Aplicación de la educación stem en el ámbito de la didáctica de las ciencias experimentales
- Autores: Pablo Melón Jiménez
- Directores de la Tesis: Arcadio Sotto Diaz (dir. tes.), Jesús Maria Arsuaga Ferreras (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Rey Juan Carlos ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Valentín García Baonza (presid.), Ricardo Moreno Rodríguez (secret.), Vincenzo Lagioia (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Humanidades: Lenguaje y Cultura por la Universidad Rey Juan Carlos
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
La educación STEM (conformada por las cuatro grandes disciplinas que conforman el acrónimo en inglés; Science, Technology, Engineering and Maths) se está desarrollando rápidamente y se expande a través de fronteras prometiendo un cambio en el paradigma tradicional desde el que se contemplaban las disciplinas tras el acrónimo. Esta tesis doctoral se desarrolla como parte de una investigación centrada en la aplicación de la educación STEM en la etapa de Educación Primaria (EP) y, por ende, de la formación que reciben los estudiantes de los Grados en Educación Primaria (GEP) que serán los encargados de organizar y transmitir estos conocimientos durante el proceso de enseñanza aprendizaje. La investigación pretende poner de manifiesto las carencias actuales que se detectan tanto en los sistemas educativos como en los itinerarios formativos que conforman gran parte de los GEP a nivel europeo, nacional y regional. En este sentido, se ha trabajado esencialmente a través de uno de los indicadores que se consideran más influyentes en el desarrollo STEM de los estudiantes de la etapa de EP, esto es, la formación que reciben los futuros maestros en los mencionados GEP.
Los motivos que han llevado a realizar esta tesis doctoral son varios y diversos. Por un lado, la visión general que durante los últimos años han desarrollado los profesores encargados del área de conocimiento de Didáctica de las Ciencias Experimentales respecto al desarrollo y rendimiento del alumnado en esta rama que, en opinión de los implicados, no se adecúa a los requerimientos formativos que los futuros maestros tendrán en los colegios de EP. En este sentido, el nivel de Conocimientos Previos (CP) de los estudiantes en el ámbito STEM y particularmente en referencia a las Matemáticas y las Ciencias Experimentales no parece ser suficiente para enfrentar el proceso de enseñanza en la etapa de EP.
Como se analizará a lo largo del desarrollo de esta tesis doctoral, la denominada pérdida de vocaciones STEM, que según diversos autores comienza en edades muy tempranas que corresponden a la etapa formativa de EP, está íntimamente relacionada con la forma en que se imparten estas asignaturas y cuál es su diseño curricular. Si bien es cierto que durante el desarrollo de esta investigación ha entrado en vigor una nueva ley educativa, la LOMLOE (Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre, por la que se modifica la LOE de 2006), los cambios que en ella se plantean, quedan lejos de subsanar las deficiencias que tiene la formación STEM en la EP.
Así, la LOMLOE plantea un currículo que ha reducido considerablemente la presencia de algunos contenidos científicos y matemáticos y que, apuesta por una formación eminentemente práctica basada en metodologías innovadoras como el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP). Una vez más, más allá de las buenas intenciones, el profesorado de EP adolece de carencias formativas considerables en el ámbito STEM y la mejora de estas habilidades pasa inexorablemente por la formación continua del profesorado y por la elaboración de planes de apoyo y seguimiento de los docentes implicados en esta etapa educativa. También, sin duda, pasa por mejorar el problema en su raíz, es decir, abordar el problema durante la etapa formativa de los maestros en el GEP.
Ahondando en esta problemática, el actual diseño de los GEP y particularmente de las asignaturas relacionadas con la Didáctica de las Ciencias Experimentales dista de adecuarse a estos requerimientos. Una vez más, en opinión de los investigadores implicados es necesario un cambio en el modelo formativo para avanzar hacia un diseño basado en metodologías innovadoras con una alta carga de formación práctica y con el objetivo final de conseguir en los discentes un aprendizaje significativo a través del aprendizaje experiencial. Para esto es necesario fomentar el pensamiento crítico de los estudiantes, proponiéndoles retos en los que sean participantes activos de su propio aprendizaje. Con esto en mente, en esta tesis se propondrán varios proyectos educativos basados en diversas metodologías y técnicas de enseñanza que tienen como objetivo último desarrollar habilidades STEM o STEAM (si se incluyen las Artes en el acrónimo) en los estudiantes de EP y también de sus futuros maestros.
En esta tesis se abordarán diversos aspectos relacionados con la educación STEM, procurando en primer lugar dar una visión general de su evolución, estado y nivel de implantación actual. A lo largo de la introducción se tratarán aspectos con especial importancia en esta investigación, como la implicación de la multi, inter y transdisciplinariedad en la educación STEM o la influencia de los CP en los procesos de enseñanza y aprendizaje. Por tanto, a lo largo de esta investigación se pretende realizar un diagnóstico general del estado de la educación STEM en la etapa de Primaria y de su importancia e influencia de cara a formar a las futuras generaciones en las habilidades del futuro.
La profunda influencia que tienen los maestros a la hora de transmitir conocimientos científicos y matemáticos a los estudiantes justifica esta investigación, que propone una forma innovadora de entender la educación STEM, incluyendo el uso de metodologías activas y la utilización de laboratorios como medio para conseguir un aprendizaje significativo. También en este sentido se propone un modelo educativo basado en el aprendizaje práctico y manipulativo, con una importante influencia de los materiales interactivos y con una visión STEM integradora que sobrepase los tradicionales límites de las disciplinas que lo componen y tiendan lazos a otras disciplinas afines como las Ciencias Sociales y las Artes.
Para alcanzar los objetivos propuestos, esta investigación se desarrolla alrededor de cinco pilares fundamentales. Estos constituyen el cuerpo central de esta investigación y se han organizado en capítulos independientes que siguen el siguiente esquema: En el primer capítulo se desarrolla una introducción general que explora el estado de la cuestión alrededor del ámbito STEM y que estudia algunos aspectos importantes para sentar las bases fundamentales en que se sustenta esta investigación.
En el capítulo II se plantean los objetivos que se persiguen en los principales capítulos de resultados del estudio, de forma individualizada.
El capítulo III de esta tesis describe la metodología desarrollada en el contexto de cada una de las investigaciones realizadas en los capítulos de resultados, una vez más, de forma individualizada.
En el capítulo IV se realiza un diagnóstico del estado de la educación STEM en los GEP mediante el análisis de los créditos ECTS (European Credit Transfer and Accumulation System) adscritos a las asignaturas relacionadas con dicho ámbito y otros indicadores relacionados a nivel europeo.
En el capítulo V se muestra un diagnóstico del estado de la educación STEM a través del análisis de los créditos adscritos a la formación STEM en los GEP a nivel nacional y regional, con un estudio pormenorizado de la implantación del grado en las universidades de la Comunidad Autónoma de Madrid (CAM).
El capítulo VI está dedicado al estudio de la de la influencia del perfil de acceso con el que ingresan los estudiantes a los GEP en la madrileña Universidad Rey Juan Carlos (URJC). Los datos se han tomado por medio de un cuestionario diseñado especialmente para este propósito.
En el capítulo VII se recogen los resultados obtenidos del análisis estadístico de los CP y de los resultados de aprendizaje multidisciplinar de las Ciencias Experimentales de los estudiantes de los GEP impartidos en la URJC. Estos datos se han extraído de una serie de cuestionarios de CP y de los resultados académicos (RA) de los estudiantes tras cursar las asignaturas de Ciencias Experimentales y sus didácticas. Se realiza una comparativa estadística entre ambos resultados para entender la influencia que tienen los CP en el rendimiento académico de los estudiantes.
Finalmente, en el capítulo VIII se proponen varias acciones destinadas a promover la educación STEM en el ámbito de la EP por medio del diseño, aplicación y puesta en marcha de proyectos, laboratorios y actividades interactivas con una importante influencia de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). En este capítulo se abordan dos grandes grupos de actividades, uno destinado a su aplicación directa en el ámbito de la EP y otro razonado para su aplicación en la etapa formativa de los futuros maestros en los GEP. Las primeras se engloban en el marco del proyecto MiniOpenLab Open community and Hands-on approach to Sustainable Development and STEM Education, financiado por la Unión Europea (UE) bajo el programa Erasmus+ que persigue acercar a la comunidad educativa diversos aspectos cotidianos relacionados con el ámbito de la educación STEM en la etapa de EP.
