La M que da forma a la educación STEM: matemáticas en acción a través del diseño en ingeniería
- Jairo Botero
- 5 may
- 6 Min. de lectura
Las matemáticas no pueden seguir siendo invisibles
Las matemáticas están en todo. Son el lenguaje con el que interpretamos el mundo, diseñamos soluciones, proyectamos el futuro y damos sentido a patrones complejos. No hay disciplina, desde la biología hasta la economía, desde la inteligencia artificial hasta la música digital, que no dependa, en alguna medida, del pensamiento matemático. Por eso, garantizar que todos los estudiantes accedan a una educación matemática rigurosa, significativa y contextualizada desde los primeros años no es un lujo, es una responsabilidad. Las matemáticas, como lo ha reconocido la UNESCO, forman parte de los saberes fundamentales que constituyen un derecho humano y una condición para ejercer ciudadanía plena en el siglo XXI.
Sin embargo, cuando hablamos de educación STEM, ocurre algo curioso: aunque la “M” ocupa un lugar privilegiado en el acrónimo, en la práctica suele pasar desapercibida. Se asoma en los proyectos, sí, aparece cuando hay que medir, calcular, graficar, pero con demasiada frecuencia las matemáticas son vistas solo como una herramienta para alcanzar fines de ciencia o tecnología, y no como una disciplina viva que puede, y debe, desarrollarse en el corazón mismo de la experiencia STEM.
Esto no es solo una percepción. Una revisión sistemática publicada en 2022 por Danielle Just y Thomas Siller analizó más de 1.900 estudios sobre educación STEM en secundaria. De todos ellos, solo 14 cumplían criterios sólidos para mostrar una integración intencionada de las matemáticas en el aula. En la mayoría de los casos, las matemáticas eran tratadas como un recurso auxiliar, no como un contenido con objetivos claros de aprendizaje. Esta tendencia también ha sido advertida por investigadoras como Merrilyn Goos, Shelley Dole y Katja Maass, quienes han mostrado que, en muchas propuestas de integración STEM, las matemáticas quedan en un segundo plano frente a otras disciplinas más visibles. La evidencia es clara. Si no hacemos algo distinto, seguiremos formando estudiantes que participan en actividades STEM sin comprender ni disfrutar la potencia de las ideas matemáticas que allí circulan.
Entonces, ¿qué necesitamos cambiar? ¿Cómo podemos lograr que las matemáticas no solo estén presentes, sino que se vuelvan visibles, relevantes y transformadoras en cada proyecto STEM?
El proceso de diseño como escenario para hacer matemáticas
Si queremos que las matemáticas sean realmente visibles y significativas en la educación STEM necesitamos cambiar la forma en que las llevamos al aula. Una de las formas más potentes de hacerlo es a través del proceso de diseño en ingeniería. Esta estructura, que en CONASTEM proponemos como base metodológica en múltiples niveles educativos, permite que los estudiantes enfrenten desafíos reales y encuentren en las matemáticas un recurso necesario para resolverlos.
Diseñar no es solo imaginar una solución, es pensar con rigor. Cuando un estudiante debe crear un prototipo, mejorar un sistema o dar respuesta a una necesidad concreta, las matemáticas se vuelven aliadas. Se usan para estimar cantidades, calcular proporciones, comparar alternativas, justificar decisiones y validar resultados. Pero lo más importante es que dejan de ser un requisito impuesto desde fuera y se convierten en una herramienta interna del pensamiento.
Cada etapa del proceso de diseño, comprender el problema, idear, construir, probar y mejorar, ofrece oportunidades auténticas para aplicar conocimientos matemáticos. Si los docentes aprovechan esas oportunidades con intención pedagógica, los estudiantes no solo desarrollan habilidades para resolver problemas, también comprenden mejor los conceptos abstractos. No están resolviendo un ejercicio, están usando las matemáticas para que algo funcione, para que algo sea más seguro, más eficiente o más justo. Sobre este proceso recomendamos consultar el libro Educación STEM - Marco de Referencia para América Latina, cuyo segundo apéndice detalla los momentos pedagógicos que se pueden dar en cada etapa del proceso.
Esto no significa que el trabajo matemático deba limitarse a lo que ocurre dentro de un proyecto. Existen momentos valiosos donde los docentes pueden y deben detenerse a profundizar en un concepto matemático específico, aunque no esté directamente vinculado a una solución técnica. Comprender con claridad la noción de razón, la interpretación de una gráfica o el significado de un modelo algebraico puede requerir espacios dedicados de reflexión y análisis. El proceso de diseño no excluye estos momentos, más bien los complementa y les da sentido.
Además, así como en un proyecto STEM las ciencias naturales, la tecnología o las ciencias sociales pueden ser las disciplinas líderes, también lo pueden ser las matemáticas. Esto implica que los objetivos de aprendizaje propios del área de matemáticas pueden ser el centro de una actividad académica. Diseñar una experiencia donde las decisiones matemáticas sean las que conducen el desarrollo del proyecto no solo es posible, es deseable. De esta manera, el docente de matemáticas asume un rol activo en el enfoque STEM, sin diluir su campo, sino fortaleciéndolo en conexión con los demás.
"La evidencia es clara. Si no hacemos algo distinto, seguiremos formando estudiantes que participan en actividades STEM sin comprender ni disfrutar la potencia de las ideas matemáticas que allí circulan."
Lo que nos dice la investigación reciente
Durante los últimos años, diferentes investigaciones han puesto en evidencia que la integración de las matemáticas en la educación STEM requiere más que una intención general. Requiere decisiones pedagógicas claras. En un estudio liderado por Merrilyn Goos y publicado en 2023 junto a Ana Carreira y Immaculate Kizito Namukasa, se analizaron más de cien artículos académicos recientes sobre educación matemática en contextos interdisciplinarios. Uno de los hallazgos principales fue que, en muchos proyectos que se presentan como "educación STEM", las matemáticas siguen cumpliendo un rol secundario. Están presentes, pero no se enseñan con claridad ni se les asigna el mismo nivel de profundidad que a las otras disciplinas.
En esa revisión también se identificaron distintos enfoques. Algunos estudios centraban su atención en el pensamiento matemático como competencia transversal. Otros analizaban la modelación matemática en escenarios reales. También había trabajos que proponían el uso de tecnologías digitales para enriquecer las tareas matemáticas. Pero entre todos ellos emergió una idea común: cuando los estudiantes no reconocen que están haciendo matemáticas, y cuando los docentes no tienen claro qué objetivos del área están siendo abordados, el aprendizaje matemático pierde fuerza.
Esto sustenta la necesidad de construir experiencias donde los conceptos matemáticos sean visibles y estén bien conectados con el resto del proyecto. Y también deja claro que el enfoque STEM no puede apoyarse solamente en actividades llamativas. Si queremos que los estudiantes aprendan matemáticas de verdad, hay que diseñar actividades donde se les pida argumentar, representar, modelar, tomar decisiones con datos, comparar alternativas y justificar sus elecciones con criterios cuantitativos.
En algunos contextos, se ha explorado con éxito el uso del pensamiento computacional y de la estadística como puertas de entrada a las matemáticas integradas. En otros, se ha promovido la resolución de problemas contextualizados desde una perspectiva de equidad. Todos estos caminos coinciden en una premisa: las matemáticas sí pueden ser integradas con sentido, siempre que se tomen en serio como disciplina y no como una herramienta accesoria.
"Cuando un estudiante debe crear un prototipo, mejorar un sistema o dar respuesta a una necesidad concreta, las matemáticas se vuelven aliadas."
Una propuesta desde CONASTEM
Frente a este panorama proponemos una ruta clara para avanzar. La integración de las matemáticas en la educación STEM no puede ser un efecto colateral. Requiere decisiones pedagógicas intencionadas y una comprensión profunda de los diferentes roles que las matemáticas pueden desempeñar en una experiencia educativa.
Uno de esos roles es el de herramienta. Las matemáticas permiten resolver problemas, analizar datos, comprender fenómenos y cualificar un proceso de diseño en ingeniería. Se utilizan cuando el estudiante necesita estimar, representar, calcular o tomar decisiones dentro de un contexto significativo. Este uso es valioso, pero solo si es visible y se conecta con los objetivos del aprendizaje. No basta con usar fórmulas, hay que enseñar por qué se usan y qué ideas representan. El otro rol es el de finalidad. En muchos casos, el objetivo central de una experiencia STEM puede ser precisamente el desarrollo de una competencia matemática o la comprensión profunda de un concepto específico. Diseñar un proyecto donde las matemáticas lideren no es solo posible, es deseable. Significa poner al centro un contenido del área y enriquecerlo desde otras disciplinas que aportan contexto, sentido y aplicación.
También proponemos que el proceso de diseño en ingeniería se utilice como una estructura base para organizar el trabajo interdisciplinar. No porque obligue a un formato técnico, sino porque ofrece una secuencia lógica que favorece el pensamiento matemático: formular, probar, ajustar, justificar. En ese proceso, los números, las gráficas, las proporciones y los modelos encuentran su lugar.
Un mensaje para la comunidad docente
Finalmente, invitamos a los equipos docentes a reflexionar sobre su práctica. ¿Qué matemáticas están presentes en sus proyectos? ¿Qué papel ocupan? ¿Qué experiencias están realmente promoviendo el pensamiento matemático y cuáles lo diluyen? Estas preguntas no solo orientan la acción, también elevan la conversación pedagógica en las instituciones.
Si queremos que las matemáticas vuelvan a ocupar el lugar que merecen en la educación escolar, necesitamos hacerlas visibles. No solo en los contenidos, sino en las decisiones que tomamos al enseñar. No solo como herramienta para otros fines, sino como lenguaje fundamental para comprender y transformar el mundo.
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