Fomentar las vocaciones científicas e ingenieriles desde el parvulario

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En 2020, el número de puestos de trabajo para personas altamente cualificadas aumentará en 16 millones, mientras que el número de empleos para personas poco cualificadas se reducirá alrededor de 12 millones, según la Comisión Europea. Una de las mejores formas de reequilibrar la balanza es mediante la mejora de la alfabetización digital y la educación y, en particular, impulsando la integración en las escuelas de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM), como se ha puesto de manifiesto en las jornadas STEAM Barcelona desarrolladas recientemente en el Cosmocaixa e impulsadas por la Fundación La Caixa. Se trata de instruir a los alumnos de hoy para el tipo de situaciones y problemas que encontrarán a lo largo de sus vidas y, sobre todo, conseguir que puedan afrontar con mejores garantías los empleos del siglo XXI.

Los niños se interesan por la ciencia y la tecnología mucho antes de comenzar la educación formal, según sugieren numerosos estudios. La educación primaria y secundaria es el mejor momento para fomentar una mentalidad innovadora y facilitar competencias STEM, afirman los expertos. Estas competencias convierten a los niños en solucionadores de problemas, además de ver cómo aumenta su confianza e interés y les allana el camino para un aprendizaje más exitoso.

La Academia de Ciencias de Nueva York (NYAS) es un claro ejemplo de esta filosofía. Desde hace cinco años desarrolla el Afterschool STEM Mentoring Program, una innovadora forma de potenciar sus recursos en beneficio de 10.000 jóvenes de secundaria con condiciones socioeconómicas poco favorables. Este programa de mentoría permite formar y contratar como mentores a estudiantes de posgrado y becarios posdoctorales de entre 25 y 35 años para realizar programas extraescolares en Nueva York.

Son profesionales ilusionados para motivar a los alumnos para que una vez finalizado su horario escolar, permanezcan en el colegio para aprender nuevas cosas: “Si haces que se impliquen están dispuestos a explorar y aprovecharán la oportunidad”, aseguró en STEAM Barcelona Kristian Breton, director del programa de mentoría. Los resultados no tardaron en llegar: “Comprobamos cómo de un semestre a otro había aumentado el número de alumnos participantes”, asegura Breton. En Barcelona se está desarrollando una experiencia piloto similar que incluye módulos de robótica y matemáticas.

La ciencia es a los descubrimientos lo que la ingeniería es a las tecnologías, pero a veces se confunden los procesos con los resultados
Si la ingeniería se enseña bien a edades tempranas, los niños entenderán bien qué es y algunos la elegirán como carrera

Las disciplinas científicas son muy útiles para enseñar a los niños a conocer su entorno, según la mayor parte de educadores. Sin embargo, los planes de estudios de ciencias se centran casi exclusivamente en el mundo natural; ello, a pesar de vivir en un universo cotidiano artificial diseñado por el hombre: automóviles, teléfonos, ordenadores, electrodomésticos.

Existe también una confusión demasiado habitual entre lo que es ciencia, tecnología e ingeniería. La ciencia descubre el mundo natural y sus resultados son los descubrimientos; la ingeniería permite diseñar el mundo construido por los humanos y las tecnologías son sus resultados. La ciencia es a los descubrimientos lo que la ingeniería es a las tecnologías, “pero a veces se confunden los procesos con los resultados”, afirma Ioannis Miaoulis, presidente y director del Boston Science Museum, uno de los centros científicos más grandes y visitados del mundo.

Planes de estudio del siglo XIX

A finales del siglo XIX, Estados Unidos dejó fuera de los planes de estudio la ingeniería y la tecnología. En aquella época, la mayoría de niños del mundo occidental crecía en granjas y no había necesidad real de enseñar esas disciplinas. Además, las universidades inglesas de Oxford y Cambridge, que lideraban el mundo educativo, también estaban en contra de cualquier educación basada en la práctica. En 1995, comenzó un importante cambio: Miaoulis encabezó un comité para revisar los planes de estudio de primaria y secundaria en el estado de Massachusetts: se decidió que a partir de los cuatro años los niños debían no solo aprender matemáticas y otras disciplinas básicas, sino también nociones de ingeniería.

En 2004, Miaoulis lanzó el National Center for Technological Literacy (NCTL) para mejorar el conocimiento de la ingeniería en personas de todas las edades y para inspirar a los ingenieros y científicos del futuro. 86.000 profesores y 8 millones de estudiantes se han beneficiado de esta iniciativa. En la actualidad, la ingeniería ya es parte del plan de estudios de Estados Unidos. La consecución de este logro se ha basado en una sólida argumentación: no saber cómo funcionan las cosas que le rodean convierten a esa persona en un analfabeto tecnológico.

Además, la ingeniería ofrece un medio adecuado para introducir el aprendizaje basado en proyectos y la resolución de problemas en la clase; al aprender esta metodología, los niños pueden luego aplicarla a otras disciplinas e incluso a su vida personal, opina Miaoulis. Impartida de forma divertida, la ingeniería hace más interesantes las matemáticas, sobre todo cuando hacia los 12-13 años el interés mengua notablemente en muchos niños.

La ingeniería ofrece un medio adecuado para introducir el aprendizaje basado en proyectos y la resolución de problemas en la clase

También es necesario corregir la visión negativa que tiene gran parte de la sociedad sobre los ingenieros: en Estados Unidos, muchos piensan que son personas que reparan algo, sin más, mientras que los héroes del momento son los médicos y abogados, fenómeno que se está trasladando a Europa, advierte Miaoulis en las jornadas STEAM Barcelona. “Si la ingeniería se enseña bien a edades tempranas, los niños entenderán bien qué es y algunos la elegirán como carrera”, sentencia.

¿Y cómo motivar a los niños en los estudios STEM? El trabajo colaborativo es algo habitual en los métodos de enseñanza modernos. El proyecto Edutopia va más allá y defiende el aprendizaje basado en la creación de proyectos y una buena dinámica entre profesores y alumnos, según comentó en las jornadas Cindy Johanson, directora de Edutopia, del George Lucas Educational Foundation, en Estados Unidos. El aprendizaje basado en proyectos conecta al alumno con los problemas reales de la comunidad, permite focalizar el aprendizaje y buscar soluciones para aplicarlas a esos problemas, facilita la colaboración constructiva entre alumnos y admite una valoración de los proyectos por parte de la comunidad educativa y familiar, opina Johanson.

Brecha de géneros

Atraer a las chicas hacia carreras STEM es harina de otro costal. Se ha constatado un mayor interés, pero todavía no es suficiente. Una encuesta realizada en los países de la OCDE puso de manifiesto que solo el 5% de las mujeres estudian ciencias, ingeniería o matemáticas. A pesar de poseer un pensamiento científico, las chicas no tienen confianza en sus posibles habilidades. El informe Pisa de 2015 muestra también la brecha existente entre géneros y cómo persiste la influencia cultural. Al alcanzar los 15-16 años de edad, los alumnos deben manejar información que les permita elegir el camino profesional. Las chicas indagan más por Internet las particularidades de una carrera que los chicos; sin embargo, en la decisión final pesan mucho las influencias culturales y familiares.

La falta de interés de las mujeres por la ciencia y por la formación STEM es un mito, según sostiene Gail Cardew, responsable de comunicación y educación científica y política de la Royal Institution del Reino Unido. Estudios como “Not for people like me?”, de Averil Macdonald, ponen de manifiesto que las familias no han descubierto el potencial que tienen las mujeres. En particular, las madres deberían estar contentas de que sus hijas hagan una carrera de ciencias o ingeniería porque también pueden ser felices con estos estudios.

Impartida de forma divertida, la ingeniería hace más interesantes las matemáticas, sobre todo cuando hacia los 12-13 años el interés mengua

“Con las STEM se adquieren unos conocimientos y unas habilidades que van más allá de la profesión; son conocimientos que van a acompañar a la persona a lo largo de la vida, un aprendizaje que aportará habilidades, se haga lo que se haga”, afirma Cardew, que no se muestra a favor de la discriminación femenina positiva: “Es una tirita para tapar otro problema mayor”. Para ayudar a potenciar las posibilidades del conocimiento científico, la Royal Institution elabora materiales educativos: desde un canal en Youtube para divulgar la ciencia a ExpeRimenta, una colección de vídeos para que padres sin educación en las STEM que tienen hijos en primaria y secundaria se interesen por estas disciplinas e incluso puedan convertir la casa en un pequeño laboratorio para transmitir conocimientos a sus retoños.

Un parque infantil es un lugar mágico en el que los niños interactúan, aprenden a desarrollar la creatividad y a resolver conflictos. ¿Se puede conseguir algo similar con el mundo digital? Marina Umaschi Bers, Profesora de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos, trabaja en el desarrollo de tecnologías de patio infantil digital. “Deben permitir lo mismo que el patio convencional: que los niños puedan solucionar problemas, que sean creativos, diseñadores e investigadores, que comuniquen, que creen en lugar de consumir, que realmente sean productores”, explicó en las jornadas STEAM Barcelona.

Junto con el MIT Media Lab ha desarrollado la aplicación gratuita para tabletas Scratch Jr, que permite a los niños de entre 5 y 7 años aprender a programar en una tableta. “Es una nueva alfabetización”, dice Umaschi Bers. Saber codificar ayuda a los chavales a entender cómo estas herramientas les pueden enseñar a aprender cosas nuevas: “La programación permite pensar de forma lógica, sistemática y abstracta”, añade. Pero el patio digital requiere de otro elemento, la robótica. Su robot Kibo triunfa en los parvularios porque los niños pueden construirlo incluso con materiales reciclados y programarlo en colaboración para realizar todo tipo de proyectos.

‘Hackear’ la educación

Muchos educadores tratan de identificar cómo será el futuro. En cambio, conocer bien la situación real actual es el mejor camino para hackear, transformar la educación, opina David Cuartielles, ingeniero de telecomunicaciones, director del Laboratorio de Prototipos de la Universidad de Malmö y cofundador de la plataforma de código abierto Arduino. “Se nos ocurrió hacer un sistema que nos permitiera empezar rápidamente a trabajar con la electrónica a un precio razonable”, explicó en las jornadas. Se ha de tener en cuenta que la inventiva de los alumnos está limitada por los escasos recursos económicos y tecnológicos de la enseñanza formal; con Arduino, los jóvenes pueden definir, crear y publicar por sí mismos sus ingenios.

La programación permite pensar de forma lógica, sistemática y abstracta, pero hay otro elemento necesario: la robótica

Bajo el proyecto Creative Technologies in the Classroom (tecnologías creativas en el aula), David Cuartielles desarrolla el programa Impulsem la robòtica, que realiza con la Fundación Bancaria “La Caixa” para el sistema educativo formal. La intención es crear proyectos colaborativos en los que los alumnos aprendan programación, electrónica y mecánica a través de la experimentación directa; sin embargo, la falta de experiencia en programación de buena parte del profesorado de tecnología ha hecho necesario formarlos previamente.

En este proyecto han participado 50 centros educativos a través del entorno de programación CTC y equipos de control con Arduino. En este programa han intervenido el Cesire-AulaTec, el Citilab y otros investigadores que siguen el proceso de este programa a través del proyecto europeo PELARS.

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