Ideas STEM para Primaria: Más de 60 actividades que combinan Matemáticas, Ciencia, Diseño y Tecnología

Por Elizabeth Flinn y Anne Mulligan

Ideas STEM para Primaria está diseñado para promover la enseñanza integrada de STEM en las aulas, proporcionando al profesorado ideas útiles e innovadoras para desarrollar actitudes investigadoras en el alumnado y para elaboración de proyectos. Las materias curriculares de Ciencias, Matemáticas, Diseño y Tecnología están incluidas de forma integral a través de actividades prácticas, muy estimulantes e interesantes para los niños y niñas de esta etapa educativa. En todas ellas se han incorporado las interrelaciones que existen entre los temas STEM, lo que permite que los conocimientos y las destrezas se desarrollen con solidez por medio de actividades que solo requieren materiales a los que puede accederse fácilmente.

Escrito por especialistas en el área, con años de experiencia en el aula impartiendo asignaturas STEM, cada actividad contiene:

• Los vínculos con el currículum escolar de la etapa

• Conocimientos clave sobre los temas desarrollados

• Breve planificación, paso a paso, de cada actividad

• Ideas de apoyo para niños con niveles bajos y altos de rendimiento

El libro, que incluye guías «Cómo hacer…» y otros materiales complementarios, es ideal para trabajar en grupos colaborativos y suscitar debates, relacionados con STEM, entre los estudiantes. Las instrucciones son sencillas y sirven de inspiración a profesores y profesoras con y sin experiencia en educación STEM.

• Idioma: Español
• Editorial: Narcea Ediciones
• Fecha de lanzamiento: 17 oct 2022
• ISBN: 9788427729063

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CAPÍTULO 1

Introducción

¿Qué es STEM?

STEM es un término ampliamente conocido que denomina las asignaturas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, combinadas e impartidas por medio de un enfoque integral. Cada vez hay más consciencia de la importancia que tiene la educación STEM para que los alumnos y alumnas se conviertan en solucionadores de problemas capaces de trabajar constructivamente como parte de un equipo.

La capacidad para el razonamiento matemático, el pensamiento crítico, la resolución de problemas y el trabajo en equipo son importantes habilidades que todas las empresas buscan hoy día en sus empleados. Muchos autores, como Corlu, Capraro y Capraro (2014), Fitzallen (2015) y Meyrick (2011), consideran que son las habilidades clave para el siglo XXI.

Según Meyrick (2015), la educación STEM se usó por primera vez en EE. UU. como un medio para aumentar aún más las capacidades de alumnos que tenían ya mucho talento o que se sentían motivados para profundizar su aprendizaje. Esta experiencia fue similar en Australia, donde se ofrecieron oportunidades STEM a estudiantes que se consideraba especialmente dotados en esas asignaturas en especial (Fitzallen 2015), y en Turquía, donde los procesos de selección de los centros escolares determinaban la calidad de la educación STEM que recibían los alumnos (Corlu et al. 2014).

Muchos países están empezando a comprobar el valor que tiene STEM para su desarrollo económico y están trabajando para mejorar su oferta de educación STEM en los centros escolares. West (2012, p. 4) cree que los países han de mantenerse al día en innovación o correrán el riesgo de quedarse atrás. Afirma que la «innovación, en especial por medio de la aplicación de la ciencia y la tecnología, es esencial para mantener la productividad, el crecimiento económico y nuestro nivel de vida». También afirma que para que un país mantenga y mejore su capacidad de innovación, necesita trabajadores competentes en STEM.

Gran parte de la investigación STEM viene de EE.UU. y Australia, países que han realizado estudios sobre los beneficios de un enfoque integral en la educación STEM en el aprendizaje de los alumnos. Smith y Karr-Kidwell (2000, p. 24) afirman: «para que el aprendizaje se vuelva conectado, centrado, profundo y relevante para los alumnos» pueden relacionarse dos o más temas siempre que estén conectados entre sí. Por tanto, el aprendizaje STEM puede verse como interdisciplinar, dado que implica más de una disciplina, y las disciplinas están interrelacionadas.

El currículum en el aula de educación básica o primaria es particularmente idóneo para este enfoque interdisciplinar porque es frecuente que los docentes impartan varias asignaturas y, por tanto, tengan un buen conocimiento de ellas.

Según Treacy y O’Donoghue (2014), es importante que los alumnos participen activamente en muchos grupos de trabajo y tengan la oportunidad de investigar y debatir durante las actividades. También es importante introducir las actividades STEM lo antes posible (Englehart 2020) para que los alumnos puedan desarrollar habilidades clave de resolución de problemas, pensamiento crítico y razonamiento matemático desde una edad muy temprana. Una enseñanza así ayuda a que los estudiantes desarrollen un entendimiento más profundo mientras experimentan con temas que les interesan en el ámbito de la vida real y se implican más en su propio aprendizaje. De acuerdo con Meyrick (2011), el desarrollo de esas habilidades por medio de la enseñanza STEM ayuda a alumnos de distinta procedencia a tener igualdad de oportunidades.

Al impartir actividades STEM integradas, los profesores han de tener en cuenta numerosas implicaciones. La más importante de todas ellas es su enfoque de enseñanza. Generalmente, los enfoques más tradicionales son menos efectivos cuando se trata de asignaturas STEM. Los profesores han de desarrollar pedagogías más empoderadoras, que impliquen a los alumnos y proporcionen oportunidades para el aprendizaje basado en la investigación, la creatividad y el trabajo colaborativo (Fitzallen 2015; Meyrich 2011; Stohlmann, Moore y Roehrig 2012). Asimismo, los profesores deben tener un buen conocimiento de la asignatura que les permita sentirse seguros a la hora de impartir STEM por medio de un enfoque integral.

Un estudio realizado por Stohlmann (2012) observó que, si los profesores carecían de conocimiento suficiente de alguna asignatura STEM, su enseñanza STEM era menos efectiva. Las lagunas que los profesores tienen en el conocimiento de las asignaturas, o la falta de experiencia impartiendo una asignatura en concreto, tienen un gran impacto en su autoeficacia. Hudson, English, Dawes, King y Baker (2015) observaron en su estudio que «las estrategias educativas empleadas durante las clases STEM facilitaron actitudes positivas en los alumnos para captar los conceptos y participar en las tareas».

STEM en los centros educativos

Por todo ello, un centro escolar que quiera adoptar la educación STEM tendrá que facilitar oportunidades de desarrollo profesional para los profesores, de manera que reciban formación acerca de cómo desarrollar enfoques pedagógicos más apropiados a la enseñanza integrada STEM.

Una educación STEM integrada influye en la planificación curricular; puede que la estructura de un centro escolar concreto no tenga la flexibilidad de permitir este enfoque educativo. Quizá los profesores necesiten también ayuda a la hora de hacer una planificación más interdisciplinar, que diferirá de la planificación específica de asignaturas. Al principio los profesores requerirán de más tiempo para hacer una planificación de esta manera, hasta que se familiaricen y se sientan seguros con este enfoque.

La dotación de recursos es otra consideración más a la hora de impartir STEM debido al aumento de las actividades prácticas que se desarrollan. Esto puede tener un impacto en el espacio disponible para el almacenamiento, además, se precisarán más fondos económicos a medida que se vayan necesitando más recursos.

El impacto positivo que tiene la educación STEM y los beneficios en el aprendizaje de los alumnos son evidentes. Así lo han reconocido en sus investigaciones los autores antes citados. Meyrick (2011) explica que los enfoques resolutivos pueden mejorar las capacidades de pensamiento crítico de los alumnos, así como su comprensión de los procesos y su capacidad para comunicarse de manera eficaz. Stohlmann y sus colegas (2012) afirman que los alumnos pueden convertirse en mejores solucionadores de problemas, más seguros de sí mismos y con una actitud más positiva hacia el centro escolar. Corlu et al (2014, p. 75) aseguran que «el objetivo global de la educación STEM es educar a la generación actual con una mentalidad innovadora».

Un estudio realizado en EE.UU. por Xie, Fang and Shauman (2015) indica que, aunque las notas de los exámenes de matemáticas y ciencias son similares en niños y niñas, existe una diferencia de género cuando se observa la continuidad de las niñas en STEM en educación secundaria y posterior. Sax y sus compañeros. (2015) atribuyen esta falta de compromiso de niñas más mayores en asignaturas STEM a su falta de confianza en matemáticas, más que a su capacidad matemática. Pero creen que esto cambiará en el futuro, y que habrá más mujeres que se orientarán al ámbito STEM.

Bibliografía

Corlu, M.S., Capraro, R.M. & Capraro, M.M. (2014). Introducing STEM education: implications for educating our teachers for the age of innovation, Education and Science, 39 (171), 74–85.

Fitzallen, N. (2015). STEM education: what does mathematics have to offer?, en M. Marshman, V. Geiger & A. Bennison (eds.). Mathematics Education in the Margins (Proceedings of the 38th annual conference of the Mathematics Education Research Group of Australasia), (pp. 237–244). Sunshine Coast: MERGA.

Hudson, P., English, L., Dawes, L., King, K. & Baker, S. (2015). Exploring links between pedagogical knowledge practices and student outcomes in STEM education in primary schools, Australian Journal of Teacher Education, 40 (6), 134–151.

Meyrick, K.M. (2011).. How STEM education improves student learning, Meridian K- 12 School Computer Technologies Journal, 14 (1).

Sax, L.J., Kanny, M.A., Riggers- Piehl, T.A., Whang, H. & Paulson, L.N. (2015). ‘But I’m not good at math’: the changing salience of mathematical selfconcept in shaping women’s and men’s STEM aspirations, Research in Higher Education: Journal of the Association for Institutional Research, 56 (4), Springer.

Smith, J. & Karr-Kidwell, P.J. (2000). The Interdisciplinary Curriculum: A Literary Review and a Manual for Administrators and Teachers https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED443172.pdf

Stohlmann, M., Moore, T.J. & Roehrig, G.H. (2012). Considerations for teaching integrated STEM education, Journal of Pre- College Engineering Education Research (J- PEER), 2 (1), Article 4, 28–34.

Treacy, P. & O’Donoghue, J. (2014). Authentic integration: a model for integrating mathematics and science in the classroom, International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 45 (5), 703–718.

West, M. (2012). STEM education and the workplace, Occasional Paper Series Issue 4.

Xie, Y., Fang, M. & Shauman, K. (2015). STEM education, Annual Review of Sociology, 41, 331-357 http://doi.org/10.1146/annurev-soc-071312-145659

CAPÍTULO 2

Cómo usar este libro

Este libro está diseñado para fomentar la enseñanza STEM en aulas de educación primaria o básica. Las actividades propuestas son adecuadas para alumnos entre 6 y 11 años, es decir de primero a sexto¹ curso, aunque también pueden adaptarse y simplificarse, si es necesario, para un grupo de edad determinado. Las actividades incluidas en los diferentes capítulos pueden proponerse como contenidos intermedios, o como parte de una semana STEM o como clases individuales.

La relación y conexión entre las asignaturas se encuentran transversalmente en las actividades y en las habilidades que se requieren para hacerlas. Estas actividades son muy prácticas, tal como recomiendan Tracy y O’Donoghue (2014), y favorecen que los niños participen en grupos de trabajo y de debate.

Los capítulos contienen varias preguntas de investigación que los estudiantes tendrán que resolver probando y perfeccionando o adoptando un enfoque sistemático. Como hemos dicho anteriormente, no es necesario combinar todos los temas STEM en cada actividad; hay algunos ejemplos, en los distintos capítulos de actividades, que se centran en dos áreas en lugar de en las cuatro. Los materiales que se utilizan en cada actividad son de fácil acceso y muchos de ellos son objetos cotidianos que se encuentran en casa o en la escuela. Esto hará que a los profesores les resulte más fácil, en términos de costes, su almacenamiento y la preparación de las clases.

El diseño y desarrollo de cada actividad hará que su planificación requiera menos tiempo, dado que incluye datos clave que pueden incluirse cuando se hace la planificación de tareas en el aula.

Todas las actividades de este libro han sido ensayadas con niños de 6 a 11 años. Las autoras, la ilustradora y los niños se han divertido mucho diseñando y probándolo todo, y esperamos haber proporcionado suficiente información y directrices para que otros muchos niños y adultos disfruten y se sientan inspirados por las actividades. Las actividades STEM son atractivas, exigentes y significativas para los niños y niñas; por ello, confiamos que estas actividades reflejen todas estas características.

Estructura del libro

Este libro está estructurado en capítulos por temas, aunque todas las actividades pueden hacerse individualmente. Todas las actividades de un capítulo pueden utilizarse para un mismo caso STEM, y también pueden seleccionarse una o dos actividades de capítulos diferentes para un tema concreto de Ciencias o de Matemáticas.

Cada actividad incluye una Introducción y una Sesión o Clase, junto con notas sobre las Actividades, pero hay otras formas de introducir y resumir las actividades. Hemos procurado que el Material necesario sea lo más sencillo y económico posible. Si se recomienda un material específico para una actividad, siempre que nos ha sido posible hemos ofrecido un material alternativo. Dado que el material necesario es fácil de encontrar, las actividades pueden utilizarse también como proyectos para hacer en casa, facilitando así que niños y adultos colaboren para fabricar un objeto que puedan llevar luego a un evento especial o a un concurso en el centro escolar.

Vínculos con el currículum de Educación Primaria

Todas las actividades tienen relación con el currículum de Matemáticas y Ciencias para Educación Primaria. Estos vínculos pueden utilizarse como apoyo del aprendizaje en ambas asignaturas o para cada una de ellas. Cada actividad resalta el vínculo más relevante con el currículum de primaria. Puede haber otros vínculos también, por ello, no basta con limitarse a las sugerencias que aparecen en el libro. Todas las actividades incluyen una planificación, diseño y habilidades de ejecución relacionadas con el currículum de Diseño y Tecnología (D&T). Si una actividad coincide con una materia de conocimiento específica de D&T, se indica que la sección de vínculos con el currículum y en el plan de estudios curricular.

Por lo general las actividades son adecuadas para alumnos de educación primaria o básica. Siempre que nos ha sido posible hemos tratado de ajustar los vínculos con los currículos de matemáticas y ciencias al grupo de edad. A veces ha sido imposible debido al limitado currículum de Ciencias en primer curso. Pero, si se utilizan las sugerencias de apoyo o ampliación, las actividades pueden simplificarse para los alumnos de menor edad, o hacerse más exigentes para alumnos más mayores. Estas indicaciones son también válidas para grupos de alumnos de diferentes capacidades; fomentándose así la inclusión de todos los estudiantes. Cada docente deberá adaptar las actividades a su correspondiente grupo de alumnos y alumnas.

Materiales para usar directamente con los niños

Muchas de las actividades incluyen orientaciones Cómo hacer..., para que las realicen los niños: son las páginas manuscritas que figuran al final de cada capítulo. El texto de estas guías requiere una buena capacidad lectora; por ello, cada actividad ha sido cuidadosamente ilustrada para mostrar lo más claramente posible cada paso del proceso. En muchas guías está también presente Profesor Ratón (Figura 2.1), que, paso a paso, va indicando a los alumnos lo que tienen que hacer.

Figura 2.1. Profesor Ratón.

¿STEM o STEAM?

Hay cada vez un mayor interés por STEAM: la combinación de STEM con las Artes. En algunas de las actividades de este libro hay un claro vínculo con el arte, pero en otras puede que sea más difícil hacer esa conexión. La Tabla 2.1 proporciona algunas ideas de vínculos relevantes.

Tabla 2.1. Sugerencias de vínculos con STEAM

Vínculos curriculares

Se muestran los grupos de edades para los que cada actividad es más adecuada, teniendo en cuenta los requerimientos curriculares de Matemáticas y Ciencias de primaria:

Los temas de Matemáticas están agrupados en el currículum de educación primaria allí donde se relacionan concretamente con las actividades de cada capítulo. No se hace una referencia particular