¿CÓMO SE PRESENTARÁ LA EDUCACIÓN EN CIENCIA,

TECNOLOGÍA, INGENIERÍA Y MATEMÁTICAS (STEM) EN CINCO

AÑOS O ANTES?

Richard M. Felder Rebecca Brent

Profesor Emérito de Ingeniería Química Presidenta, Education Designs, Inc.

Universidad Estatal de Carolina del Norte Cary, Carolina del Norte EE. UU.

Correo e.: rmfelder@mindspring.com Correo e.: rbrent@mindspring.com

Sitio Web: <www.ncsu.edu/effective_teaching>

Por muchos años han existido presiones para reformar la educación STEM (Ciencia, Tecnología,

Ingeniería y Matemáticas, por sus siglas en inglés) en los Estados Unidos; sin embargo, en los

últimos años ha surgido una serie de presiones particularmente intensa al respecto:

● El interés de los estudiantes de secundaria en la educación STEM comenzó a disminuir y

continuó decayendo, dando lugar a preocupaciones sobre el número de personas que se

graduarán en las disciplinas de STEM: ¿serán estas suficientes para satisfacer las

necesidades nacionales?

● Los empleadores de los graduados de STEM se quejan de que los profesionales

contratados últimamente tienen buenas habilidades técnicas, pero carecen de otras

habilidades como el pensamiento crítico, el pensamiento creativo, la comunicación oral y

escrita, además del trabajo en equipo.

● Una amplia investigación ha demostrado que la enseñanza tradicional basada en

disertaciones no es particularmente eficaz en la promoción del aprendizaje y el desarrollo

de actividades de alto nivel.

● Estados Unidos, Europa y todos los países que se han adherido al Acuerdo de

Washington han adoptado sistemas basados en resultados de los programas de evaluación

que cambia el enfoque de documentar lo que se ha enseñado hacia el enfoque de evaluar

lo aprendido por los estudiantes.

● La educación en línea, que incluye los cursos en línea masivos y abiertos (MOOC, por

sus siglas en inglés), se torna cada vez más competitiva frente a la enseñanza presencial

tradicional, tanto para promover el aprendizaje como para mantener bajos costos.

● La globalización y los avances tecnológicos significan que muchos trabajos realizados

hoy en día por ingenieros y científicos se harán en el futuro ya sea por computadoras o

por personas en países con costos laborales más bajos. Para ser competitivos, los futuros

ingenieros y científicos necesitarán estar dotados de las habilidades que ahora carecen; es

decir, pensamiento crítico y creativo, comunicaciones, conocimiento de lenguas y

culturas extranjeras.1

Han surgido respuestas para estas presiones en la comunidad educativa STEM, si bien el

progreso del cambio ha sido lento. Si usted camina por el pasillo de un edificio en la mayoría de

universidades y observa algunos salones de clase de STEM elegidos al azar, probablemente

2

encuentre aún docentes desarrollando los mismos temas que se enseñaban hace tres a cuatro

décadas y de la misma manera en que se dictaban en ese entonces. Aunque esto no sucede en

todas las aulas. Como consecuencia de todas las presiones anteriormente detalladas, muchos

cursos se enseñan ahora de manera diferente, dando lugar a que dos escuelas de pensamiento que

compiten en la enseñanza STEM: la educación tradicional, que ha dominado la educación

STEM por lo menos durante medio siglo, y la educación alternativa o emergente.

En la presente conferencia, proponemos contrastar estas dos posiciones. Para cada uno de

los varios aspectos de la enseñanza y evaluación de un curso, revisaremos en primer lugar lo que

se ha hecho tradicionalmente (designada con la letra T) y luego presentaremos nuestra visión

desde el paradigma emergente (designado con la letra E). La conferencia se enfocará en cuatro

preguntas:

1. ¿Cómo deben estructurarse los planes de estudios STEM?

2. ¿Cómo deben desarrollarse las clases?

3. ¿Quién debe enseñar?

4. ¿Cómo debe prepararse el docente?

¿Cómo deben estructurarse los planes de estudios?

T: Deductivo (Fundamentos → Aplicaciones). Se inicia el primer año con matemática elemental

y ciencias; en los años 2 y 3 se enseña cursos más avanzados enfocándose en la teoría y

modelización matemática; y en el último año se abordan problemas científicos realistas,

además de proyectos y aplicaciones en el “mundo real”.

E: Integrado. Se inicia desde el año 1 con proyectos y aplicaciones en el mundo real, además se

lleva las matemáticas y las ciencias al contexto de los problemas y proyectos.

La organización tradicional es lo que podría llamarse el enfoque educativo “confía en mí”, a

modo de decir “quizá no tengas la menor idea ahora de por qué te estoy enseñando todas

estas fórmulas y algoritmos, pero créeme, dentro de uno o cuatro años, o después de

graduarte, verás lo importante que son”. Como cualquier experto en aprendizaje te dirá, “esto

te será útil algún día”; pero esa expresión resulta ser ciertamente muy poco motivadora para

el aprendizaje.

T: Los planes de estudio y los cursos enfatizan contenidos (hechos, fórmulas, algoritmos).

E: Los planes de estudio y cursos equilibran contenidos, competencias y actitudes:

− contenido tradicional

− pensamiento crítico y creativo

− solución y formulación de problemas

− trabajo en equipo, comunicación

− deontología y ética profesional

3

T: Los cursos son compartimentados (no hay ninguna conexión con otros cursos, inclusive si

ellos tienen una relación próxima) y los desarrolla un profesor en particular.

E: Los cursos están integrados horizontalmente a través de materias y disciplinas, y

posiblemente son desarrollados por un grupo de profesores.

¿Cómo deben desarrollarse las clases?

T: Contenidos determinados por el sílabo (“Incluiré…”)

E: Contenidos determinados por los objetivos de aprendizaje (“El estudiante será capaz de…).2

Definir lo que los estudiantes serán capaces de hacer (definir, explicar, calcular, deducir,

resolver, criticar, formular, diseñar…) y luego preparar disertaciones, actividades en clase,

asignaciones, proyectos e investigaciones para abordar aquellos objetivos hace que los cursos

sean mucho más efectivos que con el enfoque tradicional.

T: Método deductivo. El profesor presenta los principios básicos y las teorías, luego deduce las

fórmulas y algoritmos, luego presenta las aplicaciones, posteriormente asigna trabajo a los

estudiantes.

E: Método Inductivo. El profesor presenta un problema, y luego la clase alterna entre la

presentación del profesor y actividades de los estudiantes que abordan tal problema. Las

variaciones del aprendizaje inductivo incluye la investigación guiada, aprendizaje basado en

problemas y aprendizaje basado en proyectos. 3

T: Conferencias continúas. Toda actividad en clase desarrollada por el profesor en aulas que no

son laboratorios (conversatorios, redacción, proyección de diapositivas, ocasionalmente

formulación de preguntas).

E: Aprendizaje activo. La actividad durante todos los cursos es compartida entre el profesor y los

estudiantes (discusión, explicación, puesta en común, cuestionamiento, reflexión, uso de

computadoras).4

Miles de estudios de investigación han demostrado que en lo pertinente al desarrollo de

clases, el aprendizaje activo conduce a logros de aprendizaje superiores tanto en las

competencias técnicas como en las profesionales.5 También es más agradable tanto para

estudiantes como para profesores.

T: Las tareas y exámenes en la mayoría de las clases solo comprenden problemas de respuesta

única.

E: Las tareas y exámenes en todas las clases comprenden problemas convergentes, problemas

divergentes (composición abierta), resolución de problemas, explicación de conceptos

complejos, formulación de problemas.6

4

T: Las tareas solo se hacen individualmente.

E: Algunas tareas se realizan individualmente, algunas cooperativamente (contemplando

medidas que aseguren la responsabilidad individual por todo el trabajo).7

T: Evaluación del docente basado en la calificación del estudiante.

E: Evaluación del docente basado en la calificación del estudiante, evaluación de los pares,

autoevaluación, y evaluación de lo que aprenden los estudiantes.7

T1: Cursos desarrollados por profesores mediante conferencias en aulas o auditorios del recinto

educativo.

.

T2: Cursos desarrollados por profesores que se encuentran fuera del recinto educativo mediante

teleconferencias por computadora.

E: Cursos desarrollados utilizando segmentos cortos de videoconferencias (no ponencias

completas), tutoriales multimedia interactivos y otras estructuras basadas en la tecnología,

incluyendo los cursos en línea masivos y abiertos (MOOC).

La tecnología educativa es una espada de doble filo. Enriquece la educación en la medida

que promueva la actividad y la interactividad (como en E); le resta valor a la educación en la

medida en que no promueva la actividad y simplemente interpone barreras adicionales entre

el docente y los estudiantes (como en T2).8

No hay que ignorar a los cursos en línea masivos y abiertos que pueden llegar a millones de

personas, ofrecer los mejores docentes, lograr resultados de aprendizaje tan buenos como en

la mayoría de las clases presenciales (siempre y cuando utilicen debidamente la tecnología

interactiva); además, pronto otorgarán grados académicos a costos mucho más bajos que las

universidades tradicionales. Con el tiempo sacarán del negocio a algunas (y posiblemente a

muchas) universidades tradicionales.

¿Quién debe enseñar?

T: Doctores, especializados en investigación en las fronteras del conocimiento.

E: Personas que pertenezcan a una o más de las tres categorías siguientes:

− Investigadores dedicados a la investigación aplicada e investigación de frontera.

− Profesionales en ejercicio. Los ejemplos se encontrarían en aquellas personas que han

pasado años en la industria y pueden servir de modelos de roles profesionales para los

estudiantes.

− Docentes especializados. Además de ser distinguidos docentes de aula, estas personas se

mantienen actualizadas sobre pedagogía moderna y la investigación en aula, y actuarían

como tutores de educación y evaluadores pares de sus colegas.

5

Todos ellos cumplen por igual funciones académicas importantes y, deben ser consideradas

legítimas trayectorias de carrera de los docentes con las mismas oportunidades en su ejercicio

y promoción. Los profesionales en ejercicio y los docentes especializados no necesitarían

tener Doctorado.

¿Cómo debe estar preparado el docente para enseñar?

T: Sin preparación.

E: Los cursos sobre docencia en las escuelas de posgrado, talleres para docentes, tutorías para

los nuevos miembros docentes y estudiantes de posgrado.9

La enseñanza en la universidad es una profesión altamente calificada, posiblemente la única

profesión en la cual a los practicantes no se les proporciona formación rutinaria antes o

cuando ingresan. La presunción es que si usted conoce una materia, también debe saber

cómo enseñarla. Como habrá podido aprender rápidamente cualquiera que haya asistido a la

universidad, este supuesto es ciertamente deficiente. Un desarrollo docente eficaz y una

formación posgrado eficiente pueden tomar años fuera de la curva de aprendizaje docente.

Preguntas pendientes

1. ¿Podemos darnos el lujo de hacer todo eso?

2. ¿Podemos darnos el lujo de no hacerlo?

Algunas de las prácticas emergentes enumeradas en el presente documento no demandan

recursos para implementarse: por ejemplo, si usted quiere escribir los objetivos de aprendizaje o

utilizar el aprendizaje activo en una clase, usted puede simplemente hacerlo. Otras, tales como

iniciar talleres de desarrollo docente o tutorías para docentes o estudiantes de posgrado, implican

costos, aunque estos costos son generalmente triviales cuando se les ve en el contexto de los

gastos generales de la escuela de ingeniería. Sin embargo, en una época de crisis presupuestal

constante, muchos administradores se muestran renuentes a dedicar más recursos para la

enseñanza adicionales a aquellos recursos que están obligados a asignar, y el desarrollo docente

no es una actividad obligatoria.

Sin embargo, también hay costos asociados a la permanencia en el modo tradicional de

educación; estos pueden ser menos fáciles de cuantificar, pero son sin duda reales y excesivos.

Las universidades tienen cada vez más dificultades para atraer y retener a un número suficiente

de estudiantes en los planes de estudio STEM y cumplir con la demanda de científicos e

ingenieros que se anticipa en los próximos años, y existe también un número creciente de

departamentos en peligro de desaparecer debido a la crítica disminución de inscritos. Sin duda

pocas universidades de prestigio en la investigación serán capaces de continuar atrayendo

estudiantes gracias a su reputación, pero cientos de otras escuelas se verán cada vez más

obligadas a competir en base a las fortalezas de sus programas de enseñanza. Sobrevivirán

aquellas escuelas que puedan describir en sus folletos un entorno educativo (presencial y virtual)

activo, centrado en el estudiante, con alta tecnología, y demostrar tales entornos a sus visitantes;

6

así como aquellas instituciones educativas que capaciten a su plana docente para crear tales

entornos y recompensen a quienes lo hacen de manera exitosa. Las escuelas que no lo hagan,

fracasarán.

Referencias

1. Felder, R.M. (2006). A whole new mind for a flat earth. Chemical Engineering

Education, 40 (2), pp.96–97. < www.ncsu.edu/felder-public/Columns/Flatmind.pdf >

2. Felder, R.M., & Brent, R. Teaching and learning STEM: A practical guide, cap. 2. San

Francisco: Jossey-Bass. < www.ncsu.edu/felder-public/TeachSTEM/TeachSTEM.html >

3. Prince, M., & Felder, R.M. (2006). Inductive teaching and learning methods: Definitions,

comparisons, and research bases. Journal of Engineering Education, 95(2), pp.123–138.

<www.ncsu.edu/felder-public/Papers/InductiveTeaching.pdf >.

4. Felder, R.M., & Brent, R. Teaching and learning STEM: A practical guide, cap. 6. San

Francisco: Jossey-Bass. < www.ncsu.edu/felder-public/TeachSTEM/TeachSTEM.html >

5. Freeman, S., Eddy, S.L., McDonough, M., Smith, M.K., Okoroafor, N., Jordt, H., and

Wenderoth, M.P. (2014). Active learning increases student performance in science,

engineering, and mathematics.” Proceedings of the National Academy of Sciences,

111(23), 8410–8415.

< http://www.pnas.org/content/111/23/8410 >

6. Felder, R.M., & Brent, R. Teaching and learning STEM: A practical guide, Cap. 10. San

Francisco: Jossey-Bass. < www.ncsu.edu/felder-public/TeachSTEM/TeachSTEM.html >

7. Felder, R.M., & Brent, R. Teaching and learning STEM: A practical guide, Ch. 11. San

Francisco: Jossey-Bass. < www.ncsu.edu/felder-public/TeachSTEM/TeachSTEM.html >

8. Felder, R.M., & Brent, R. Teaching and learning STEM: A practical guide, Ch. 7. San

Francisco: Jossey-Bass. < www.ncsu.edu/felder-public/TeachSTEM/TeachSTEM.html >

9. Brent, R., Felder, R.M., & Rajala, S.A. Preparing new faculty members to be successful:

A no-brainer and yet a radical concept,” Proceedings of the 2006 Annual ASEE Meeting.

Washington, DC: ASEE. < www.ncsu.edu/felder-

public/Papers/ASEE06(NewFaculty).pdf >

Universia: Materiales proporcionados por RICHARD M. FELDER y REBECCA BRENT y traducidos por la UNIFE a través de la colaboración de la Mg. Rossana Soriano Vergara, Decana de la Facultad de Traducción, Interpretación y Ciencias de la Comunicación y su Equipo de Docentes. Nuestro agradecimiento por su contribución.