Generalidades de la educación STEM
Muchas instituciones educativas colombianas y de Latino America han buscado un modelo de educación que permita estar acorde a las necesidades que tiene nuestra sociedad. La educación STEM ha sido desde hace varios años una filosofía que busca cambiar la forma en que los estudiantes aprenden y que tiene por objetivo fundamental preparar a los futuros ciudadanos para que puedan enfrentar de forma crítica los problemas fundamentales del mundo.
Veamos cómo lo indica el Dr. Rodger W. Bybee en su libro “STEM Education – Now More Than Ever” cuando define las razones fundamentales de la educación STEM en la actualidad. “La educación STEM busca es preparar a los estudiantes para ser ciudadanos responsables”.
Los estándares de ciencias de los Estados Unidos
En los últimos años hemos visto avances muy importantes en la forma en que se enseña durante el periodo escolar. Uno de estos avances es la presentación del documento “A Framework for K-12 Science Education. Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas” (Marco de Referencia para la enseñanza de las Ciencias de Preescolar a grado 12: Prácticas, Conceptos Transversales e Ideas Funddamentales) presentado por el NCR National Research Council of The National Academies en el año 2012 y que dio vida a los nuevos estándares de ciencias “Next Generation Science Standards – NGSS” (Estándares para la Próxima Generación).
Cuando hablamos de educación STEM se hace obligatorio nombrar los NGSS porque es uno de los aportes más importantes para la educación y la formación en ciencias cobra vida a través de la integración de las asignaturas, la introducción de la ingeniería en el currículo escolar y conecta el interés de los estudiantes con los problemas del mundo real. Realmente se parte en dos la forma de enseñar ciencias a partir de la publicación del Marco de Referencia.
El fundamento de los NGSS se basa en las “expectativas de desempeño” que no miden cuánto sabe un estudiante en un grado específico, sino que mide cuánto es capaz de hacer con el conocimiento adquirido. Las “Expectativas de Desempeño” se mueven en un formato de tres dimensiones:
a. Las Prácticas de Ciencia e Ingeniería.
b. Los Conceptos Transversales
c. Ideas Disciplinares Fundamentales
Uno de los lemas de los NGSS es “STEM comienza aquí” y lo dice porque cumple con los objetivos fundamentales de la educación STEM que son:
a. Una nueva Instrucción en ciencias, tecnología y matemáticas y también incluye la ingeniería en el currículo escolar como elemento fundamental del aprendizaje.
b. Desarrolla las habilidades del siglo XXI y
c. Propende por la innovación y la inventiva.
Cuando hablamos de educación STEM se hace obligatorio nombrar los NGSS porque es uno de los aportes más importantes para la educación y la formación en ciencias cobra vida a través de la integración de las asignaturas, la introducción de la ingeniería en el currículo escolar y conecta el interés de los estudiantes con los problemas del mundo real. Realmente se parte en dos la forma de enseñar ciencias a partir de la publicación del Marco de Referencia.
Es quizás por eso que otras organizaciones han considerado darle la relevancia a la educación STEM porque reconocen el aporte y su necesidad de implementarse de forma urgente en las instituciones educativas. Una de estas organizaciones es el IB.
La Organización del Bachillerato Internacional IB
Desde hace varias décadas hemos visto como muchos colegios del país y de Latino América han transformado su educación bajo una serie de programas de corte internacional con el objetivo de brindar a los estudiantes una formación de alta calidad y con una visión internacional para su desempeño profesional. Este modelo educativo lo promueve la Organización del Bachillerato Internacional (International Baccalaureate Organization (IBO), conocido simplemente como IB. Esta organización fue fundada en 1968 en Ginebra, Suiza y consta de cuatro programas principales:
PYP Primary Years Programme – Programa de la Escuela Primaria
MYP Middle Years Programme – Programa de los Años Intermedios
DP Diploma Programme – Programa del Diploma
CRC Career Related Programme – Programa de Orientación Profesional.
Adicionalmente cuenta con más de 4500 colegios en todo el mundo y en Colombia son alrededor de 50 colegios que lo han tomado como bandera de su Proyecto Educativo Institucional o PEI.
El estudio del IB para integrar los NGSS
A través de un documento de investigación propio de la organización del IB se busca la forma en que la educación STEM y el modelo del IB puedan trabajar de forma traslapada en las instituciones educativas. Este documento es “Connecting IB to the NGSS – The Dual Implementation of International Baccaulareate and the Next Generation Science Standards: Challenges and Opportunities.” (Conectar el IB con los NGSS – Una implementación dual del Bachillerato Internacional y los Estándares de Ciencias para la Próxima Generación: Retos y oportunidades).
Este documento fue elaborado por la Dra. Sudha Govindswamy Sunder que es una especialista en currículo e instrucción y ha trabajado con la organización del IB desde el año 2014.
¿Por qué es relevante este documento? Es relevante no solo porque los NGSS en los Estados Unidos abarcan a más de 36 estados y su implementación va en mayor grado de avance año a año, sino por el valor pedagógico que los nuevos estándares aportan a la educación mundial.
La Dra. Govindswamy bautiza al documento como “la implementación dual” porque hace referencia a las oportunidades y a los retos que implica incluir los NGSS en el currículo del IB. Muchos docentes en colegios de los Estados Unidos han sido llamados para que se asegure que los estudiantes deberán demostrar ser competentes con los indicadores de desempeño de los NGSS.
Para el desarrollo de este estudio fue necesario la colaboración de Achieve, uno de los aportantes al desarrollo de los NGSS, un grupo importante de docentes, rectores y líderes de estas instituciones educativas del mundo IB. La puesta en marcha de los NGSS es un compromiso a través de la política pública en el orden administrativo de cada estado y por ende obliga a desarrollar los cambios necesarios en los colegios para lograr una implementación exitosa.
A lo largo del documento la Dra. Govindswamy reconoce el valor e importancia de los estándares de ciencias NGSS a través de la nueva visión de la enseñanza de las ciencias.
Conclusiones del estudio
Estas son las conclusiones a las que llegó el estudio.
La Dra. Govindswamy destaca lo siguiente:
"Los NGSS proporcionan el andamiaje necesario para que facilite de forma significativa esta exploración adaptando las Prácticas de ciencia e ingeniería, diseño y tecnología que generan la sinergia entre las exploraciones científicas y los conceptos matemáticos.Los NGSS han limitado el número de ideas disciplinares fundamentales y conceptos transversales, para enriquecer la aplicación de las prácticas científicas y la comprensión de las ideas científicas básicas, diseñadas de manera que los estudiantes continúen desarrollando y revisando sus conocimientos y habilidades a lo largo de varios años."
La característica fundamental en la educación STEM y que se ve claramente en los NGSS es que el marco de referencia es para todos los estudiantes y no solo para aquellos que persiguen una carrera en las áreas STEM por esta razón la organización del IB ve cómo la selección de carrera deber seguir dentro del programa de diploma de los estudiantes.
La Dra. Govindswamy revela una de las conclusiones que nos parece más importante de destacar cuando dice que “los NGSS enfatizan en la necesidad de ver la ingeniería, el diseño y la tecnología de una forma más amplia, comparada con la visión limitada que tienen actualmente los colegios del mundo IB. Por esta razón, sigue la Dra. Govindswamy, incluir la necesidad de la ingeniería, el diseño y la tecnología dentro del Programa de la Escuela Primaria PYP nos presenta un cambio de paradigma, una metodología estructurada hacia un enfoque de investigación basado en las prácticas.”
"Los NGSS enfatizan en la necesidad de ver la ingeniería, el diseño y la tecnología de una forma más amplia, comparada con la visión limitada que tienen actualmente los colegios del mundo IB. Por esta razón, sigue la Dra. Govindswamy, incluir la necesidad de la ingeniería, el diseño y la tecnología dentro del Programa de la Escuela Primaria PYP nos presenta un cambio de paradigma, una metodología estructurada hacia un enfoque de investigación basado en las prácticas."
Y continua la Dra. Govindswamy. “ Si las prácticas de diseño en ingeniería deberán ser exploradas por los estudiantes del PYP para que se involucren de forma directa en la investigación científica con cada una de las ideas disciplinares fundamentales nos presentará un reto considerable para los colegios PYP inicialmente en términos de tiempo, recursos y evaluación.”
Esta es una de las conclusiones más destacadas del documento.
También se indica que el Programa de los Años Intermedios MYP estará más preparado para incluir las prácticas de ciencia e ingeniería en comparación con los otros programas. Esto dado que el MYP cuenta con el ciclo de diseño que complementa el ciclo de diseño e investigación, que son parte de la esencia de la educación STEM y así se puede hacer un enfoque más integrado con actividades de ciencia, ingeniería y tecnología.
Varias conclusiones importantes del documento nos indican que los NGSS hacen que los programas del IB vean una oportunidad para incluir aspectos que no estaban antes dentro del currículo y que son fundamento de una educación STEM auténtica.
Esto lo vemos cuando la Dra Govindswamy afirma:
“A través de las opciones diversas del Programa de Diploma (como son la Tecnología del Diseño, Tecnología de la Información en una sociedad global y Ciencias de la Computación) el potencial para una integración significativa de los NGSS es tanto viable como lógica. Sin embargo, la necesidad de cambios considerables en términos de rediseño de currículo como de enfoques interdisciplinarios necesitan de una atención importante”.
“A través de un enfoque que integre una conexión verdadera y conceptual, el curso de geografía del Programa de Diploma, porque es de gran manera conceptual por naturaleza, provee una oportunidad para explorar temas concernientes a la reducción de la pobreza, la equidad de género, mejoras en la salud y la educación y la sostenibilidad ambiental, y de este modo ofrezca la oportunidad de incluir los componentes de los NGSS como son las ciencias de la tierra y del espacio.”
“El estudio también llama la atención a la necesidad de rediseñar las evaluaciones basadas en papel del Programa de Diploma para integrar de forma exitosa las prácticas de ingeniería, el diseño y los requerimientos de tecnología de los NGSS. Trabajar bajo los principios del <diseño reversible> un enfoque ideal para considerar los NGSS como un vehículo para transformar el marco de referencia del currículo del IB hacia la práctica teniendo en mente los objetivos finales en términos de lo que los estudiantes deben estar en capacidad de <saber, entender y hacer> [Erickson, 2008] al final de cada grado escolar.”
La organización del Bachillerato Internacional IB sigue considerando la importancia de la educación STEM y por ello se reunieron en el Primer Simposio de Ciencias en Octubre de 2016 como parte de compromiso de alcanzar un aprendizaje más allá de una disciplina específica. Expertos en las áreas de Ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas participaron con ideas en esta importante reunión. [Link al artículo]