctico de proyectos de ámbito científico-tecnológico con enfoque ABP, tales como generar demandas que
- 4. genuinamente requieran contenidos curriculares o disciplinares propios de las ciencias para el alumnado. Una propuesta interesante para combinar la metodología ABP con la construcción de conocimiento científico, que destacan la importancia de marcar unas finalidades de aprendizaje que integren la selección de ideas clave (NRC 2012) con la participación en prácticas científica, donde cobra importancia el discurso dialógico en el aula. El propósito sería desplazar el énfasis, tanto en el aula tradicional como en las propuestas de ABP, de los productos de la ciencia (hechos, conceptos, leyes, etc.) hacia las prácticas de la ciencia, en concreto de modelización, indagación y argumentación. Esta forma de entender la enseñanza de las ciencias en el contexto metodológico ABP encaja con la visión sobre la enseñanza de las ciencias basada en la participación en la Actividad Científica Escolar (ACE) que compartimos. La ACE es una propuesta didáctica que se plantea sobre un modelo cognitivo de ciencia que entiende que la actividad científica que se debe propiciar en la escuela debe emular la actividad social, discursiva y cognitiva de los científicos, aunque sus objetivos, métodos y constructos mentales finales no sean los mismo. Desde esta premisa, en la perspectiva ACE la actividad en el aula de ciencias se centra en compartir una forma de hacer, pensar, hablar (y sentir) una ciencia que cobra sentido en el contexto escolar. En la práctica, la ACE enfatiza: 1. enseñar en contexto, conectando con las experiencias y emociones del alumno, de forma que le permita reinterpretar fenómenos del mundo desde el conocimiento científico escolar. 2. despertar el interés por «actuar» en el mundo, participando en prácticas científicas escolares que lo modelicen y permitan la intervención intencionada en los fenómenos (observando, experimentando, argumentando, y la toma de decisiones socio-científicas de forma adecuada. 3. construir con los alumnos unas «ideas clave» o Modelos Científicos Escolares (MCE) que les permitan describir, predecir e interpretar una gran variedad de fenómenos que, pese a su aparente diversidad, se explican activando un mismo MCE a un nivel más o menos sofisticado, en progresión a lo largo de la escolaridad. 4. adoptar un modelo de evaluación que impulse la metacognición y la autorregulación respecto a los procesos de construcción de nuevos conocimientos, donde el aprendiz reconozca su progreso. En nuestro contexto, la mirada de la ACE se ha usado para el diseño de materiales educativos desde diferentes perspectivas, influenciada por marcos como tradicionalmente el CTS y más recientemente las perspectivas SSI o STEM. Esto ha implicado ampliar la mirada a la inclusión de nuevos objetivos de aprendizaje, hablando de proyectos de ámbito científico-tecnológico que promueven no sólo actividad científica sino una actividad STEM escolar que engloba la práctica de la ingeniería y la práctica matemática de forma más o menos integrada. Estos proyectos van orientados al desarrollo de la competencia STEM, entendiendo ésta como «la capacidad de identificar y aplicar tanto los conocimientos clave como las formas de hacer, pensar, hablar y sentir de la ciencia, la ingeniería y la matemática, de forma más o menos integrada, con el fin de comprender, decidir y/o actuar delante de problemas complejos y para construir soluciones creativas e innovadoras, aprovechando las sinergias personales y las tecnologías disponibles, y de forma crítica, reflexiva y con valores. En esta forma de entender la competencia STEM,
- 5. que es análoga a la forma de entender la competencia científica desde la perspectiva ACE, se destaca: 1) que la interrelación de disciplinas debería respetar la forma de trabajar de cada una de ellas (naturaleza epistémica) que la activación de diferentes formas de trabajar se haga en función del reto competencial planteado. Esto señala la importancia de no centrar la actividad STEM escolar en el resultado final, que suele ser un producto o actuación concreto, sino en aquellas prácticas (formas científicas, matemáticas o de la ingeniería de hacer, pensar, hablar) que se movilizan y se aprenden en el desarrollo de la misma. Proceso de co-construcción y validación de una rúbrica para la mejora de proyectos STEM Con el fin de construir un instrumento que fomente una reflexión en profundidad sobre los proyectos STEM y que permita orientar su selección, diseño y/o mejora, se planificó un proceso de co-construcción y validación por expertos en didáctica de las ciencias y STEM de una rúbrica. Para el diseño de esta rúbrica, se tuvo en cuenta dos elementos: 1) que fuera coherente con la visión del profesorado que implementa actualmente proyectos STEM en educación secundaria y 2) que incorporara elementos clave de la perspectiva de enseñanza-aprendizaje del marco de ACE en el contexto STEM (Actividad STEM Escolar) descrito anteriormente. Considerando estas premisas, se partió de una revisión bibliográfica de investigaciones centradas en la CBP y el STEM ABP y de un estudio enfocado a la caracterización de la visión sobre proyectos STEM de 6 profesores con larga experiencia en su diseño e implementación, a partir de entrevistas en profundidad. Los resultados de este estudio y la revisión bibliográfica permitieron obtener unos primeros ámbitos sobre qué aspectos son clave en el diseño e implementación de proyectos STEM. Así mismo, se aportaron consideraciones concretas para la redacción de los indicadores y sus niveles que constituyeron una primera versión de la rúbrica. El proceso de co-construcción y validación por expertos se realizó en el contexto del grupo de investigación e innovación LIEC, implicado en el desarrollo operativo del marco ACE. Dicho grupo, compuesto por académicos universitarios en didáctica de las ciencias y profesores de educación secundaria, permitió constituir un panel de expertos que validaran el contenido de la rúbrica. Concretamente, el panel constaba de 20 participantes (5 docentes de secundaria, 6 investigadores y 9 con perfil mixto docente/investigador) que se definieron como expertos por: a) su experiencia de más de 10 años en la docencia de alguna de las 4 disciplinas STEM y/o b) su investigación reconocida con aportaciones en didáctica de las ciencias y/o del enfoque STEM.
- 6. IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS BÁSICOS DEL MODELO STEM SEGÚN SU FUNDAMENTACIÓN Actualmente existe un amplio abanico de herramientas digitales que se pueden usar en la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la matemática (las denominadas disciplinas STEM) durante la escolaridad primaria y secundaria. A partir de las definiciones propuestas por documentos marco de amplio consenso internacional, se discuten los puntos de encuentro entre la educación STEM y las herramientas digitales, y cómo una adecuada simbiosis entre ambas puede servir tanto para mejorar las competencias científicas, matemáticas y tecnológicas de los estudiantes como para mejorar sus competencias digitales necesarias para el desarrollo personal y profesional en la era digital. Pretendemos aportar una perspectiva al uso de herramientas digitales en el aula que trascienda las modas pasajeras, y que se centre en por qué y en el cómo usar cada una de estas herramientas, y para ello nos centramos en señalar tanto las oportunidades que ofrece la enseñanza digital para el aprendizaje STEM como las oportunidades que ofrece la enseñanza STEM para el aprendizaje digital. Con este conjunto de reflexiones y aportaciones provenientes de la investigación en el ámbito proponemos superar el debate sobre “herramientas digitales sí o no”. Teniendo en cuenta los beneficios de las mismas, en particular para un ámbito con tanta relevancia cultural, social y económica como STEM, lo importante sería dedicar más esfuerzos a clarificar “cómo y para qué” usar estas herramientas en la escuela. Palabras clave: Herramientas digitales, TIC, STEM, educación científica, competencia digital. El término STEM (acrónimo de las siglas en inglés de Ciencia (Science), Tecnología (Technology), Ingeniería (Engineering) y Matemáticas (Mathematics)) ha tomado mucha relevancia en los últimos años, tanto en los documentos marcos de política educativa, en la literatura especializada, en los medios de comunicación generalistas, en los foros de debate sobre educación y formación, así como en múltiples foros económicos y sociales. STEM es un acrónimo que sirve para referirse al ámbito profesional que incluye las diferentes disciplinas científico-tecnológicas (a menudo denominadas como carreras o profesiones STEM), pero también para referirse al conjunto de conocimientos, competencias y prácticas relacionadas con este ámbito que deben ser promovidas y desarrolladas a lo largo de la escolaridad (alfabetización STEM que se adquiere durante la educación STEM). Si bien ambas acepciones están relacionadas, puesto que la educación STEM es la base imprescindible para mejorar, incrementar y fortalecer las carreras STEM, muchas voces han señalado el hecho que la educación STEM abarca una concepción mucho más amplia. Así, la educación STEM no debe buscar solamente la capacitación de un importante grueso de la población para convertirlos en futuros profesionales STEM, sino sobre todo alfabetizar y dotar de competencias STEM al conjunto de los futuros ciudadanos (vayan a convertirse o no en profesionales STEM), para hacer una sociedad más capaz de involucrarse y tomar partido en los retos científico-tecnológicos de nuestras sociedades, así como aportar soluciones a estos retos sociales. Des de esta perspectiva más amplia, desarrollar las competencias STEM entre los estudiantes, nuestros futuros ciudadanos, es crucial para el progreso social y económico de nuestra sociedad. De hecho, los múltiples argumentos aportados en la literatura sobre la necesidad de fortalecer la educación STEM pueden agruparse en cuatro grandes líneas argumentales, basadas en la propuesta hecha por: el argumento práctico, el argumento cívico-democrático, el argumento cultural y el argumento económico. En primer lugar, existe un argumento práctico basado en la idea que toda persona necesita tener una formación científica, tecnológica y matemática básica, útil para tomar decisiones, comprender los fenómenos naturales y tecnológicos de su entorno, resolver pequeños retos cotidianos, etc. La efervescencia del movimiento “maker” es un ejemplo: personas que construyen sus propios artefactos (programas informáticos y apps, dispositivos electrónicos domésticos, objetos decorativos, etc.), a partir de sus habilidades para diseñar soluciones creativas a partir de sus conocimientos STEM. A su vez, muchas de las discusiones y debates sociales existentes en nuestra sociedad están
- 7. estrechamente ligados a los efectos de la ciencia y la tecnología en nuestras vidas, y para poder participar de estos procesos democráticos, es necesario estar no sólo informados sino comprender aquello que se critica o defiende (desde los transgénicos hasta las centrales nucleares, pasando por la robotización de la producción industrial y la monitorización de nuestras vidas. No cabe duda que todo ciudadano necesita una base sólida en de conocimientos relacionados con las disciplinas STEM para poder dar respuesta a los problemas de la sociedad contemporánea. Además, la emergencia del paradigma RRI (Responsible Research and Innovation) apunta claramente hacia esta dirección, ya que pone de relieve la necesidad de la participación pública del conjunto de la sociedad en la investigación científica, el acceso abierto a los datos y los resultados de investigación, entre otros. De hecho, según, las RED. Revista de Educación a Distancia, Educación STEM en y para el mundo digital. Las disciplinas STEM son construcciones humanas que han transformado nuestra vida, y la comprensión de nuestra sociedad y cultura pasan por conocer y comprender estas contribuciones. Las ciencias, las matemáticas y las ingenierías son, por lo tanto, parte de la cultura y del patrimonio cultural que influencia nuestra visión del mundo y nuestra manera de actuar sobre el igual como lo es la literatura, la música o la filosofía. Conocer y comprender los fenómenos que rodean nuestro mundo y los artefactos humanos producto de la actividad STEM también enriquece nuestro mundo personal y nuestra cultura. Finalmente, el principal argumento económico que ha puesto de relieve recientemente la educación STEM es el hecho que la fuerza de trabajo que comprende el ámbito STEM será mucho más productiva y, por tanto, decisiva en el desarrollo económico de los países en las próximas décadas. Algunos estudios recientes prevén que la formación actual de profesionales STEM será insuficiente para los retos del futuro, tanto en cantidad (la oferta de profesionales de STEM no podrá satisfacer la demanda prevista) como en calidad y diversidad de perfiles, ya que se requerirá un mayor acceso a las profesiones STEM de perfiles sociales y personales tradicionalmente alejados de esta área. Por todos estos motivos, son muchos los esfuerzos para contribuir a la mejora de la educación STEM: programas para promover las vocaciones STEM entre los más jóvenes, proyectos para implicar a profesorado en iniciativas de mejora de la calidad docente, iniciativas en entornos no formales como museos, ateneos de fabricación o actividades familiares, proyectos para promover la equidad en el acceso a carreras STEM, estudios sobre las prácticas disciplinares STEM que se dan en el aula, investigaciones sobre el impacto de la inmensa variedad de enfoques metodológicos en el aprendizaje STEM de los estudiantes, etc. Dentro de estas iniciativas, el papel de todo lo referente al “mundo digital” está también en debate. ¿Qué aportan las herramientas digitales a la manera de enseñar y aprender ciencias, tecnologías, ingenierías y matemáticas? ¿Qué oportunidades ofrecen? ¿Qué riesgos cabe señalar? En este documento hacemos una revisión del estado del arte de la innovación y la investigación en el uso de herramientas digitales para la educación STEM, con el objetivo de aportar una visión de conjunto sobre cuáles son estas herramientas digitales, que potencial se ha identificado para su uso educativo y como estas herramientas deben ser seleccionadas y usadas para explotar al máximo este potencial.
- 8. OBJETIVO GENERALES Este nuevo modelo educativo surgióen la década de los noventas en Estados Unidos como respuesta a la demanda tecnológica y digital que se dio durante esos años. La pedagogía STEM, es un nuevo modelo educativo que sirgue de la necesidad ante el mundo actual, se llama asípor su acrónimo o siglas de las partes que la integran. Estimular la creatividad y la innovación. OBJETIVO ESPECIFICO Preparar el proyecto tomando en cuenta los contenidos del video y del curso. Definir claramente el problema que los estudiante tiene que solucionar. Facilita la colaboración y el trabajo en equipo. Motivar a los estudiantes a ser perseverante aprendiendo de sus errores.
- 11. CONTENIDO La educación avanza a pasos agigantados hacia el mundo digital y las nuevas tecnologías. De los libros y los apuntes hemos pasado a los ordenadores y las tareas online. La comunicación con el profesor vía email es parte de la rutina. Valores como la competencia digital, el trabajo en equipo o la toma de decisiones, son incorporados en los conocimientos curriculares de todas las asignaturas. Los cuatro pilares (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) en los que se basan el STEM, actúan como nexo de unión con el resto de materias, ya sea porque el objetivo es crearlos o porque son usados para desarrollar algo nuevo. La plataforma de venta online Amazon no ha querido quedarse atrás. Ha creado una sección en su tienda dedicada a educar y entusiarmar mediante el STEM. Encontrarás juguetes que ayudan a los niños a involucrarse con las habilidades clave de la educación mientras se divierten. El paso del STEM al STEAM: Crear para Aprender Cuando se conjugan las habilidades artísticas y creativas con la educación STEM se ponen en valor aspectos como la innovación y el diseño, el desarrollo de la curiosidad y la imaginación, la búsqueda de soluciones diversas a un único problema, etc. Es entonces cuando se produce una transformación hacia el STEAM, donde la A hace referencia a las disciplinas artísticas. Este cambio de tendencia ha sido influenciado por el auge de la filosofía maker, los movimientos do-it-yourself y por la nueva perspectiva creativa y artística otorgada al sistema educativo actual. En el ámbito educativo y formativo se observa el aumento de proyectos multidisciplinares basados en la enseñanza de estas materias. Su característica principal es la formación práctica, donde los alumnos trabajan de manera real a través de la experimentación. Un grupo de niños desarrollando habilidades artísticas ¿Cómo introducir a través del juego conocimientos de estas materias en los más pequeños? Los niños tienen la necesidad de hacer las cosas una y otra vez antes de aprenderlas. A través del juego, descubren el mundo por sí mismos por lo que es un instrumento muy eficaz para la educación. Los juguetes educativos englobados bajo esta denominación, pretenden desarrollar procesos de aprendizaje basados en:
- 12. – la resolución de problemas mediante el racionamiento lógico – la incorporación de situaciones de la vida cotidiana – el uso de herramientas tecnológicas – la repetición de un hecho Lúdico implicado con la metodología STEAM Lúdico ha lanzado al mercado una gama de juegos educativos que trabajan la metodología STEAM abarcando sus pilares fundamentales. Juegos como antivirus que discurren entre experimentos y estrategias, trabajan la parte más científica. En la rama de ingenería podemos hablar de los juegos que desarrollan las capacidades mentales más constructivas y geométricas. En la rama de las matemáticas encontramos juegos como Mucho Cucurucho, Escondite en la selva o la serie de IQ, que son perfectos para trabajar la memoria y la táctica de toda la familia. Si pasamos al campo creativo e ingenioso, el juego Mimiq asegura risas garantizadas. La aplicación de los conceptos STEAM en los juegos permite que los más pequeños aprendan de una manera amena, divertida y práctica, permitiendo que también potencien el trabajo en equipo. Cómo se aplica la metodología STEAM en un proyecto El desarrollo de un proyecto STEAM debe seguir una serie de procesos de creación inspirados en el espíritu del movimiento maker. En primer lugar define el proyecto marcando cuales son los objetivos y los conocimientos y habilidades a desarrollar. Deja volar la imaginación y comienza a validar tus hipótesis. Debes realizar una lista con los medios de los que dispones. Genera espacios para tocar y experimentar. Planifica el espacio temporal donde se enmarca el proyecto con un tiempo establecido para desarrollarlo. Por último, evalúa todas las posibilidades. STEAM y los nuevos procesos de aprendizaje La educación STEAM y el futuro de tus hijos Son muchas las razones del por qué los sistemas basados en STEM son cada vez más una norma dentro de muchos proyectos y comunidades educativas: 1 Los estudiantes trabajan en equipo y aprenden a tomar decisiones conjuntas
- 13. 2 Aumentan su capacidad para la resolución de problemas de manera creativa 3 Mejoran su autoestima 4 Impulsan sus capacidades comunicativas 5 Aprenden mediante la experimentación en primera persona 6 Retienen más fácilmente los conceptos aprendidos 7 Disparan su imaginación y sus ganas de crear cosas nuevas ¿Es la robótica infantil una oportunidad para nuestros hijos en un futuro? Sois muchos los que estáis interesados en la robótica infantil, que también se incluye en la metodología STEM, concretamente, algunos autores se refieren a este tipo de juegos como STREAM (Ciencia, Tecnología, ROBÓTICA, Ingeniería, Arte y Matemáticas). Cada vez más, se introduce el mundo de la robótica educativa en las aulas, ya que, gracias a ella los peques pueden experimentar una entrada gradual y divertida al mundo de la programación, al futuro. Por ese motivo, os recomendamos la linea de robots de Xtrem Bots pensada para que los más pequeños aprendan a programar mientras juegan. Pero… ¿qué beneficios aporta la introducción robótica desde edades tempranas? Entre otros, mejora la capacidad para la resolución de problemas, razonamiento y competencia matemática, favorece a la creatividad y la imaginación y fomenta el trabajo en equipo y la colaboración con otros compañeros.
- 15. DIFERENCIAR LOS TIPOS DE ACTIVIDADES PARA EL DESARROLLO DE LA FORMACIÓN ACORDE CON LA METODOLOGÍA STEM. En la educación actual es una necesidad implementar propuestas innovadoras que desarrollen competencias y proporcionen al estudiante experiencias de aprendizaje significativas. El propósito central de esta investigación es analizar cómo la implementación de una actividad con base en educación STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, por sus siglas en inglés) facilita el desarrollo de competencias. Para este fin, en el estudio se realiza el análisis de las oportunidades de integración de saberes ofrecidas por las estructuras curriculares de una Institución rural con aulas multigrado en el municipio de La Mesa Cundinamarca. Seguidamente, como investigadora analizo cómo la aplicación de una actividad STEM facilita la adquisición de competencias básicas enmarcadas desde los procesos cognitivos, afectivos y psicomotores. Sumado al propósito central, el estudio busca demostrar que propuestas como las actividades STEM, son fundamentales en el contexto rural del aula multigrado para facilitar el desarrollo de competencia básica. Pues estudios precedentes no se ha ocupado del tema en contexto de aulas rurales multigrado. La presente investigación es un estudio de casos de tipo cualitativo que permite describir y comprender situaciones reales que se genera en un aula de clase multigrado. Por consiguiente, el análisis de los datos recolectados es una narrativa que describe los resultados desde un análisis secuencial en dos fases. En la primera fase, el estudio presenta el análisis documental realizado a la estructura curricular. Este análisis describe las oportunidades encontradas para la integración de 6 conceptos en las áreas de matemáticas, ciencias y tecnología y que facilitan el diseño de una actividad STEM. En la segunda fase, del estudio se realizó un análisis temático de los datos registrados en los diarios de campo y las entrevistas aplicadas a los estudiantes participantes. El análisis temático muestra la capacidad que tienen los estudiantes para comprender y analizar conceptos. Esta capacidad es evidenciada en los niños cuando realizan la clasificación, la comparación y el reconocimiento de las características y propiedades de los objetos existentes en su entorno. Asimismo, en los resultados se destacan dos aspectos relacionados con las actitudes de los niños. Estos aspectos son la capacidad de los niños para interactuar organizadamente con sus pares y las destrezas que los niños adquieren al conectar la clase con sus experiencias y realidades. En conclusión, el análisis a las estructuras curriculares de la institución permitió detectar las oportunidades que favorecieron la implementación de una actividad STEM, como estrategia integradora de conocimientos. Además, la investigación da cuenta de que propuestas integradoras cómo la aplicación de una actividad STEM facilitan el desarrollo de competencias básicas en el contexto del aula rural multigrado. Palabras claves: educación STEM, desarrollo de competencias, aula multigrada.
- 16. OBJETIVO GENERALES Promover en los niños procesos que faciliten el desarrollo de competencias básicas se ha convertido en un reto que plantea la educación actual Orientar la acción a la creación del diseño a los objetivo del stem. Introducir el pensamiento humano al computacional a la formación del stem con unas pautas activa para recargar energía. OBJETIVO ESPECIFICO El énfasis en actividades basada en la investigación y experimentación. Promover la capacidad y diversa a la fuerza del trabajo stem en equipo. Promover pautas activa para el desarrollo de las actividades, evaluaciones a los estudiantes, sobre la énfasis del proyecto del STEM.
- 17. IMÁGENES ALUSIVO
- 19. CONTENIDO El interés de este estudio es indagar y sistematizar una experiencia de aprendizaje y participación en una red de aprendizaje integrada por dos docentes de la sección de primaria de una institución educativa rural del departamento del meta, quienes voluntariamente decidieron participar del diseño de una actividad STEM sin tener amplios conocimientos en este enfoque, pero dotados de un gran interés por conocer nuevas propuestas curriculares que les permita transformar su práctica docente. A su vez este estudio es una apuesta a la formación colaborativa entre docentes del área rural y el reconocimiento de nuevos espacios de formación como son las redes virtuales de aprendizaje, y el uso de herramientas como los Objetos Virtuales de Aprendizajes OVA, en los que se aprende, se participa y se diseña una actividad STEM orientada desde la metodología del Aprendizaje Basado en Proyectos. Esta investigación está distribuida en cinco capítulos, el primero es una contextualización allí se incluye la formulación del problema, la pregunta de investigación, los objetivos a alcanzar, algunos antecedentes relacionados con el enfoque STEM y algunas experiencias llevadas en instituciones educativas y programas en Colombia que impulsan la educación STEM. Mientras que en el segundo capítulo se abordan algunos referentes teóricos relacionados con: ¿cómo aprenden los docentes?, el trabajo colaborativo, la educación STEM, el aprendizaje basado en proyectos y su vínculo con STEM, además de la definición de sistematización y algunos métodos para llevarla a cabo. Por su parte en el capítulo tres se aborda la metodología adoptada e implementada, cual es la sistematización de experiencias como un tipo de metodología cualitativa, su delimitación, así como la técnica seleccionada correspondiente a la observación participativa, los tipos de instrumentos para recolectar información: diarios de campos, entrevistas estructurada, el foro, la wiki. En el cuarto capítulo se exponen los resultados y su análisis en relación con los tres ejes definidos para la sistematización y en el capítulo cinco en el que se expone el informe de la sistematización de la experiencia llevada a cabo. En el capítulo seis se presentan las conclusiones y algunas recomendaciones y por último se lista la bibliografía usada. Esta investigación es de tipo cualitativa, recurre a la técnica de observación participativa desde los espacios virtuales y presenciales en los cuales hubo interacción. Adopta de forma particular la sistematización de experiencias llevada a cabo según el modelo propuesto por Pérez (2016) en tres fases inicio, desarrollo y cierre, se usan las preguntas orientadoras como guías
- 20. del proceso de sistematización para hacer una interpretación crítica y reflexiva del proceso que se llevó a cabo, dentro de la red de aprendizaje, introduciendo aspectos críticos, aspectos a mejorar y aquellos relacionados con el desarrollo de la experiencia. Se concluye que la formación de un docente cuyo conocimiento en STEM sea poco, requiere iniciar por una fase de sensibilización que le permita reconocer a STEM como una propuesta curricular que vaya más allá de sus siglas, debe identificar y profundizar en los tipos de capacidades y habilidades que busca promover y reconocer el vínculo de esta propuesta curricular con las necesidades educativas de este siglo. Además, debe profundizar e indagar sobre cómo diseñar ambientes de aprendizaje que permitan una participación activa en la solución de problemas del entorno, en los que los estudiantes sean los protagonistas de su aprendizaje y la integración de las ciencias sea posible “reforzando la visión de conjunto de los saberes humanos”. Por otra parte los docentes requieren identificar un método para desarrollar STEM y en vista de los resultados obtenidos y alcanzados, se sugiere el ABP como un método a través del cual se puede organizar y planear las interacciones y recursos como estrategia metodológica que permite concretar los objetivos de la educación STEM, ya que como lo afirman “la elaboración de proyectos se transforma en una estrategia didáctica” (p.14), que permite el logro de aprendizajes. Finalmente y entre otras conclusiones expresadas al finalizar el capítulo 5, se destaca que dadas las características de la institución educativa Simón Bolívar donde se aplican proyectos productivos, junto con el Proyecto Ambiental Escolar (PRAE) permiten que la institución gocé de unas condiciones ideales para implementar nuevas propuestas curriculares como STEM, ya que todos ellos comparten como objetivo común contribuir a la formación ciudadana y al desarrollo de problemáticas del entorno.
- 22. Aplicar los principios de implementación de un modelo STEM según las necesidades propias de un entorno específico. El enfoque educativo en STEM (Science, Technology, Engineering, and Math) ha proporcionado a los estudiantes una experiencia de aprendizaje real, significativo y global en el ámbito internacional. Diferentes políticas educativas se han generado alrededor del mundo a favor de este enfoque; en Colombia se han realizado aproximaciones con programas académicos que buscan potenciar y mejorar la motivación de los estudiantes hacia el aprendizaje de las áreas básicas. En la ciudad de Medellín se evidencian programas extracurriculares que ayudan en este propósito y que han dado buenos resultados en los procesos de enseñanza aprendizaje. Este artículo comparte el abordaje metodológico utilizado para identificar y analizar las condiciones institucionales actuales de las instituciones oficiales de la ciudad de Medellín, que permitan la creación de ambientes de aprendizaje en los cuales se pueda implementar el enfoque educativo en STEM, tomando como caso de estudio la I.E Monseñor Gerardo Valencia Cano. Este colegio cuenta con características similares en planta física, servicio ofrecido, peculiaridades de sus estudiantes, planta docente, entre otras, con respecto a las demás de su contexto local. Muestra además, el proceso que se tuvo en cuenta para la identificación de categorías de investigación que permitieron evidenciar ciertas condiciones en la institución educativa estudiada. Las mismas que se consideran, son las características necesarias para llevar a las instituciones educativas hacia el diseño de ambientes de aprendizaje con un enfoque educativo en STEM. Se muestra el análisis de los resultados obtenidos en cada una de las categorías estudiadas, se presentan conclusiones y una primera propuesta de capacitación a docentes para la implementación de este enfoque en las instituciones educativas de la ciudad. STEM, Ambientes de Aprendizaje, Enfoque Educativo, Capacitación Docente La educación STEM (Science, Technology, Engineering and Math), vista como un enfoque educativo, que integra intencionalmente conceptos y
- 23. prácticas educativas de las ciencias o las matemáticas con los de la educación en tecnología e ingeniería, a través de la solución de problemas en entornos reales y apoyado de ambientes de aprendizaje prácticos y de diferentes estrategias y métodos de enseñanza; ha ayudado a fortalecer la conciencia global del entorno, la creatividad y la innovación, el pensamiento crítico, la solución de problemas, la comunicación y la colaboración en estudiantes, docentes y profesionales. Las razones del surgimiento del enfoque educativo en STEM se atribuyen a los requerimientos actuales y futuros de la fuerza de trabajo, a la falta de progreso de los estudiantes en estas áreas, a su elección de no seguirlas como sus aspiraciones profesionales y a las metas económicas de los países. La Educación STEM busca enfrentar tres retos: a) responder a los desafíos económicos globales que enfrentan muchas naciones. b) satisfacer la alta demanda de alfabetización STEM para la solución de problemas tecnológicos y ambientales a nivel global. c) desarrollar mano de obra con los conocimientos y competencias necesarias para desempeñarse en el siglo XXI. La contribución significativa del enfoque educativo STEM en el desarrollo de competencias, se ha percibido desde el fortalecimiento del trabajo colaborativo, la participación activa de estudiantes y docentes, el análisis de decisiones y sus consecuencias en el contexto, el impulso de la cultura investigativa, el fomento de la creatividad, la mejora en las pruebas censales de educación; y una nueva generación de ingenieros, investigadores y científicos, que aportan al fortalecimiento económico productivo e innovador de las naciones. El número de estudiantes y profesores con competencias en las áreas STEM, en países de Europa, Asia y América, ha disminuido en los últimos años; por ejemplo en EE.UU solo el 16% de sus estudiantes deciden hacer sus carreras profesionales en estas áreas, que son consideradas el motor de la innovación que llevó a este país a ser el líder global. Esta desmotivación generalizada ha llevado al cambio de políticas educativas en países americanos, europeos y asiáticos, que ven en las bondades de la educación STEM una alternativa para motivar a sus estudiantes hacia elecciones profesionales que aporten al crecimiento económico, industrial,
- 24. científico y tecnológico de las naciones y así potenciar las prácticas propias de las áreas STEM que están inmersas en todo el sistema productivo y social de las naciones En 2014, el expresidente de los Estados Unidos, Barak Obama, comunicó la prioridad nacional de aumentar el número de profesores y estudiantes en las áreas STEM, promocionando la creación de academias para este propósito; seguido a esto ahora “EE.UU cuenta con un número importante de centros STEM, más de 63, repartidos a través de todo el país, que dependen en su mayoría de universidades: facultades de ciencias, ingeniería y/o de educación”, esto generó un diálogo nacional y como resultado nace una nueva política educativa denominada “STEM 2026” que está basada en cinco componentes básicos: a) comunidades de práctica en red. b) actividades de aprendizaje accesibles que invitan intencionalmente al juego y al riesgo c) experiencias educativas que incluyen enfoques interdisciplinarios para resolver grandes retos. d) espacios de aprendizajes innovadores y accesibles. e) ambientes sociales y culturales que promuevan la diversidad y el entorno STEM. Las políticas educativas de diferentes países pretenden abordar necesidades, en las áreas STEM, de acuerdo al contexto educativo propio de cada región y se apoyan en variados enfoques que han dado resultados positivos o se encuentran en periodo de transición y evaluación. A continuación una muestra de los esfuerzos de algunas naciones que están poniendo en práctica el enfoque educativo STEM en sus políticas locales. Presenta un corto resumen de diversas políticas educativas entorno al enfoque educativo en STEM; Países como Israel, Holanda y Francia, han fusionado los contenidos de la educación científica y tecnológica; otros países como Canadá, Suecia y EEUU, han integrado el contenido de ingeniería dentro del currículo de la educación tecnológica; otros países han experimentado con el desarrollo de programas de ingeniería para sus escuelas, en un esfuerzo por introducir el
- 25. contexto de sus escuelas en la ciencia, las matemáticas y el contenido tecnológico. El gobierno de Inglaterra se ha dedicado a dos objetivos importantes, el primero es el fortalecimiento de personal calificado para mejorar la fuerza de trabajo en el país, y el segundo, es la alfabetización STEM a la comunidad educativa en general, creando programas aplicados al currículo y fortaleciendo este trabajo con la formación de un centro nacional STEM. En Escocia recomiendan reformas educativas que enfoquen la atención en el estudio de las áreas STEM por separado, sin mirarlos con un enfoque integrador. El Gobierno Francés ha creado diferentes fundaciones con el propósito de trabajar con las escuelas y colegios, formando y alfabetizando en STEM, con proyectos basados en la investigación y utilizando diferentes e innovadoras estrategias de enseñanza. Las políticas educativas establecidas por los diferentes países involucrados en la aplicación del enfoque educativo en STEM son diversas y en general buscan mejorar las capacidades de sus estudiantes en estas áreas, esperan mejorar sus niveles en las pruebas censales internacionales, motivar estudiantes para que elijan las carreras STEM en sus perfiles profesionales, mejorar en métodos de enseñanza y transformar los ambientes de aprendizaje para fortalecer la comprensión y la apropiación del conocimiento en sus estudiante.
- 26. OBJETIVO GENERALES Organizar el tema para dar a conocer las pautas de la temática, para explicar el tema y dar a conocer de que lo que está hablando. Involucrar bases teóricas, legales, pedagógica, didácticas, en relación con el aprendizaje interdisciplinario con la educación stem. Analizar y desarrollar actividades desde un punto de vista de los estudiantes, docentes, celadores y toda la comunidad educativa. OBJETIVO ESPECIFICO Examinar el impacto obtenido en las distintas áreas. Resolver las inquietudes que se le presenta a los estudiantes durante la explicación del tema enseñado. Hacer secuencias, patrones y explorar de otras forma el STEM. Crear estándares de ciencias y de tecnología durante la explicación del tema STEM.
- 27. IMAGEN ALUSIVO
- 28. CONTENIDO El términoSTEM(acrónimode lassiglaseninglésde Ciencia(Science),Tecnología (Technology),Ingeniería(Engineering) yMatemáticas(Mathematics)) hatomadomucha relevanciaenlosúltimosaños,tantoenlosdocumentosmarcosde políticaeducativa,en la literaturaespecializada,enlosmediosde comunicacióngeneralistas,enlosforosde debate sobre educaciónyformación,asícomo enmúltiplesforoseconómicosysociales. STEM es unacrónimoque sirve para referirse al ámbitoprofesionalque incluye las diferentesdisciplinascientífico-tecnológicas(amenudodenominadascomocarreraso profesionesSTEM),perotambiénparareferirse al conjuntode conocimientos, competenciasyprácticasrelacionadasconeste ámbitoque debenserpromovidasy desarrolladasalolargo de la escolaridad(alfabetizaciónSTEMque se adquiere durante la educaciónSTEM). Si bienambasacepcionesestánrelacionadas,puestoque laeducaciónSTEMesla base imprescindible paramejorar,incrementaryfortalecerlascarrerasSTEM, muchas voces han señaladoel hechoque laeducaciónSTEMabarca una concepciónmuchomásamplia. Así, la educaciónSTEMno debe buscarsolamente lacapacitaciónde unimportante gruesode la poblaciónparaconvertirlosenfuturosprofesionalesSTEM,sinosobre todo alfabetizarydotarde competenciasSTEMal conjuntode los futuros ciudadanos(vayana convertirse onoen profesionalesSTEM),parahacer una sociedadmáscapaz de involucrarse ytomarpartidoenlos retoscientífico-tecnológicosde nuestrassociedades, así como aportar solucionesaestosretossociales. Desde estaperspectivamásamplia,desarrollarlascompetenciasSTEMentre los estudiantes,nuestrosfuturosciudadanos,escrucial parael progresosocial y económico de nuestrasociedad.De hecho,losmúltiplesargumentosaportadosenlaliteraturasobre la necesidad de fortalecerlaeducaciónSTEMpuedenagruparse encuatrograndeslíneas argumentales,basadasenlapropuestahechapor:el argumentopráctico,el argumento cívico-democrático,el argumentocultural yel argumentoeconómico. En primerlugar,existe unargumentoprácticobasadoenlaideaque toda persona necesitatenerunaformacióncientífica,tecnológicaymatemáticabásica,útil paratomar decisiones,comprenderlosfenómenosnaturalesytecnológicosde suentorno,resolver pequeñosretoscotidianos, etc. La efervescenciadel movimiento“maker”esunejemplo:personasque construyensus propiosartefactos(programasinformáticosyapps,dispositivoselectrónicosdomésticos, objetosdecorativos,etc.),apartirde sus habilidadesparadiseñarsolucionescreativasa partir de susconocimientosSTEM.
- 29. A su vez,muchasde lasdiscusionesydebatessocialesexistentesennuestrasociedad estánestrechamente ligadosalosefectosde lacienciaylatecnologíaennuestrasvidas,y para poderparticiparde estosprocesosdemocráticos,esnecesarioestarnosólo informadossinocomprenderaquelloque se criticaodefiende(desde lostransgénicos hasta lascentralesnucleares, pasandoporlarobotizaciónde laproducciónindustrial yla monitorizaciónde nuestrasvidasconBigData). No cabe duda que todociudadanonecesitaunabase sólidaende conocimientos relacionadosconlasdisciplinasSTEMpara poderdar respuestaalosproblemasde la sociedadcontemporánea. Además,laemergenciadel paradigmaRRI(ResponsibleResearchandInnovation) apunta claramente haciaestadirección,yaque pone de relievelanecesidadde laparticipación públicadel conjuntode lasociedadenlainvestigacióncientífica,el accesoabiertoalos datosy los resultadosde investigación,entre otros,disciplinasSTEMson construcciones humanasque han transformadonuestravida,ylacomprensiónde nuestrasociedady culturapasan por conocery comprenderestascontribuciones. Las ciencias,lasmatemáticasylasingenieríasson, porlotanto,parte de la culturay del patrimoniocultural que influencianuestravisióndelmundoynuestramanerade actuar sobre el igual comolo esla literatura,lamúsicao lafilosofía.Conocerycomprenderlos fenómenosque rodeannuestromundoy losartefactoshumanosproductode laactividad STEM tambiénenriquece nuestromundopersonal ynuestracultura. Finalmente,el principal argumentoeconómicoque hapuestode relieve recientemente la educaciónSTEMes el hechoque lafuerzade trabajo que comprende el ámbitoSTEMserá muchomás productivay,por tanto,decisivaenel desarrolloeconómicode lospaísesen laspróximasdécadas. Algunosestudiosrecientesprevénque laformaciónactual de profesionalesSTEMserá insuficienteparalosretosdel futuro,tantoencantidad(laofertade profesionalesde STEM no podrásatisfacerlademandaprevista) comoencalidadydiversidadde perfiles, ya que se requeriráunmayor accesoa lasprofesionesSTEMde perfilessocialesy personalestradicionalmente alejadosde estaárea. Por todosestosmotivos,sonmuchoslosesfuerzosparacontribuiralamejorade la educaciónSTEM: programas para promoverlasvocacionesSTEMentre losmás jóvenes, proyectospara implicaraprofesoradoeniniciativasde mejorade lacalidaddocente, iniciativasenentornosnoformalescomomuseos,ateneosde fabricaciónoactividades familiares,proyectosparapromoverlaequidadenel accesoacarreras STEM, estudios sobre lasprácticas disciplinaresSTEMque se dan enel aula, investigacionessobre el impactode la inmensavariedadde enfoquesmetodológicosenel aprendizajeSTEMde los estudiantes,etc.
- 30. Dentrode estasiniciativas,el papel de todoloreferente al “mundodigital”estátambién endebate.¿Qué aportanlasherramientasdigitalesalamanerade enseñary aprender ciencias,tecnologías,ingenieríasymatemáticas?¿Qué oportunidadesofrecen?¿Qué riesgoscabe señalar?Eneste documentohacemosunarevisióndel estadodel arte de la innovaciónylainvestigaciónenel usode herramientasdigitalesparalaeducaciónSTEM, con el objetivode aportarunavisiónde conjuntosobre cuálessonestasherramientas digitales,que potencialse haidentificadoparasuusoeducativoycomo estas herramientasdebenserseleccionadasyusadasparaexplotar al máximoeste potencial. Plantearse el papel de laeducaciónSTEMenlo que se ha venidodenominando“era digital”o“era de la información”pasa,inevitablemente,porentendercomolaprogresiva digitalizaciónde nuestrasociedadyaha transformadomuchasde lasfacetasde nuestras vidas,yseguiráhaciéndoloenlospróximostiempos. El sigloXXIha venidomarcado,entre otros,porlaprogresivaapariciónysofisticaciónde herramientasdigitales,incluyendotantolosdispositivosfísicos(desdelosordenadores personalesyperiféricosde primerageneración,despuéslosteléfonosmóvilesinteligentes y dispositivostáctiles,ycadavezmás losdispositivosdigitalesque incorporatodotipode objetocotidiano),losprogramasyaplicacionesque usamosa travésde ellos(apps, videojuegos,buscadoresde internet,programasde ediciónde todotipo,etc.),asícomo tambiénlasplataformas,entornosvirtualesyredessocialesque permitenunintercambio y almacenamientode informacióncadavezmásrápido,eficaz,directo,multidireccional y multimodal. Este amplioabanicode herramientasdigitalesque caracterizanlaeradigital ha transformadohastaahora y seguirátransformandoprofundamente lamaneraenque las personasinteraccionamosentreiguales,construimoscomunidadessocialesyactuamose intervenimosenel mundoque nosrodea(EuropeanCommission,2014).Las implicaciones de esta profundatransformaciónenlasdiferentesfacetasde nuestrasvidassontantasy tan variadasque escapande lejosdel focode atenciónde este documento.