Ciencia, Tecnología, Emocionalidad, Arte y Matemáticas: Un aprendizaje interdisciplinar mediado por el método STEAM Science, Technology, Emotionality, Art and Mathematics: An Interdisciplinary learning mediated by the STEAM method

Introducción

Durante los últimos años, el mundo ha tenido grandes cambios de carácter económico, político, cultural y tecnológico, los cuales le permiten al ser humano afrontar una serie de retos en los cuales las necesidades de supervivencia varían constantemente, porque proponen una renovación paulatina de diversos aspectos de desarrollo y de evolución, entre estos, la educación. El proceso formativo de los ciudadanos se ha permeado de una variedad de metodologías activas, las cuales aportan elementos pedagógicos con miras al desarrollo de competencias comunicativas, emocionales y sociales. Teniendo en cuenta los fines de la educación, se busca que los ambientes formativos logren una integralidad en el estudiante, a partir de la puesta en práctica de herramientas para afrontar un mundo cada vez más competitivo y tecnificado (Acevedo, 2020).

El enfoque STEAM vincula en la actualidad cinco áreas del saber (Ciencias, Tecnología, Ingeniería, Artes y Matemáticas); no obstante, centrada en esta metodología y sin restarle importancia, se ha decidido, para esta investigación, modificar la sigla en inglés del campo de la ingeniería engineering a emotional o educación emocional. Este último proceso es uno de los grandes retos de los programas escolares, junto con la resolución de problemas, pues como lo manifiesta Verdugo (2021) , se requiere de la educación emocional desde las primeras edades, ya que permite el reconocimiento de las emociones individuales, el desarrollo de habilidades sociales y la resolución asertiva de conflictos.

Estos elementos transversales influyen de manera significativa en el aprendizaje, en la motivación y en el rendimiento académico, por lo tanto, se hace necesario que los currículos fomenten la inteligencia emocional, basada en la manera adecuada de relacionarse consigo mismo y con los demás (Fernández y Ruiz, 2008), de allí que la propuesta se denomine Ciencia, Tecnología, Emocionalidad, Arte y Matemáticas.

Dentro de las posturas teóricas para la consolidación de la propuesta de investigación se tomaron como base documentos desde tres diferentes vertientes: pedagógicas, curriculares y metodológicas. En primer lugar, se utilizaron las teorías educativas que sustentan la investigación desde el modelo pedagógico constructivista (Barreto et al., 2006). Luego, para la construcción del diseño curricular base, se hizo una revisión de los lineamientos curriculares colombianos vigentes de las cinco áreas del saber vinculadas, establecidos por el Ministerio de Educación Nacional y se instauraron los procesos asociados a la resolución de problemas; estos documentos fueron: para Ciencias y Matemáticas los Estándares Básicos de Competencias y Derechos Básicos de Aprendizaje (Ministerio de Educación Nacional, 2006, 2015, 2017); y para Tecnología, Emocionalidad y Artes, las Orientaciones Básicas y Pedagógicas (Ministerio de Educación Nacional, 2004, 2008, 2010).

En el ámbito metodológico se tomaron como referencia investigaciones sobre técnicas activas de enseñanza, particularmente las asociadas con el método STEAM, sus bases teóricas y sus aportes a la educación (Soto et al., 2022), en los aspectos del aprendizaje interdisciplinar (Coria, 2005), el trabajo cooperativo (García, 2012), la formación emocional (Verdugo, 2021) y la resolución de problemas (Aguirre, 2016). Las investigaciones consultadas aportaron elementos metodológicos, didácticos y pedagógicos que contribuyeron a reflexionar sobre la necesidad de transformar los currículos escolares fragmentados, y a consolidar una propuesta didáctica modelo de integración disciplinar, en la cual se pondrán en juego competencias teóricas y prácticas vinculadas con cada una de las áreas del saber en la resolución de situaciones-problemas relevantes para los estudiantes.

Metodología

La investigación se realizó durante el segundo semestre del año 2023, mediante un enfoque cuantitativo. Participaron 160 estudiantes de grado séptimo, de la jornada tarde del Colegio Marruecos y Molinos I.E.D, con edades entre los 11 y los 15 años. La técnica que se implementó fue la de recolección física de datos a partir del instrumento construido, denominado Cuestionario de percepción sobre implementación de la propuesta interdisciplinar. El instrumento constó de 27 ítems, a manera de afirmaciones, con una escala de respuesta tipo Likert (totalmente en desacuerdo, en desacuerdo, de acuerdo y totalmente de acuerdo), que se organizaron en las dimensiones del aprendizaje cooperativo, la formación emocional y la resolución de problemas.

Se realizó un proceso de validación, a cargo de expertos, del instrumento de recolección de información; se llevó a cabo una prueba piloto con 30 estudiantes y se calculó el Alfa de Cronbach, con un valor de 0,70. El trabajo de campo de la investigación estuvo demarcado inicialmente en la formulación de un diseño curricular que consolidara las competencias necesarias para un aprendizaje interdisciplinar, tomando como base el contexto de los estudiantes, los documentos curriculares y el enfoque STEAM.

Posteriormente, se construyó y se implementó la propuesta didáctica por parte del docente investigador (Anexo 1), en la cual se establecieron diversas actividades enfocadas en los tópicos generativos de interés y las habilidades propositivas de los estudiantes. Adicionalmente, para fortalecer el aprendizaje interdisciplinar de los estudiantes, se planteó una ficha de síntesis (Anexo 2), un instrumento de gran utilidad dentro del proceso; este documento permitió consolidar, de manera global, lo adquirido por cada grupo mediante el aporte colectivo, es decir, una estrategia que permitió articular interdisciplinarmente el aprendizaje. Las fases de la investigación se pueden evidenciar en la Figura 1.

Figura 1: Fases del trabajo de campo

Resultados

En la implementación de la propuesta se presentaron situaciones en el aula que permitieron obtener insumos importantes para la investigación. A continuación, se presentan los resultados obtenidos en la aplicación del instrumento de percepción de los estudiantes, realizando una reflexión en torno a las dimensiones de estudio (aprendizaje cooperativo, formación emocional y resolución de problemas) y mostrando algunas de las evidencias de aprendizaje construidas por los aprendices en las sesiones de clase.

Aprendizaje cooperative

La organización de las sesiones de clase se estableció a partir de la consolidación de grupos de trabajo, en los cuales cada integrante tenía un rol disciplinar diferente (científico, tecnológico, emocional, artístico y matemático). Durante la implementación de la propuesta y distribuidos alrededor del salón, se registraron algunos escenarios en el aula de clase que consolidaron ciertas apreciaciones en torno al aprendizaje cooperativo. En primer lugar, y como se evidencia en los porcentajes obtenidos en los ítems 1, 3 y 6, de la Tabla 1, los estudiantes mostraron agrado por trabajar en grupo, esto debido a la monotonía de las actividades de los demás espacios académicos en donde el aprendizaje se fomenta de manera individual, imposibilitando, de paso, la comunicación y la socialización.

Tabla 1: Respuestas a ítems de dimensión Aprendizaje cooperativo

De los anteriores resultados se destaca la aceptación que tuvo la metodología del trabajo cooperativo en el aula, pues aspectos como la comunicación, el aporte disciplinar (ítems 2 y 5), la obtención del logro (ítem 7) y la autoevaluación (ítem 8) fueron valorados satisfactoriamente por los estudiantes, mostrando la necesidad de reformular las prácticas educativas en las cuales el conocimiento se obtiene de manera individual y no colectiva.

No obstante, aunque la aceptación sobre el aprendizaje cooperativo fue significativa, unas de las respuestas también muestran que algunos estudiantes prefieren trabajar de manera individual, esto debido a que están poco acostumbrados a este tipo de colaboración al no encontrar un ritmo de trabajo similar. En esta línea, la estructura de los sistemas formativos, particularmente de la concepción del aprendizaje y de la evaluación educativa, está fundamentada desde el sujeto y no desde la sociedad.

Formación emocional

Durante las clases, se fortaleció el componente emocional, iniciando con rutinas de meditación y de reflexión que llevaran a los estudiantes a un espacio de calma. Lo anterior se consideró como un aspecto positivo dentro de la propuesta, ya que los aprendices expresaron verbalmente en la clase, que no tenían estos momentos en otras asignaturas y que dentro de sus actividades cotidianas no lo ponen en práctica.

Al consolidar, en la Tabla 2, las respuestas de los estudiantes sobre sus concepciones en torno a la propuesta, asociadas a la formación emocional, se puede evidenciar una aprobación en cuanto a este factor del aprendizaje interdisciplinar, no solamente en lo individual sino en su comportamiento e impacto grupal. Gran parte de los aprendices involucraron a su proceso de formación, elementos tales como el reconocimiento, la caracterización y las implicaciones de las emociones; adicionalmente, en los ítems 9, 13 y 15 se muestra un nivel positivo en cuanto a la motivación y sus implicaciones dentro del aprendizaje.

Estos resultados se convierten en un insumo fundamental para que los docentes reflexionen sobre sus prácticas y puedan establecer una relación entre el aprendizaje, la emocionalidad y el contexto, pues como señala Verdugo (2021), nutrir diariamente la formación emocional de los ciudadanos es el engranaje de todo acto educativo y, por ende, del crecimiento humano. Como se evidencia en los ítems 10, 11 y 12, y en los enunciados 14 y 16, se muestra un interés de los estudiantes por conocer más acerca de la emocionalidad, ya que es la base, no solamente de su rendimiento académico, sino también de su desarrollo como ciudadano.

Tabla 2: Respuestas a ítems de dimensión Formación emocional

Resolución de problemas

En la educación, la resolución de problemas señala la necesidad de vincular estrategias propositivas en las actividades de aprendizaje en un contexto específico. Esta afirmación es válida ya que, dependiendo del problema, el entorno y la estrategia de solución, se requerirá que los estudiantes desarrollen diversas competencias disciplinares tanto prácticas como teóricas, que converjan en la consolidación de una propuesta eficaz de solución y fortalezcan la pertinencia y la utilidad del conocimiento (Tamayo, 2011).

Estas reflexiones se relacionan directamente con las respuestas de los estudiantes frente al aspecto formativo de la resolución de problemas, pues como se evidencia en los primeros ítems de la Tabla 3, se tiene una concepción positiva e importante sobre este tópico. Este componente propositivo se convierte en una de las herramientas educativas para comprender la realidad mediante las situaciones propuestas y formular alternativas de solución.

Tabla 3: Respuestas a ítems de dimensión Resolución de problemas

Las respuestas de los últimos reactivos del cuestionario permiten identificar una visión aplicativa de las disciplinas dentro del aprendizaje, pues al presentarse de manera práctica, adquieren un nivel alto de importancia para el estudiante al tener un componente no tan teórico, pero sí de utilidad para la resolución de problemas.

Tanto las ciencias, como la tecnología, la emocionalidad, las artes y las matemáticas aportan al proceso formativo de los estudiantes una serie de habilidades que no se desarrollan con la ejercitación de algoritmos, la aplicación de una prueba escrita o la presentación de un dibujo; las disciplinas fueron creadas como formas de entender el mundo y en su evolución se requiere de esa nueva visión educativa.

Para cerrar este apartado, se presentan en la Figura 2 algunas de las evidencias de aprendizaje de los estudiantes, en las cuales se exponen alternativas de solución de los tópicos generativos. En la parte izquierda se muestran unas construcciones para el cuidado ambiental, para tal fin, los estudiantes crearon un boceto en papel y luego lo representaron con el material concreto, asignándole nombre y características. En el lado superior derecho se encuentran situaciones presentadas con el trabajo de los estudiantes con las Micro:bits, herramienta brindadas por el British Council en su convenio con la Secretaría de Educación Distrital. Con esta actividad se buscó capacitar a los estudiantes en los comandos básicos de la programación a partir del tópico generativo de la salud física.

Figura 2: Evidencias de aprendizaje de los estudiantes

En las imágenes inferiores se plantearon propuestas hacia la resolución asertiva de conflictos a partir del arte, la reflexión sobre el uso adecuado de las redes sociales y la publicación en Facebook de algunos de los algoritmos de multiplicación desarrollados por diferentes culturas, aprendidos por los estudiantes y dirigidos por el docente.

Discusión

La tradicionalidad de los currículos educativos y las metodologías pasivas de enseñanza siguen siendo factores limitantes en la formación integral de los estudiantes, porque, como plantea Albadán (2016), fragmentan el conocimiento a simples reglas conceptuales, descontextualizadas y poco acordes a las necesidades del siglo XXI. El proyecto de investigación comenzó con la identificación del problema centrado en la fragmentación del conocimiento, identificado por Ruiz (2017) , Sánchez (2018) , Acevedo (2020) , Castro (2020) , García y García (2020) y Santillán (2020) , y que data de las primeras civilizaciones en las que se establecieron diversas disciplinas del saber, dependiendo de los aspectos sociales, culturales, políticos y económicos de la época.

Años después, esta concepción diferenciada sigue permeando notoriamente los currículos escolares, estableciendo una serie de asignaturas obligatorias que deben cursar los estudiantes y cuyas temáticas, dependiendo de sus edades, necesidades y habilidades, van complejizándose a lo largo del tiempo.

Una vez que se realizó la implementación de la propuesta, se reconoce que las evidencias de aprendizaje de los estudiantes de grado séptimo, de la jornada tarde, del Colegio Marruecos y Molinos, son de mayor calidad, tanto en su forma como en su fondo, cuando se llevan más allá de una actividad escrita. Esto se evidenció en el proceso de evaluación descrito en el anexo 1, además de los registros visuales de los entregables.

Aunque es importante la producción textual, las actividades de construcción y proposición, a través del material manipulativo, juegan un papel motivador dentro de los procesos de aprendizaje, pues siguiendo a García y García (2020) , el estudiante toma decisiones sobre la presentación de su producción, por ende, fomenta la autonomía y la creatividad de quien se está formando. Este proceso debe estar acompañado y guiado constantemente por el docente pues los aprendices no cuentan con autonomía suficiente y requieren del fortalecimiento de competencias propositivas, argumentativas y cooperativas, por lo tanto, en el diseño curricular, los profesionales de la educación deben diseñar sus propuestas con sus saberes pedagógicos, metodológicos y didácticos, haciendo partícipes directos a los estudiantes (Olaya y Escobar, 2021).

Al analizar los resultados obtenidos del diseño, la implementación y la evaluación de la propuesta interdisciplinar, se puede afirmar que su impacto en los estudiantes de grado séptimo, de la jornada tarde, del Colegio Marruecos y Molinos I.E.D., fue positivo, esto debido a la metodología innovadora que acercó más al aprendiz con su entorno (Greca et al., 2021). Se estableció una serie de problemáticas por abordar y unas áreas del saber que promovieran el fortalecimiento de las competencias argumentativas y propositivas en los estudiantes a partir de tres componentes del aprendizaje interdisciplinar.

El aprendizaje cooperativo se convierte en un aspecto importante dentro de los entornos formativos de la actualidad, pues devela la necesidad de transformar los modelos evaluativos individuales y escritos, por instrumentos que pongan en práctica el conocimiento a nivel colectivo, propiciando el bien común, la comunicación asertiva y el respeto por la opinión del otro (Mendoza, 2020).

La implementación de la propuesta interdisciplinar generó espacios de aprendizaje con la incorporación de elementos de las metodologías activas de enseñanza. Los resultados obtenidos estuvieron directamente relacionados con el marco teórico y los estudios empíricos consultados (González, 2020).

En el marco conceptual se establecieron algunos puntos de referencia que sirvieron como eje estructural de la propuesta interdisciplinar, empezando con el Constructivismo, como teoría pedagógica, en la cual el estudiante construye su propio conocimiento, a partir de la interacción con el entorno, y esto le permite generar diversas estrategias para la consolidación de estructuras cognitivas.

En segundo lugar, el método STEAM, como lo concluyen Sánchez (2018) y el Ministerio de Educación Nacional (2018), es una propuesta educativa que brinda una visión no fragmentada de los procesos formativos, fomentando la integración de diversas disciplinas que converjan en competencias necesarias en las nuevas generaciones, como lo son la resolución de problemas, el trabajo cooperativo, la innovación, el uso de la tecnología, la emocionalidad y el avance científico (Yakman, 2008; Verdugo, 2021).

Dentro de las limitaciones de la investigación se identificaron los tiempos establecidos para la ejecución de la propuesta, ya que a pesar de que se contó con dos horas y treinta minutos para la realización de las sesiones con cada curso, el tiempo fue limitado por la cantidad de momentos establecidos para tal fin. Así mismo, hubo carencia de recursos tecnológicos, pues al ser la propuesta una integración de diversas áreas del conocimiento, debía contar con instrumentos propios que aportaran a la conceptualización del tópico que se estaba desarrollando.

Las áreas STEAM fueron un referente tomado en cuenta para describir el problema de investigación de la fragmentación, sin embargo, la necesidad de incorporar otros saberes como el lenguaje, los deportes, la música, etc., permitieron ver el conocimiento como un todo, en el que los elementos de cada una de las disciplinas aportaron conjuntamente en el aprendizaje interdisciplinar de los estudiantes.

Esta propuesta de innovación interdisciplinar hace parte de la línea de investigación de Didáctica y Evaluación Educativa, pues sus contribuciones dan cuenta del diseño, la ejecución y la valoración de metodologías que permiten el mejoramiento de los procesos de enseñanza y aprendizaje, considerando aspectos de innovación fundamentales para la consolidación de currículos más flexibles y adaptables a las realidades de la sociedad.

No obstante, ya que la investigación se articuló bajo una metodología interdisciplinar, se identificó que otras líneas de investigación pueden aportar elementos para su estudio porque se involucraron aspectos como las políticas educativas, la tecnología en el campo formativo y la salud mental en la educación. Una nueva línea de investigación se podría consolidar desde las bases de la interdisciplinariedad, estableciendo diversos enfoques en los cuales la convergencia de saberes sea el punto de inicio de futuros proyectos de investigación.

Conclusiones

La propuesta interdisciplinar Ciencia, Tecnología, Emocionalidad, Artes y Matemáticas se presenta como un modelo metodológico innovador de enseñanza y aprendizaje, en el cual se toma como punto de partida el contexto de los estudiantes, los documentos curriculares vigentes, y los elementos particulares de cada una de las disciplinas del conocimiento que la componen.

Las áreas STEAM juegan un papel importante en la innovación, porque establecen un puente entre el conocimiento y la realidad, pero no desde un parámetro forzado, sino que se estructuran y se involucran en los procesos de aprendizaje, a partir de las necesidades que surjan, para este caso, los tópicos generativos. Se puede decir entonces, que las disciplinas que componen la propuesta se presentan como herramientas que vinculan la teoría con la práctica, teniendo en cuenta sus conceptos, reglas y procedimientos, todos encaminados hacia la resolución de problemas.

Por su parte, la emocionalidad se convierte en un tipo de inteligencia clave en la formación de ciudadanos, esto debido a los altos índices de agresión y suicidios presentes en los contextos escolares y en las ciudades. Aspectos como el reconocimiento de las emociones, su identificación e implicaciones hacia sí mismo y con los demás son procesos que deben estar alternados con las habilidades y destrezas cognitivas, posibilitándole a los educandos fortalecerse de manera integral, adquiriendo elementos que les permitan reconocerse como seres humanos para, posteriormente, entender y comprender a los demás.

Este proceso es complejo, ya que se vive en sociedades hostiles y cada vez más individualistas, no obstante, la educación, como matriz formadora, a la par con la familia, debe integrar este tipo de prácticas a sus currículos, bien sea mediante la capacitación a sus docentes en el campo emocional, para poderlo transmitir adecuadamente, o con expertos que apoyen dichas iniciativas de manera continua y sistemática.

Finalmente, al presentar una serie de actividades secuenciadas que dan cuenta de los objetivos planteados, la propuesta interdisciplinar se convierte en un punto de partida para la transformación curricular, así como también en una carta de navegación para los docentes de diferentes áreas del conocimiento, que desean innovar en sus aulas.

Los procesos de diseño, implementación y evaluación descritos en este artículo, muestran diversas contribuciones al uso del material concreto, a las metodologías activas y a la restructuración de los elementos curriculares, en el marco de la integración de saberes