Entrevista a Ileana María Greca Dufranc. La educación STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas). Boletín de Novedades Educativas N°99.

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En este boletín indagamos sobre la propuesta de la educación STEAM que relaciona Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas. Qué tipo de actividades plantea, qué tipo de pensamiento forma, cómo se trabaja por proyectos y cómo se relaciona con la educación ambiental son algunas de las preguntas que se desarrollan en la entrevista.

Ileana María Greca Dufranc es profesora titular de la Universidad de Burgos. Profesora en Matemáticas, Física y Cosmografía por la Universidad de Entre Ríos (Argentina), master en Física y doctora en Física, en la especialidad de Didáctica de la Física, por la Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Brasil).  Es investigadora en el área de didáctica de las ciencias experimentales. Su producción bibliográfica incluye 6 libros, 11 capítulos de libros (3 en handbooks internacionales) y más de 70 artículos de investigación en revistas nacionales e internacionales indexadas, 28 de los cuales fueron publicados en periódicos del ISI Web of Knowledge. Ha participado en 23 proyectos de investigación competitivos (autonómicos, nacionales, europeos e internacionales) siendo la investigadora principal en 6 de ellos. Ha trabajado como docente en todos los niveles educativos y como formadora de docentes e investigadores en la enseñanza de las Ciencias. Es profesora visitante del Programa de Doctorado en Enseñanza, Historia y Filosofía de las Ciencias de la Universidade Federal da Bahía (Brasil) y profesora del Departamento de Didácticas Especificas de la Universidad de Burgos, donde ha desempeñado diversos cargos docentes y de gestión; actualmente es coordinadora del master de Innovación e Investigación Educativa. Es la directora de la Unidad de Investigación Consolidada Didácticas de enseñanzas STEAM, reconocida por la Junta de Castilla y León.

 -FL:- ¿Por qué el STEAM como propuesta pedagógica puede ser entendida como una manera crítica de explorar y vincularse con el mundo?

-IMG:- El STEAM tiene su origen en el ámbito de las empresas como respuesta a la demanda de las corporaciones de personal cualificado en un mundo altamente tecnologizado. Eso en algunos sectores educativos genera controversia, pero si miras desde una perspectiva más amplia, podes darte cuenta de que la propuesta STEAM permite trabajar un aspecto fundamental que en las escuelas está faltando, que es tener una visión global de los problemas.

Cuando nuestros alumnos van a la escuela, parece ser que deben asumir que la Física, la Matemática e incluso la Tecnología se trabajan separadamente, lo cual no permite el desarrollo pleno de sus competencias. En cambio, las propuestas STEAM integradas parten de la idea del aprendizaje de los conceptos de las áreas de ciencias, matemáticas, ingeniería, arte y tecnología a partir de problemas reales, no de problemas concebidos en una consigna de ejercitación. Por ejemplo: la emisión de ozono en la atmósfera provocada por las fábricas. A partir de ese problema se comienzan a investigar contenidos de Física, Tecnología, Biología, Química y Matemáticas. En ese sentido es una pedagogía que cambia nuestra forma de ver la realidad. En vez de estar planteando temas o contenidos, estamos planteando problemas reales.  Eso genera un aprendizaje más significativo para los alumnos. Por lo menos a nivel de primaria y de secundaria.

Ese es el enfoque que trabajo, que es la idea de una educación STEAM integrada a la comunidad y sus problemas. Problemas concretos cercanos a la realidad del estudiante.

 -FL:- Planteabas que esta metodología STEAM surge en el ámbito de las corporaciones, las cuales están intentando ver el escenario futuro para poder anticiparlo e incidir, de allí la necesidad de trabajar la innovación.

Pero a su vez eso implica también cierto grado de incertidumbre. Pensando en los escenarios futuros del mundo del trabajo y su relación con las tecnologías. ¿Cómo considerás que se prepara a los alumnos para un mundo de escenarios inciertos, cuando todas las asignaturas de la escuela secundaria están segmentadas y, en muchos casos, no tienen relación entre sí?

-IMG:- Ese es el punto. Cuando empiezas a trabajar por problemas, primero encuentras que un problema nunca tiene una única solución. Y no solamente nunca tiene una única solución, sino que la primera que encuentras no suele ser la mejor. La idea es trabajar con las incertidumbres y a partir de problemas reales. Creo que eso es lo que permite a los niños acostumbrarse a ir cambiando, a buscar información frente a un problema y no aceptar que una cosa está definida Eso no implica que en la escuela no se van a trabajar los contenidos que aparecen en el currículum. Al final de cuentas creo que, por ejemplo, restringiéndonos al área de Ciencias, es muy importante trabajar en torno a las 10 ideas claves planteadas en el libro editado por Wynne Harlen[1].

Tanto en Argentina como en muchos otros países se las trabaja. El problema es que se lo hace de una manera desconectada. Entonces, volviendo a la parte inicial de tu pregunta, claro que es un mundo incierto en el cual van a tener que utilizar conceptos o ideas que a lo mejor no figuran en el índice de un libro de trabajo escolar, pero si se los prepara para mirar los problemas desde diferentes perspectivas y de una manera global, tendrán más herramientas para intentar solucionarlos, tendrán una mayor capacidad para lidiar con la incertidumbre. Trabajar en torno a problemas desde esta visión STEAM, donde se integran las diferentes áreas que hacen al mundo en que vivimos, permite a los niños prepararse para ese futuro incierto.

Eso implica comprender que en la gran mayoría de los casos no hay una única solución. Comprendiendo eso nos acercamos más a poder trabajar soluciones sostenibles para con el medio ambiente. Muchas de las soluciones que tenemos no lo son, y parecería que fueran la única solución posible, y no necesariamente es así.

-FL:- Es decir que además de los conocimientos técnicos necesarios para entender un problema y encontrar soluciones también se  estaría formando un tipo de pensamiento crítico de la realidad

-IMG:- Sí. Solamente si aprendo a resolver problemas puedo tener una mirada crítica, porque puedo ser capaz de ver dónde está ese problema, y que las soluciones nunca son únicas. Eso genera que cuando se les presente a nivel social una solución como la única posible, van a poder  decir –“¡Cuidado! A lo mejor hay otras”.

-FL:- ¿Qué otros aspectos de la formación ciudadana, además del pensamiento crítico, son promovidos al trabajar con STEAM????

-IMG:- Se puede trabajar STEAM desde una visión ciudadana que englobe  la sostenibilidad. Una de las metodologías que se utilizan dentro de los abordajes STEAM es el del Diseño de Ingeniería. Eso implica funcionar como ingenieros, partiendo de la base de que siempre se trabaja con limitaciones; algo que a los niños no les enseñamos. Un ingeniero, cuando tiene que resolver un problema, tiene limitaciones de tiempo, materiales, económicas y de conocimientos.

Cuando los niños comienzan a trabajar partiendo de esa premisa, se dan cuenta que el mundo es limitado y ahí se puede incluir, muy bien, la idea de la sostenibilidad. Desde mi visión, la propuesta STEAM te enseña a ser más partícipe y más activo en la detección y solución de los problemas que te rodean.

-FL:- En Educación Hoy, el programa de radio de Fundación Lúminis entrevistamos a Alejandro Martínez, decano de la Facultad de Ingeniería, de la Universidad Nacional de Buenos Aires. Allí comentó que están haciendo una reforma de la propuesta pedagógica, didáctica, y también de los contenidos. Él planteaba que una de las habilidades necesarias en la formación de los futuros ingenieros, son las habilidades blandas, entre las cuales está el trabajo en equipo.

 ¿Como interviene ese componente en esta propuesta STEAM?

-IMG:- Desde una perspectiva educativa , STEAM se puede materializar en diferentes metodologías. Las metodologías que nosotros estamos trabajando son básicamente Diseño de Ingeniería y la metodología de la Indagación. Ambas son necesariamente metodologías que se trabajan en conjunto, y además siempre fomentan competencias soft como la comunicación, tanto dentro del grupo  como hacia el exterior. Por ejemplo, un científico desarrolla un resultado, pero tiene que saber comunicarlo. Un ingeniero para encontrar la solución a un problema primero tiene que saber escuchar a la comunidad, algo que no sucede tan seguido.

Si planteamos una ingeniería para un mundo sostenible, esa ingeniería debe escuchar las necesidades de quienes tienen el problema a resolver, y debe ser capaz de comunicar los resultados, además de poder trabajar en equipo.

-FL:- Mencionaste dos propuestas metodológicas ¿podrías desarrollarlas?

-IMG:- La metodología de la Indagación supone una serie de fases que no necesariamente se ejecutan una después de la otra, o sea no son pasos a seguir. Esas fases se corresponden con el modo de trabajar de los científicos.

Un científico cuando se encuentra con un problema intenta encontrar qué elemento o aspecto puede investigar. Por ejemplo: vamos a suponer que estamos estudiando el cambio climático, que es un tema en el que hay muchas variables. Entonces, un científico se dedica a estudiar el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, un aspecto muy concreto de un problema complejo.

De la misma manera se trabaja con los niños: tengo un problema; se decide estudiar algo; se plantea una o varias  hipótesis, es decir  posibles respuestas a lo que está sucediendo; se diseñan unos experimentos y se realizan; se obtiene una serie de datos; se analizan esos datos; se arriba a ciertos resultados que corroboran o no las hipótesis iniciales y finalmente se llega a unas conclusiones, que deberían envolver el desarrollo de modelos explicativos simples por parte de los niños..

En ese proceso de diseñar el experimento, de analizar datos y de construir las conclusiones el papel del maestro o del profesor es fundamental, porque es ahí donde aparece el conocimiento, en forma de dudas y preguntas que van a definir mejor las cuestiones a trabajar.

Una vez que se ha llegado a esas conclusiones lo importante es comunicar, tanto lo que se ha obtenido como las limitaciones que se tuvieron.

Ese es el método de la indagación, que lleva muchos años trabajándose y que es particularmente eficaz.

En los últimos 5 o 6 años, se empezó a trabajar mucho con lo que es el diseño en ingeniería. El Diseño en Ingeniería y la indagación son complementarios. Cuando trabajo con maestros o profesores les suelo decir, sobre todo en primaria, que si tienen muchos contenidos similares de primero a quinto grado, se puede dar, por ejemplo, electricidad a partir de un problema para indagar ¿cómo funcionan los circuitos con dos lamparitas?. Y al año siguiente, en vez de trabajar el contenido de la misma manera planteas un problema: ¿Cuál sería el diseño para iluminar mi habitación con esa lamparita? Entonces, vas a volver a trabajar electricidad con distintos tipos de lamparitas (led, más o menos caras, más o menos eficientes, más o menos sostenibles, dónde las tengo que poner, qué tipo de luz tienen, etc).

El Diseño de Ingeniería parte también de un problema sobre el que se hace un brainstorming, donde los niños o los estudiantes buscan información para intentar resolver un problema, posteriormente se determinan cuáles son las limitaciones que se pueden tener para resolver ese problema y se pasa a la fase de prototipado. Con la información que conozco y con las restricciones que tengo diseño prototipos, por ejemplo, en este caso diferentes iluminaciones para mi cuarto.

De esa forma se prueba, se discute y se analiza cuáles de los diferentes prototipos que han desarrollado los alumnos son más adecuados para el contexto en que se van a utilizar.  Luego de ese análisis se pasa a la siguiente fase que constituye un nuevo prototipado. Una vez que he visto cómo ha funcionado o no y qué cosas puedo mejorar realizo un nuevo prototipo, y luego de su prueba puedo comunicar los resultados.

De nuevo, vemos que el conocimiento científico y tecnológico están muy imbricados. tanto en la Indagación como en el Diseño de Ingeniería. El elemento clave de ambos corresponde a que hay algo que tiene que ser hecho. No es un aprendizaje de libros, es un aprendizaje del hacer práctico. Esto lleva a construir los conceptos en la medida en que tengo primero una percepción de esos conceptos mientras los necesito para comprender mejor lo que estoy haciendo. Si le explico a un niño un circuito en serie, y qué les pasa a las lámparas en ese circuito muy posiblemente no entiendan demasiado. Pero si arman un circuito y ponen una lamparita y después ponen otra más y ven que ocurre cuando había sólo una lamparita y luego cuando hay dos en serie, vivencian cómo la “luminosidad” varía en los dos casos, En la medida que yo hago eso voy generando experiencias que sirvan de anclaje para que luego se puedan trabajar con los alumnos los conceptos, en este caso, de voltaje, de intensidad y de resistencia eléctrica. Es decir, la cuestión de la experiencia sensible y la manipulación de los elementos, como eje de trabajo para el aprendizaje.

-FL:- ¿No existe el riesgo de que en, algunos casos, en la metodología del trabajo STEAM se termine centrando todo en un conocimiento meramente instrumental o técnico más que en comprender cómo funcionan los conceptos científicos con los cuales uno opera con la tecnología?

-IMG:- En primaria los niños aún no han desarrollado un nivel de abstracción como  para entender un concepto tan complejo como puede ser el de voltaje, pero si realizan una experiencia al estilo de la que ejemplificamos se generan las bases para que cuando a los 14 años se le empiece a hablar del voltaje como una energía, o de la intensidad y la resistencia, puedan dotar de cuerpo, de sentido , por ejemplo, a la fórmula matemática detrás de la ley física que las relaciona.

Lo que sucede en la escuela primaria y secundaria (sobre todo en el fracaso de esta última), es que se comienza a enseñar a los chicos con una cantidad de abstracciones y fórmulas con las que solamente se sienten cómodos un porcentaje muy pequeñito de la población, que son, normalmente, niños que tienen una capacidad de abstracción mayor que el resto.

El objetivo es que ninguno se sienta excluido, ya que todos tienen la capacidad para entender. Lo que pasa es que hay que ver cómo llegamos a ese concepto, y la forma de llegar es a través de hacer cosas más concretas.

-FL:- ¿Qué papel juega en estas metodologías la propuestas del movimiento maker y cómo se integran en el contexto escolar?

-IMG:- El movimiento maker en el contexto escolar es fantástico. De chica en Argentina jugábamos con cochecitos que armábamos nosotros. Muchos de nuestros niños hoy lo que tienen es una pantalla y han perdido la capacidad de construir cosas con sus manos. El movimiento maker te permite recuperar, a veces con alta tecnología y otras no, la capacidad de hacer, de crear. En ese sentido el movimiento maker es sumamente potente, porque implica un desarrollo de la creatividad y la construcción de cosas. Eso se puede incluir en la escuela, para luego trabajar los conceptos.

Muchos de nuestros niños en sexto y séptimo grado de la primaria, o en el comienzo de la secundaria cuando tienen Ciencias te dicen – “¿para qué voy a hacer esto si no me sirve para nada? Esas fórmulas no las entiendo y no me sirven”.

Desde el planteamiento del movimiento maker, por ejemplo, podemos hacer una estructura en una impresora 3D, para luego ver que tiene un fundamento físico y matemático que la sostiene. Partiendo de una construcción concreta realizada por los alumnos podemos estudiar contenidos tan abstractos como un Pitágoras para los niños. Así dotas de concreción conceptos abstractos.

 -FL:- Mencionabas recién tecnologías como una impresora 3D que, tal vez no estén en todas las escuelas. Un aspecto del movimiento maker es trabajar con chatarra o con objetos que sean desechables.

-IMG:- Claro, se puede trabajar con alta y baja tecnología. Otra cosa que tiene el movimiento maker es la idea de generar centros makers ligados a las municipalidades, donde hay una impresora para todo un barrio o para toda una ciudad. Entonces puedes ir a utilizar esa impresora a través de una computadora vinculada a ella. De alguna forma el movimiento maker lo que quiere hacer es democratizar el acceso a ese tipo de tecnología. Y además de eso existe la reutilización de materiales desechados sin tener que usar alta tecnología.

-FL:- ¿Cómo se da la vinculación del enfoque STEAM con la educación ambiental?

-IMG:- Yo creo que STEAM es muy potente para muchas cosas. Es muy potente para convertir a nuestros alumnos en consumistas o es muy potente para convertirlos en ciudadanos cuidadosos de la sostenibilidad. Tiene las dos vertientes, depende del docente, de los problemas que utilice y de las discusiones que propicie.

El Diseño de Ingeniería permite observar y discutir con los alumnos las restricciones o discutir la innovación, que es un tema que no aparece en el currículo de ningún país. Una cosa porque sea innovadora no significa que sea buena y ese es el error en el cual hemos caído, de pensar que toda innovación es buena.

STEAM planteado a partir de problemas permite discutir esos elementos y encontrar soluciones que no necesariamente involucren una alta tecnología, y a su vez puedan ser cuidadosas con el medio ambiente.

Si trabajo con los alumnos para que encuentren soluciones que sean respetuosas con el medio ambiente los estoy formando en ese sentido.

-FL:- ¿Cómo hacemos para trabajar la propuesta STEAM,  e incluso su vinculación con la educación ambiental cuando la gran mayoría de los docentes no se formaron en ninguna de estas áreas?

-IMG:- Hay muchísimas páginas web y proyectos, en inglés y  en español (aunque algo menos) que les permiten a los maestros acceder a ejemplos muy concretos de cómo hacerlo. Con mi equipo tenemos resultados de una investigación que nos muestra que con que se empiece haciendo una de estas experiencias por año (que llevan dos semanas aproximadamente), aumenta enormemente el interés y la motivación de los niños, así como se incrementa su nivel competencial.

Hay experiencias que se pueden copiar y adaptar al entorno en el cual estás trabajando. Hay libros, y hay cursos de posgrado que permiten a los docentes formarse mejor en estas áreas.

Dentro de todo lo que implica STEAM, hay una cuestión a la que los docentes le tienen mucho miedo: la programación.

No necesitan aprender un lenguaje de programación mas allá de un lenguaje en bloques, y un lenguaje en bloques lo puede aprender un niño de cinco años.

La mayoría de los robots y placas tipo Arduino trabajan con un lenguaje de bloques, un lenguaje que está hecho, justamente, para niños. Entonces, no necesito aprender algo muy complicado como un lenguaje de programación, lo que sí tengo que practicar son las características del pensamiento computacional.

Los comandos están en bloques, en dibujitos, en cosas que son muy simples. Por este y otros motivos realmente no creo que el cambio o la exigencia de formación sea tanta, y a su vez hay mucho material y de bastante calidad.

La dificultad que veo en los enfoques STEAM está más relacionada con las escuelas secundarias. En la escuela primaria el maestro es generalista, y al final de cuentas el punto es integrar dentro de su propia clase las diferentes áreas. A veces lo que sucede a nivel secundario (al menos en España) es que los profesores están muy encerrados en sus áreas, en sus horarios, todo es más rígido, y estos enfoques implican trabajar en conjunto entre diferentes materias. Eso quizás sea lo más complejo.

 -FL:- Es interesante lo que planteabas respecto a que en el primario se empiece a trabajar con las manos en función de la aplicación práctica de un concepto científico, y que de esa manera se abone el terreno a futuro, facilitando una conexión entre una experiencia práctica y un concepto que conlleva un mayor grado de abstracción.

-IMG:-. Uno puede estar más o menos de acuerdo con Piaget, pero se sabe que ciertas capacidades de pensamiento abstracto se van a conseguir recién a partir de los 14 años. Entonces pedir otra cosa antes es conseguir que los niños odien la ciencia y sientan que no entienden. Lo cual no es así, simplemente les falta madurar. Los niños de primaria no tienen el desarrollo cognitivo para poder entender ciertos conceptos pero sí tienen la capacidad para comprenderlos en forma práctica, como por ejemplo saber distinguir si un objeto ofrece más o menos resistencia al pasaje de la electricidad, o si un objeto es más o menos denso. Y comenzar a formase modelos de cómo funcionan las cosas.

-FL:- El rol docente implicaría ser como un coordinador de la actividad y estar dispuesto también a aprender, en muchos casos, con los propios alumnos.

-IMG:- Sí. Y aceptar que no sabe todo, pero que va a aprender con sus alumnos. Y que eso no significa ser un mal docente. Hoy en ningún lugar y en ninguna carrera sabemos todo. El conocimiento es tan amplio que es imposible saberlo todo. Lo que sí es posible es plantear situaciones que a los niños les permita crecer.

-FL:- ¿ En el contexto de crisis de la educación secundaria qué aspectos considerás que puede aportar a cambiar la propuesta STEAM?

-IMG:-. Los problemas que tenemos son problemas globales y tenemos que aprender a leerlos como una globalidad y que no es un área la que va a encontrar una solución única. Hay muchas experiencias que están siendo realizadas que parten de una discusión para encontrar las mejores formas de integrar este tipo de conocimientos.

 

Recursos sobre STEAM

  • BotStem STEAM: Actividades en español dentro de la educación STEAM integrada, junto con programación y robótica, para niños de 4-8 años.
  • WebCiencia contiene ejemplos de secuencias didácticas y de proyectos indagatorios sobre distintos tópicos científicos, diseñados para incentivar el interés de los estudiantes por la Ciencia, la Tecnología, la Ingeniería, el Arte y las Matemáticas (STEAM). Allí se proponen metodologías didácticas, como la Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación (ECBI) y el Proceso de Diseño en Ingeniería (PDI), como eje vertebrador para integrar esas disciplinas, con variedad de recursos y estrategias de enseñanza y aprendizaje.
  • Sitio web de Microsoft sobre propuestas STEAM

[1] Harlen, W. (Ed.) (2015). Working with Big Ideas of Science Education. Trieste: IAP.

[http://www.ase.org.uk/documents/working-with-the-big-ideas-in-science-education/]

 

Entrevista realizada por Gabriel Latorre para Fundación Lúmnis

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