Revista XXIV No. 4 de 2017

¿Por qué se habla de educación STEM?

¿Por qué se habla de educación STEM?

 ¿Por qué se habla de educación STEM?

Michaël Canu, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia

m.canu134@uniandes.edu.co

 

El acrónimo STEM no es nuevo (salió de la National Science Foundation en 1990; cf. Sanders, 2009) pero se observa una aumentación de las iniciativas enfocadas en este tema desde la conferencia del IAP (Inter Academic Panel) de Beijín de 2014. En esta conferencia se afirmó que:

[…] after nearly 25 years of experience throughout the world, it has been proven that IBSE/STEM education – from preschool upwards – enhances the curiosity and creativity of children, and improves their language and numerical literacy. Moreover, IBSE/STEM education enables children and young people to think critically and to question certain cultural, social and consumption fashions unless they have been proven by evidence to be beneficial. In addition, IBSE/STEM education not only assures the human resources necessary for the green and clean scientific, engineering and technology devices and systems needed to combat the challenges of global poverty and global climate change, but also provides the world with a rational and discerning citizenry that should help ensure global peace and security

 

[…] después de casi 25 años de experiencia a través del mundo, fue mostrado que IBSE/educación STEM – desde preescolar hacia arriba – estimula la curiosidad y la creatividad de los niños, y mejora la alfabetización en lengua y matemáticas. Además, IBSE/educación STEM permite a los niños y jóvenes pensar críticamente y cuestionar hábitos culturales, sociales y de consumo, a menos de que sus beneficios fueran probados por evidencia. Adicionalmente, IBSE/educación STEM no sólo asegura los recursos humanos necesarios para los aparatos y sistemas científicos y tecnológicos verdes y limpios que se requieren para enfrentar los retos de la pobreza global o del cambio climático global, pero proporciona también el mundo con racional y sagaz ciudadanía que podría ayudar a garantizar una paz y una seguridad global”

 

Sin embargo como lo anotaba Sanders, este acrónimo lleva muchas interpretaciones, a veces pocas claras, incluso para los que lo utilizan. La literatura muestra dos grandes interpretaciones según el tipo de organización que comunica sobre el tema: entidades gubernamentales o los educadores. El IAP por su parte no da una definición clara de la educación STEM pero como vamos a verlo, la asociación de educación STEM con la IBSE (Inquiry-Based Science Education o ECBI en español) en su declaración puede dar un enfoque particular al tema.

Del lado de las entidades gubernamentales, y para orientar las políticas públicas en educación, se refiere generalmente al conjunto de disciplinas o de competencias en relación directa con las profesiones técnico-científicas sobre las cuales se apoya el desarrollo de los países industrializados. Por ejemplo, la orientación del estado federal de EE.UU es bastante clara con respecto a los objetivos del plan STEM-USA que inició el presidente Obama en 2015:

America must provide students with a strong education in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) to prepare them to succeed in the global economy. Scientists and engineers create many of the innovations that drive our Nation’s competitiveness, yet many American students are unprepared in math and science, particularly students from underrepresented groups, and the nation’s STEM workforce needs are not being met”

América debe proporcionar estudiantes con una fuerte educación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) para prepararles a tener éxito en la economía global. Científicos e ingenieros crean muchas de las innovaciones que dirige la competitividad de nuestra nación, ya que muchos estudiantes americanos son mal preparados in matemáticas y ciencia, particularmente los estudiantes de los grupos subrepresentados, y las necesidades de la fuerza de trabajo nacional no son cumplidas”

En este sentido la educación STEM hace más referencia a la finalidad de la educación que a los medios necesarios para alcanzar esta finalidad. Es decir, los países que quieren aumentar las capacidades nacionales en estas profesiones técnico-científicas deben incentivar la educación en ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas en todos niveles. Este punto de vista no implica un enfoque particular en una disciplina ni un vínculo en varias. De hecho, en este caso, cada profesor de matemática, ciencias o tecnología ya participa en la formación de futuros profesionales de las áreas STEM así que de los otros profesionales también. De ahí viene una primera pregunta: en los países desarrollados donde la educación en las áreas STEM está bien difundida, ¿Por qué se observa una bajada del número de estudiantes en carreras STEM, una deserción importante en estas carreras y un nivel global de alfabetización científica bajo1? La hipótesis generalmente admitida es que estas disciplinas ya no son atractivas para los jóvenes y que entonces se debe no sólo incentivar la educación STEM sino también cambiar la manera de enseñar estas disciplinas. Por eso el IAP promueve la enseñanza basada en indagación (ECBI o IBSE en inglés) como alternativa eficiente para aproximar la educación STEM.

Sin embargo, definir las disciplinas escolares en la educación STEM a partir de finalidades laborales y de objetivos de competitividad de cada país tiene límites. Ahora bien, unas carreras aparecen en las áreas STEM en unos países y no en otros: medicina por ejemplo hace parte de STEM en EE.UU o China mientras que en Asia no. La pregunta es ¿Cuál es el impacto directo de las competencias en ciencias, ingeniería, tecnología y matemáticas en las actividades medicales y cuál es vínculo entre el desarrollo de estas carreras y la competitividad de los países? De hecho, el sector médico se volvió muy técnico desde unas décadas (el caso de la parte diagnóstica de las enfermedades es un ejemplo evidente) y la importancia de la “medicina basada en evidencia” crece continuamente, eso implica un peso cada vez más importante de las ciencias exactas, de las matemáticas, de la tecnología y de la ingeniería en el sector médico que puede justificar la inclusión de este en el área STEM.

Además, las competencias en STEM no sólo son útiles para seguir careras STEM y/o conseguir un empleo en las áreas de STEM, como lo dice un informe de EE.UU:

“STEM skills are not only needed in STEM occupations, but in other economic sectors as well. Given both the competitiveness of obtaining employment in some of the highly specialised STEM occupations, and the transferability of STEM competencies to other categories of occupations, it seems that part of the STEM workforce diverts into non-STEM – fulfilling demand in those fields, especially when wages offered are higher than in STEM occupations. Even in non-STEM fields, STEM degree holders earn more on average than non-STEM degree holders… Given this process of diversion and the economy as a whole demanding workers with STEM skills, a picture emerges of a shortage in the available workforce having STEM-related competencies.”


 

Las competencias en CTIM no son sólo necesaria en los empleos STEM pero en otros sectores económicos también. Dado la competición que existe para conseguir un empleo en unos trabajos en CTIM altamente especializados y la transferibilidad de las competencias en CTIM a otras categorías de trabajo, parece que una parte de la mano de obra en CTIM se desvía hacia trabajos no-CTIM – llenando las demandas en estos campos, especialmente cuando los sueldos ofrecidos son más altos que para los empleos en CTIM. Incluso en no-STEM campos, los titulares de un diploma en CTIM ganan más en promedio que los titulares de un diploma no-CTIM… Considerando este proceso de diversión y la economía que globalmente necesita trabajadores con competencias en CTIM, emerge falta de disponibilidad de trabajadores que tienen competencias acerca de la CTIM”.

Esta visión de los aportes transversales de la educación STEM participa también en la concepción de está educación no sólo desde un punto de vista separado (S.T.E.M) sino integrado. Como lo decimos poco antes, muchos establecen un vínculo entre la desafección para las careras STEM y la manera tradicional de enseñar estas áreas de manera desconectada. Eso es el punto de vista general de los educadores que quieren desarrollar competencias STEM en los estudiantes y específicamente los que militan por el uso de la aproximación IBSE. De hecho, en la aproximación IBSE, generalmente se busca resolver problemas e investigar, armando experiencias y confrontando hipótesis y previsiones con observaciones o evidencias, lo que generalmente implica la contribución de al menos dos de las áreas STEM. Por ejemplo, la resolución de problemas tecnológicos (presentados generalmente en las escuelas bajo la forma de reto), al centro de la Ingeniería, involucra entonces la tecnología, ciencia y generalmente matemáticas. En este sentido, se habla en estos casos de una aproximación integrada de STEM.

En este marco, hablando de educación STEM, no sólo se habla del objetivo final de la educación (formar científicos, tecnólogos, ingenieros y matemáticos) sino también del medio que permite alcanzar este objetivo (es decir cómo hacer o cómo se debería hacer). Acá se puede encontrar vínculos con otras áreas no científicas como las artes en las iniciativas STEAM por ejemplo, humanidades, ciencias sociales (con la cual la tecnología tiene un vínculo muy fuerte). Esta visión integrada viene también de la obligación de vincular disciplinas STEM con otras para evitar una competición entre educación STEM y educación no-STEM (ACOLA, 2013). De hecho, los promotores de una educación más fuerte en STEM no dicen que eso se debe hacer a costa de las disciplinas no-STEM pero todos saben que el tiempo escolar no está extensible y que entonces, los profesores o los programas van a disminuir el peso de uno con respecto al otro para razones de implementación.

¿STEM/STEAM?: Con la versión integradora de la educación STEM, se busca a veces vínculos con otras áreas no científicas. El Arte aparece entonces en muchas iniciativas de educación STEM. ¿Cuál es el sentido de eso? Si bien puede ser importante vincular ciencia con otras áreas (con una justificación que tienen que ver generalmente más con razones de “atractividad” como lo decimos que con un fundo epistemológico), no se tiene que olvidar el objetivo principal de los esfuerzos mundiales en el tema: la formación técnica-científica. Además, varios introducen el arte en la educación STEM para referirse a los procesos de creatividad. Aunque los procesos creativos cerebrales en ambos lados pueden aparecer similares como lo muestran unos estudios (Nancy Andreassen, 2012), de un lado aún no se sabe exactamente cómo desarrollar este tipo de capacidades (dotes), y del otro lado, es importante el riesgo de perder una parte de los objetivos de aprendizajes científicos, notamente por dilución.

Se puede concebir que según el operador, institución educativa formal o no formal, no se debe mezclar los objetivos con los medios que permiten alcanzar estos objetivos. En la educación formal, existen límites que la educación no formal no tiene que seguir: los estándares o programas nacionales por ejemplo. Introducir el Arte a la misma escala que las disciplinas STEM en actividades de clase puede inducir una disminución del esfuerzo hacia estas disciplinas que requieren una metodología más exigente.

Además, ¿toda iniciativa educativa que involucra otra área debería aparecer en el acrónimo? ¿Por qué no vincular de manera visible educación en ciencia tecnología, ingeniería y matemáticas con geografía, o comunicación, o historia, etc.? Debemos hablar de ¿STEGM? ¿STEHM? Etc.

¿Cuál vínculo entre IBSE y STEM?

Como dicho anteriormente, el enfoque indagativo en ciencias (ECBI) implica generalmente el uso de la tecnología, lo que tendría a decir que todo lo que es IBSE es STEM. De hecho, un enfoque indagativo en física no se puede concebir sin tecnología y matemáticas (a través del uso de herramientas de medición por ejemplo y de cálculos basados en estas mediciones). Si, además, se propone la resolución de problemas tecnológicos (algo muy común bajo la forma de retos), se habla bien de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas integradas en una sola actividad. Entonces, cuando se habla de educación S.T.E.M. (i.e. no integrada) no necesariamente se hace referencia a IBSE pero el enfoque IBSE implica una educación STEM más o menos integrada.

Hay una problemática implícita muy actual acerca de la educación científica y del vínculo entre educación STEM y IBSE: se hace educación científica desde muchas decenas en casi todos los niveles escolares de todos los países, pero la bajada de candidatos para las carreras científicas en varios países (desarrollados o en vía de desarrollo) se vuelve un problema muy agudo solamente desde 20 años, y eso no ocurre en todos los países. La idea implícita en este contexto es que la manera “clásica” en que se enseña la ciencia ya no está adaptada. Se debe entonces cambiar de metodología de enseñanza de las ciencias si se quiere resolver este problema de desafección de las careras científicas, de eso nació la IBSE. Entonces, la IBSE se puede ver como una respuesta natural a este problema de desafección para las careras científicas y por consecuencia el medio privilegiado de implementación de la educación STEM (entonces integrada).

¿Existen varios tipos de educación STEM integrada?

Se puede concebir 2 aproximaciones diferentes de la integración de S.T.E.M.: Una fuerte y una débil. En la integración débil, se habla del uso de varias áreas para alcanzar un objetivo de aprendizaje en una sola. Por ejemplo, hacer ciencia utilizando matemáticas (generalmente gráficas, ecuaciones, etc.) o hacer matemáticas utilizando herramientas computacionales (Geogebra, Matlab, etc.). Al contrario, la integración fuerte requiere buscar objetivos de aprendizaje en varias áreas al mismo tiempo. Esta aproximación está bastante más compleja y por eso menos comuna. Se puede estudiar por ejemplo leyes del movimiento (física) aprendiendo, al mismo tiempo, conceptos matemáticos como la derivada por ejemplo, utilizando métodos gráficos (relacionando propiedades de este movimiento y propiedades de modelos matemáticos vía representaciones gráficas).

Sin embargo, en varias actividades de educación STEM que se dicen “integrada” no se alcanzan estos objetivos de aprendizaje conceptuales en más de un área. El uso de las TICs por ejemplo se ve a veces como algo de STEM pero en general la parte informática se utiliza sólo como una herramienta y no es el objeto de aprendizaje.

En conclusión, se puede ver la educación STEM como un conjunto de aproximaciones de la educación en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas que tienen un grado diferente de integración trans-disciplinaria pero que van todas en el sentido de formar estudiantes y ciudadanos competentes en cada una de estas áreas y capaces de entender una problemática dada (cotidiana, de sociedad, etc.) desde el punto de vista multidisciplinario. En un sentido, no se puede hablar de una educación STEM pero más bien de las educaciones STEM.

 

 

1 En EE.UU por ejemplo: ver los estudios PIAAC 2012 y ALL 2003 en DEVELOPING A NATIONAL

STEM WORKFORCE STRATEGY, NAS, 2016, DOI 10.17226/21900.

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