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El enfoque
para la educación cien1fica de infan3l a la universidad.
Potencialidades y riesgos
STEM
Dra.DignaCouso
Conferenciaen2ºCongresodeSociedadChilenadeEducaciónCien:fica
• ¿QuéesSTEM?• ¿QuéseestáhaciendoyaeneducaciónSTEM?• ¿CómopodemosentenderlacompetenciaSTEM?
• ¿PorquéeSTaMosenSTEM?• ProblemáGcasidenGficadasenlaformaciónsuperiorenelámbitocien:fico-tecnológico
• ¿ComoseríaunabuenaeducaciónSTEM?• SituacionesdeenseñanzayaprendizajeSTEMdecalidad
STEMEstructura de la charla
¿Qué es
STEM
Science Technology Engineering Mathema3cs
¿Que es la educación STEM?
S TEM¿NUEVOS
CONTENIDOS?(Pensamiento
computacional,habilidadestransversales,…)?
…?
¿NUEVOSRECURSOS/TECNOLOGÍASPARAELAULA?
¿NUEVASMETODOLOGÍAS?
¿Qué es STEM?
“STEMeduca,oniso1enusedtoimplysomethinginnova,ve
andexci,ng”(KelleyandKwowles2016)
Generacióndeoportunidadeseduca=vas,entodoslosnivelesyparatodoslosalumnos,paramejorarenunàreadecompetènciaglobal
(Surretal,2016)
Pensamiento Crítico Comunicación Cooperación Creación
Empoderamiento Participación Activa
Búsqueda de información Creación de contenido Seguridad digital Ética digital Cooperacinó y comunicación digital …
Competencia y alfabetitzación
matemática
Competencia y alfabetitzación ingenieril y tecnológica
Competencia y alfabetitzación científica
¿Que es la educación STEM? Un área de competencia global
¿Que es ser competente en STEM? Una posible definición (Couso 2017)
.
EN
CONTEXTO
COMPE
TENCIAL
PRÁCTICASTEM
LaCOMPETENCIAenelámbitoSTEMeslacapacidadde:
IdenGficar,aplicary/oreflexionarsobre
paracomprender,decidiry/oactuar
lasformasdehacer,pensaryhablardelaciencia,laingenieríaylamatemá=ca,deformamásomenosintegrada
aprovechandolassinergiaspersonalesylatecnologíasdisponibles
CONRECURSOS
anteproblemascomplejosyparaconstruirsolucionescrea=vaseinnovadoras
Unapropuestaquenoesnueva,peroqueestáporestrenar(ACEdeIzquierdo,Adúriz,Sanmar:,Pujol,Arcà,Guidoni,…),equivalentealaactualpràcGcacien:ficadelNRC2007,2012(Dushl,Swarzt,Reiser,Kelly,Windshilt,Osborne,…)
Aprendizajedelacienciacomo:1. parGcipación/involucramiento2. enlasprácGcas/acGvidadescogniGvo-discursivasy
sociales(formasdepensar,hablar,haceryser)3. propiasdelaciencia“escolar”(análogasperono
igualesalasdelacienciaerudita)
¿Qué es el marco de la pràc3ca cien1fica?
Un ejemplo de evolución “competencial”…
¿Sabes“decir”loque“sabe”laciencia?¿Sabes“estudiar”elmundocomolo“estudia”laciencia?¿Sabes“pensar,deciryhacer”comose“piensa,diceyhace”enlaciencia
n Haydosfuerzas,PyN,quesonigualesperodesen,docontrario.Calcula…n Laspartesdelaflorson…n Vamosamedirelpeso.¿Cualeslafuerzamáximaquepodemoshacersobreelsuelo?
n Observalaflor.¿Quépartespuedesiden,ficar?
n ¿Cómopuedeserqueelsuelosepalafuerzaque,enequehacer?¿cómomeimaginoqueestáhechopararesponderasí?(diseñarcamaselás,cas)
n ¿Dequélesirvelafloralaplanta?¿Sepodriacul,varuncamposinflores?(cul,varcamposdefútbol)
TRAD
ICIONAL
IBSE
PRÀC
TICA
CIEN
TIFIIA
Un ejemplo de evolución “competencial”…
¿Sabes“decir”loque“sabe”laciencia?¿Sabes“estudiar”elmundocomolo“estudia”laciencia?¿Sabes“pensar,deciryhacer”comose“piensa,diceyhace”enlaciencia
n Haydosfuerzas,PyN,quesonigualesperodesen,docontrario.Calcula…n Laspartesdelaflorson…n Vamosamedirelpeso.¿Cualeslafuerzamáximaquepodemoshacersobreelsuelo?
n Observalaflor.¿Quépartespuedesiden,ficar?
n ¿Cómopuedeserqueelsuelosepalafuerzaque,enequehacer?¿cómomeimaginoqueestáhechopararesponderasí?(diseñarcamaselás,cas)
n ¿Dequélesirvelafloralaplanta?¿Cómosepuedecul,varuncamposinflores?(cul,varcamposdefútbol)
TRAD
ICIONAL
IBSE
PRÀC
TICA
CIEN
TIFIIA
ENFOQUEENLOSPRODUCTOSDELACIENCIA
ENFOQUEENUNPROCESO(ESTEREOTIPADO)DELACIENCIA(NRC1999)
ENFOQUEENLAACTIVIDADCIENTÍFICA
(NRC2007,2012)
• Argumentoepistémico(Osborne2011,2014)Lacienciaseorientaalaconstrucciódemodelosoexplicacionesdelmundo(MODELIZACIÓN)queseajustanalarealidad(ARGUMENTACIÓN)invesGgandocondiversosmétodos(INDAGACIÓN)
• Argumentopsicológico(aprendizaje)LosalumnosGenensistemasdecreenciasymodelosalternaGvos,robustos,coherentes,completosdecomofuncionaelmundo,quesemodificanprogresivamentealindagarlosfenómenos(nuevasrealides)ycomparGrdiferentespuntosdevista(nuevasideas)
• Argumentocurricular(enseñanza)Alserunprocesolento,yanopodemosenseñartodoaquelloquesabemosdecadadisciplina.Hayqueseleccionarloscontenidosconmayorpotencialdeaplicaciónymásgenuínosdelaformadepensaryhacerdecadadisciplina.
·3 argumentos para jus3ficar el interés por la prác3ca
¿Por qué
STEM
¿Por qué STEM? MOTIVACIÓN SOCIO-ECONÓMICA
LadiversidaddeprofesionalesSTEM(mujeres,minorías)esnecesariaparalacalidaddelaI+D
NECESITAMOSMÁSPROFESIONALESSTEM
Másdel52%delasestudiantesenChileymenosdel32%delasinvesGgadoras
NECESITAMOSOTROS(OTRAS)PROFESIONALES
ENSTEM
“Paramantenersecompe..vosenunaenconomíaglobalencrecimientoesimpera.voquemejoremoslosresultadosdelosalumnosenlasasignaturasSTEM”.(Wang,Moore,Roehrig,andPark2011)
NECESITAMOSMEJORESPROFESIONALESSTEM
¿Por qué STEM? MOTIVACIÓN DEMOCRÁTICA
Preocupaciónporlaequidadlaboral:
PerdidadeoportunidadeslaboralesydeascensorsocialrelacionadasconlasventajasdelfuturoprofesionalenSTEM
(+meritocráGco,+resilienterespectodesempleo,salario,…)
Equidaddemocrá=ca:
Desinformaciónydesempoderamientociudadanoantedecisionesconaltocontenidocien:fico-tecnológico
“tobecomeafulfilled,produc.ve,knowledgeable
ci.zen”(Zollman2015)
NECESITAMOSPARTICIPACIÓNACTIVA,
INFORMADAYEMPODERADAENSTEM
NECESITAMOSEQUIDADENELACCESOASTEM
¡ Elimpactoenaprendizajedependede:¡ cómoseintegrenestasdisciplinas
¡ enparGcularparalasmatemáGcas¡ lacalidadeducaGvadelasmismas
¡ NohacemosSTEMporqueasíseaprendamás.STEMsepuedehacerigualdemalobienquelaeducien:ficaactual
¡ Docentesyeducadoressonelfactorclave¡ engeneralhaypercepcióndefaltadeconocimientosdisciplinaresenelámbito(enparGcularenprimariayrespectoingeniería)
¡ Parecehaberimpactoenmejoradelinteréseiden=dad,enparGcular¡ paraestudiantesdesfavorecidos¡ encontextoseducaGvosnoformales
¿Por qué STEM? IMPACTO EDUCATIVO
¿Cómo
STEM
Tipo de tecnología
Demanda al alumno / prác3ca que se fomenta
Metodología que se privilegia
Nivel de integración …
“HaymuchaambigüedadtodavíaenlaeducaciónSTEMysobrecomoimplementarlaeficientemente”
(Breineretal.2012)
Disciplinas que engloba
Science Technology Engineering
Mathema3cs
Con respecto a las disciplinas STEM
STEMEnvironment Economics Medicine Compu3ng,… (más de 70 disciplinas, según algunos autores!!)
Arte??Diseño??Humanidades?? (Arts) Todo?? (All) …
Con respecto al nivel de integración
¡ MulGdisciplinarSTEMcomounacoleccióndedisciplinas
¡ Interdisciplinar(2omás)STEMcomointerseccióndealgunasdisciplinas
¡ TransdisciplinarSTEMcomounanuevametadisciplina
NO HA DE SER SIEMPRE TOTALMENTE INTEGRADO: HAY QUE POTENCIAR CONOCIMIENTO Y COMPETENCIA DISCIPLINAR Y CAPACIDAD TRANS-REPRESENTACIONAL
S
TE SS
+ MTE +
MTE
/
STEM
Deformasecuencial,enparalelo,unaguía,…
Con respecto al 3po de tecnología ¡ High-techvsLow-tech¡ ImportanciatecnologíascreaGvas¡ “Shoppingsyndrome”vsrecycling
LA TECNOLOGÍA NO ALFABETIZA POR SÍ MISMA
Impresoras 3D
Motores
Materiales
comunes
Artesanía,
manualidades
,…
Herramientas mecánicas
LOW TECH HIGH TECH
Materiales
reciclados
Con respecto a la demanda Demandaexplícitaoimplícita,mejorsiesexterna,auténGca,unreto:¡ Diseñodesolucionesfuncionales(ingeniería)
¡ Inves=gacióndefenómenosyconstruccióndeexplicaciones(ciencia)
¡ Aplicaciónderazonamientomatemá=copararesolucióndeproblemas(matemáGca)
¡ Creacionesards=cas¡ ….
LA DEMANDA AL ALUMNO ORIENTA
LA ACTIVIDAD
STEMSTEM
STEMMSTE
Con respecto a la prác3ca
Sepromueveunaformadehacer,pensaryhablar(unGpodeprácGcaoacGvidad)quepuedeser:¡ “Ingenieril”:definirobjeGvo,plantearsoluciones,crearsoluciones,probarsoluciones
¡ Ciendfica:planteamientopreguntainvesGgable,desarrollomodelos,diseñoexperimental,construirexplicaciones,…
¡ Matemá=ca:esGmar,calcular,…¡ Crea=va:…¡ ….
LA ACTIVIDAD EN LA QUE TE
INVOLUCRAS DETERMINA
AQUELLO QUE APRENDES
Con respecto a la metodología
¡ Aprendizajeporproyectos(ABP,…)
¡ Construccionismo(Making,Gnkering,hands-onacGviGes,…),
¡ Indagación(IBSE),modelización(MBI),…
¡ Learningbydesign¡ …
Centrado en el alumnado
Interacción social
Contextualizado
Autén3co
…
Crea3vidad
Importante para cualquier aprendizaje
Rele
vant
e pa
ra
STEA
M
Hands-on whith minds-on
Desing-thinking
Trabajo coopera3vo
Algunos ejemplos de proyectos educa3vos
STEM
STEAM para la crea3vidad: Instalaciones 3nkering en Cosmocaixa
FILOSOFÍA TINKERING
(CACHARREAR)
7-12 años Público familiar y escuelas
ZONALUZ
ZONAMECÁNICA
ZONAVIENTO
ZONAELECTRICIDAD
Avancedentrodelafase
Fase Subfases
1. Exploración
Conocer el material y los dispositivos
Conocer el uso del material y los dispositivos
Utilizar el material y los dispositivos
2. ObjetivoFuncional Investigativo Artístico
Sin definir objetivo
Objetivo tentativo Objetivo concreto
3. Avance
PrácticaingenierilDefinición objetivo
Planteamiento posibles
soluciones Creación solución
Prueba solución
Prácticacientífica
Planteamiento duda
Propuesta posibles
respuestas
Planificación/consecución investigaciones
Construcción explicaciones
“locales” basadas
evidencias Prácticaartística
4. Reflexión
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Piensaencómo
hassolucionado
losproblemas…
¿Que ocurre aquí? (tesis C. Simarro) ü Bajatecnologíaü Feedbackinmediato
ü Ambientelúdicoü PrácGcaingenieril(abiertaalresto)
ü Interacción/guíaMUYPAUTADAparafomentarcreaGvidad
STEM como proyectos de aula poco integrados Ej. Proyecto Materials Science (Hernández, Couso, Pintó 2012, 2014)
ü Pocaintegración
ü Problema-Gzación
ü PrácGcacien:fica
ü Usotecnologías
ü ….
Reto:ACONDICIONAMIENTOACÚSTICODEUNADISCOTECA• Físicasonido,cienciademateriales• Indagacióndeabsorciónyreflexión
acúsGca(sonómetrosdigitales• Modelizacióndelsonidoylos
materiales(lupabinoculardigital)• Argumentacióndecisiones
Hernández,M.I.,Couso,D.,Pintó,R.(2010)ElprojecteMaterialsScience:Disseny,implementacióivalidaciód’unitatsdidàcGquessobrepropietatsdelsmaterialsestablintvinclesentrerecercaidocència.Ciències.RevistadelProfessoratdeCiènciesd'Infan,l,PrimàriaiSecundària,15.34-38.
STEM como “proyecto integrado” (aprendizaje basado en proyectos)
RETO:diseñodeunsistemapara“ESPANTARLOBOS”basadoenultrasonidos.• Físicasonido,biologíafunciónderelación.
• Ingeniería:protoGpadoconArduino/programación
• Economíaestudiodeviabilidadydemercado
• PrácGcaingenieril(conocimientoscien:ficosalserviciodeldiseño)
ü Muchaintegración
ü Problema-Gzación
ü PrácGcaingenieril
ü Creacióndetecnología
ü ….
STEM como proyectos también en primaria Controversia socio-cien1fica (Garrido y Couso, 2016)
ü Integracióndisciplinasü PrácGcacien:ficadeargumentaciónencontrovérsias
ü Conosintecnologíaü ….
¿PORQUÉNOSRECOMIENDANCOMER
INSECTOS?• Biología(dietaycadena
trófica),Ed.Ambiental(huellaecológicayhídrica)
• Sintecnología• Argumentación
cien:fica(posicionamientoenundebate)
STEAM para la equidad: el caso del Programa GENIOS
Sesiones de programación scracht en 4º, 5º y 6º primaria
ü Altatecnologíaü Feedbackinmediato
ü Ambientelúdico/escolar
ü PrácGcaingenieril
ü Interacción/guíaconmonitoresovoluntarios
¿Cómo son las buenas experiencias educa3vas STEM? • Contextualizadas
• Involucrantes(problemaGzadas,auténGcas,…)• Orientadasalaacción(parGcipación,autonomía,…)
• Coopera=vas• Discursivas• Inclusivas(aprendosinosomosiguales!)• Comunitarias
• Crea=vas• Empoderadorasycapacitantes• Despenalizadorasdelerror• Aprovechadorasdeladiversidad
• Enfocadasenlaprác=ca“ingenieril”• Desarrollandodesdeiniciolasformasdehacer,pensarycomunicardelaingenieríaoprácGcaprofesional
SE APRENDE STEM COMO SE APRENDE
TODO!!!
¿Entonces… Ideas importantes para la enseñanza
STEMenlaeducación0-18
¿Entonces …
• …elcontenidobásicoyanoesimportante???• Alcontrario,estanimportantequenopuedeaprendersedeclaraGvamenteodeformatécnica,sinocompetencialmente:usándoloencontextopararesolverproblemas,tomardecisiones,construirsoluciones
• …losalumnosno=enenquehacerasignaturas???• Elcontenidopuedetrabajarseantes,duranteodespuésdelproyecto,acGvidad,espacio…Ymejordurante!
• ….tengoquecomprarmuchastecnologíascrea=vasparahacerSTEM?
• Loimportanteespensarquéhacer,yquéaportadediferenciallatecnología.LatecnologíasepuedeydebecomparGr.Ylasostenibilidadesunvaloratenersiempreencuenta.
• …haciendoestoaprendenmásciencia?• Nolosabemosaún,perotambiénnosimportaelempoderamiento,elinterés,laaspiración,laidenGdad(muchasvariablesincidenenentenderSTEMcomopartedetuvida)ylascompetenciasdelsigloXXI(transversales)
STEM/STEAM: ¿que podemos concluir? ¡ Elgradodeinterdisciplinariedad,tecnología,colorido,etc.nodefinelacalidaddelproyectoSTEM
¡ SílaacGvidadenlaqueseinvolucranlosalumnos(prácGca)ylaformacomolohagan(problemaGzación,cooperación,autonomía,…)
¡ Estonosignificanoenseñarcontenidos¡ Escogerbiencuálesypensarenunproblemaquerequieraesoscontenidos
¡ Losproyectosinterdisciplinaresdemejorcalidadlosdiseñanequiposdedocentesdediferentesdisciplinas
¡ GranretoyBENEFICIOparalosdocentes
¡ Elretoesgrandeparadocentesyalumnos¡ SerequiereGempo,recursos,…ysobretodorepensarlaevaluación,quehadesercoherente(delproceso,nodelproducto)
¡ STEMesnuevo,perononovedoso¡ Nohayqueolvidarloqueyafuncionabaenenseñanzadelasciencias(marcoCTS,SSI,EduAmbiental,Modelización,…)yreconquistareltérmino
¡ …
Para saber más...
• Asghar,A.,Ellington,R.,&Rice,E.(2012).SupporGngSTEMeducaGoninsecondarysciencecontexts.InterdisciplinaryJournalofProblem-BasedLearning,6(2),85–125.
• Barakos,L.,Lujan,V.,&Strang,C.(2012).Science,technology,engineering,andmathema,cs(STEM):Catalyzingchangeamidtheconfusion.Portsmouth,NH.
• Brown,R.,Brown,J.,Reardon,K.,&Merrill,C.(2011).UnderstandingSTEM:CurrentPercepGons.TechnologyandEngineering…,70(6),5–9.
• Herro,D.C.,&Quigley,C.F.(2016).TeacherPercepGonsofSTEAMPracGces:ProfessionalDevelopmentEncouragingSTEAMTeaching.Paperpresentedatthe2016annualmeeGngoftheAmericanEducaGonalResearchAssociaGon.InAERAOnlinePaperRepository.Washington,D.C.
• Kelley,T.R.,&Knowles,J.G.(2016).AconceptualframeworkforintegratedSTEMeducaGon.Interna,onalJournalofSTEMEduca,on,3(1),11.
• Koester,M.(2016).AnGdotesforSTEMEducaGonMalaiseandAlienaGon.InPaperpresentedatthe2016annualmee,ngoftheAmericanEduca,onalResearchAssocia,on.
• Madden,M.E.,Baxter,M.,Beauchamp,H.,Bouchard,K.,Habermas,D.,Huff,M.,…Plague,G.(2013).RethinkingSTEMeducaGon:AninterdisciplinarySTEAMcurriculum.ProcediaComputerScience,20,541–546.
• Sanders,M.(2009).STEM,STEMEducaGon,STEMAnia.Educa,on,68(4),20–27.
• White,D.W.(2014).WhatIsSTEMeducaGonandWhyIsItImportant?FloridaAssocia,onofTeacherEducatorsJournal,1(14),1–8.
