Cómo integrar la ciencia, la tecnología, la ingeniería, las matemáticas el arte y las humanidades en el enfoque STEAM

Cómo intregrar las ciencias en STEAM

Como hemos visto en el módulo anterior, el currículo LOMLOE nos define claramente las líneas STEM tanto en sus competencias como en los perfiles de salida.

Los  perfiles de salida STEM nos hablan de métodos específicamente científicos que deberíamos trabajar en el aula para que nuestro alumnado pueda tener estas habilidades al acabar la primaria y la secundaria. 

En primaria: las competencias STEM 

En secundaria: las competencias STEM 

El método científico  y la indagación científica

El método científico  y la indagación científica son los métodos más adecuado para trabajar las ciencias naturales (biología, física, química) y la ciencias sociales. 

Lo primero que debemos tener claro es que no tenemos que descubrir nada nuevo. Los proyectos que vamos a planterar en el aula deben servir para demostrar de manera empírica cómo funciona la biología, la física y la química según los saberes básicos que  se deben dar en cada curso. También podemos unirnos a proyectos que ya existen de ciencia ciudadana. Pero sí que es importante experimental de aprendizaje y que el alumnado ponga en práctica los conocimientos aprendidos de manera teórica en un experimiento práctico. También es fundamental contextualizar el proyectos en una realidad cercana al alumnado. Es necesario aprender el método científico y sobre todo comprender y automatizar los pasos para poder aplicarlo en nuestro día en situaciones en las que debamos tomar decisiones y así como para entender las decisiones políticas y sociales basadas en evidencias científicas.

El método científico lo podemos aprender de dos máneras:

 PROCEDIMIENTOS GENERALES DE LA CIENCIA
 MÉTODO CIENTÍFICO

En ambas formas la formulación de buenas preguntas de indagación basadas en aprendizajes teóricos profundos de las disciplinas será la base de nuestro aprendizaje por indagación. En un nivel de primaria esas preguntas serán guiadas.

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Recursos

EL Carlee tiene un material didáctico fastástico preparado para docentes y dirigido a desarrollar proyectos científicos que posteriomete puede ser presentados a la feria de ciencias. 

https://www.carleearagon.es/feria-de-ciencias-en-lengua-extranjera-3/

Orientaciones didácticas aquí.

Un materia es este caso, de fromación para docente en  el curso de INTEF  "La investigación científica en el aula, es decir, cómo guiar al alumnado en un proyecto de investigación"

Por otro lado, el Centro de Profesorado Juan de Lanuza tiene un curso en abierto sobre "La indagación en la educación científica" https://cpjlanuza.aeducar.es/course/view.php?id=265

Cómo intregar la tecnología en STEAM

Competencias STEM en primaria y secundaria

En primaria: La tecnología se trabaja en dos planos simultáneos: como herramienta (uso de dispositivos, recursos digitales, programación) y como objeto de reflexión crítica (relación ciencia-tecnología-sociedad, profesiones STEM con perspectiva de género, impacto de los avances tecnológicos en la evolución social).

El Bloque Tecnología y digitalización es una novedad curricular que introduce saberes con continuidad en la ESO en materias como Tecnología y Digitalización. Se divide en dos subbloques. El Bloque B1 (Digitalización del entorno personal de aprendizaje) orienta al uso responsable y eficiente de herramientas digitales: dispositivos, búsqueda y análisis crítico de información, simuladores digitales, visualizadores cartográficos  programas ofimáticos y softwares de introducción a la programación. La tecnología en Ciencias Sociales. La CE.CS.2 exige analizar críticamente las causas y consecuencias de la intervención humana en el entorno "integrando los planos social, económico, cultural, tecnológico y ambiental", lo que sitúa la tecnología como dimensión de análisis social. La CE.CS.4 aborda explícitamente la relación entre ciencia, tecnología y sociedad con visión sistémica, y se vincula con STEM2 y STEM5. El área promueve el uso de herramientas tecnológicas específicas: Sistemas de Información Geográfica, geolocalizadores y programas para representar datos y presentar resultados. La tecnología en Matemáticas. aparece en la CE.M.4. Es la competencia matemática más ligada a tecnología e ingeniería: desarrolla el pensamiento computacional como habilidad matemática, trabajando la organización de datos, descomposición de problemas, reconocimiento de patrones, generalización y creación de algoritmos. Se vincula con STEM1, STEM2, CD1, CD3 y CD5. El currículo de Matemáticas menciona explícitamente el "manejo de las tecnologías digitales" como uno de los aspectos que integra el área, y señala que el uso progresivo de recursos digitales debe impulsarse de forma continua.

El documento señala expresamente que "los proyectos de diseño no solo corresponden con temas vinculados a la ingeniería, sino que pueden abordarse interdisciplinarmente, relacionando otras materias como la Música y Danza, la Educación Plástica y Visual, las Matemáticas y las Ciencias Sociales." (Orden ECD/1112/2022 )

En secundaria:  Desde la LOGSE (Real Decreto 1007/1991) muchas de las prácticas de ingeniería se contemplaban de alguna manera en los objetivos generales de la técnología. En el real decreto se hacía referencia a abordar problemas tecnológicos; diseñar y construir objetos; planificar proyectos; comunicar ideas y decisiones; evaluar la idoneidad de los diseños con una atención expresa a la creatividad, organización, idoneidad, viabilidad, funcionalidad y gestión de recursos. Asimismo, se incluía la dimensión sociológica del desarrollo científico-tecnológico. En la actualidad con la LOMLOE ha empezado a hablar de ingeniería en la descripción de la competencia STEM "La competencia en matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería entraña la comprensión del mundo utilizando los métodos científicos, el pensamiento y representación matemáticos, la tecnología y los métodos de la ingeniería para transformar el entorno de forma comprometida, responsable y sostenible" (Real Decreto 217/2022, p. 41.598).

Metodología

Creación artefactos tecnológicos a partir de recursos naturales y artificiales para lo que se requiere una serie de destrezas y habilidades técnicas así como conocimientos tecnológicos, científicos y matemáticos. También se requiere de conocimientos de diseño así como conocer y atender a las preferencias culturales y estéticas del momento y todo ello debe de conllevar una seria de valores éticos y sociales.  

Por lo tanto y tal como dice la normativa, la tecnología tiene principalmente carácter práctico debe estar reflejado en el desarrollo de un proyecto en el que los alumnos apliquen todos y cada uno de los conocimientos que han ido adquiriendo en forma de contenidos teóricos y problemas. 


¿Porque es importante el lado oscuro de la luna? Enfoque interdisciplinar

 Es una combinación de ciencia ( geología, física, química), estrategia  (geografía, historia) y tecnología ( tecnología, ingeniería, diseño) y divulgación fotográfica , redacción noticias ( lenguas, arte)

Ideas:

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https://javilop.github.io/artemis-ii-tracker/?utm_source=Al+d%C3%ADa&utm_campaign=4f14ce3d0b-EMAIL_CAMPAIGN_2026_04_06_10_25&utm_medium=email&utm_term=0_-4f14ce3d0b-72884088&mc_cid=4f14ce3d0b&mc_eid=33ceabca3c

https://ciencia.nasa.gov/sistema-solar/artemis-ii-resumen-de-la-mision/

 

Cómo integrar el ingeniería en STEAM

Es quizá el área más difícil de entender  porque en el currículo de primaria y de secundaria no tenemos la asignatura de ingeniería, ¿Cómo podemos introducirla?

Os dejo un documento en el que se hace un estudio sobre la  integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma STEM que plantea bien el estado de la cuestión.

En primaria y  secundaria en LOMLOE: Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería entraña la comprensión del mundo utilizando los métodos científicos, el pensamiento y representación matemáticos, la tecnología y los métodos de la ingeniería para transformar el entorno de forma comprometida, responsable y sostenible.
La competencia en tecnología e ingeniería comprende la aplicación de los conocimientos y metodologías propios de las ciencias para transformar nuestra sociedad de acuerdo con las necesidades o deseos de las personas en un marco de seguridad, responsabilidad y sostenibilidad. Analizar y explicar fenómenos biológicos y geológicos representándolos mediante modelos y diagramas y utilizando cuando los pasos del diseño de ingeniería (identificación del problema, exploración, diseño, creación, evaluación y mejora). 

La ingeniería se entiende como aquella parte de la tecnología que diseña y produce máquinas, artefactos, aplicaciones,.. y que está en permanente desarrollo. La ingeniería se basa en conocimientos de la ciencia (leyes, modelos, teorías,...) y en las matemáticas, así como en conocimientos experienciales, no necesariamente lógico-formales, para diseñar y producir artefactos. Por lo tanto es fundamental para ser nexo de unión entre todas la STEAM, Por, cuando se trabaja por proyectos, por problemas o por diseño se recurre a proyectos de tipo ingenieril. 

ESERO

 

Metodología

Adquirir habilidades para analizar, interpretar y proyectar soluciones, pues están declaradas como intrínsecas al trabajo del ingeniero.La ingeniería genera conocimiento sobre aspectos mensurables que se validan empíricamente. La metodología de trabajo de la ingeniería es:

La metodología de Design thinking es metodología que es fácilmente aplicable al aula. Con ella  se ponen en práctica todos los pasos expuestos arriba es 

Existe cierto desconocimiento  por un lado de todos los tipos de ingeniería que existen y cual es el trabajo que realizan. Quizá tener una idea escueta sobre ellas nos ayude a conocerla mejor y así tener una idea más clara de como introducirla en en el enfoque STEAM. En muchos ocasiones ya lo estamos haciendo pero yo sabemos reconocerlo. Vamos a conocer los tipos de ingenierías para favorecer la inspiración  STEAM.

Tipos de ingenierías


El programa Escuela 4.0  nos ofrece la posibilidad  de introducir la ingeniería  a través de proyectos STEAM.

Cómo integrar la matemáticas en STEAM

En el mundo actual, las matemáticas no son solo necesarias para resolver situaciones prácticas, sino también para procesar la información que recibimos y para tomar decisiones con sentido crítico. Además, la ciencia, que nos explica el universo, la tecnología, que nos ayuda a modelarlo, se expresan, de forma natural, en el lenguaje de las matemáticas. Y por si esto fuera poco, debe saber que una mirada matemática bien afinada nos permite contamplar a nuestro alrededor, un tipo de belleza inaccesible para el resto de los sentidos. Desrrollar el pensamiento matemático no solo consiste en conocer una lista de conceptos, sino también en dominar varios procesos mentales. Hay que saber resolver problemas, demostrar afirmaciones, razonar lógicamente y representar ideas abstractas de manera tangible. También se establecen conexiones con otros ámbitos culturales como la física, el deporte o la literatura" Profesor Macarrone ( El infinito placer de las matemáticas, ed Blackie books, 2023)

Un número es una abstracción, no es algo real con entidad física, exisite en nuestra mente. 

El conocimiento en matemáticas cobra sentido a través de la resolución de problemas.

La mayoría del alumnado presenta dificultades para leer y comprender problemas matemáticos e identificar la operación requerida para encontrar la solución, lo que tiene como consecuencia el bajo rendimiento en el área

Los perfiles de salida STEM nos hablan de métodos específicamente científicos que deberíamos trabajar en el aula para que nuestro alumnado pueda tener estas habilidades al acabar la primaria y la secundaria. 

Competencias STEM en primaria y secundaria

En primaria: El currículo de Matemáticas adopta un enfoque de resolución de problemas como eje vertebrador de toda el área, lo que lo sitúa muy próximo a la filosofía STEM. Los elementos más relevantes son los siguientes. La CE.M.4 desarrolla explícitamente el pensamiento computacional: organización de datos, descomposición de problemas, reconocimiento de patrones, generalización y creación de algoritmos, y se vincula con STEM1, STEM2, CD1, CD3 y CD5. La CE.M.1 trabaja la modelización matemática de situaciones reales como primer paso para su resolución, conectando directamente con el uso de las matemáticas en contextos científicos y tecnológicos. La CE.M.5 desarrolla las conexiones de las matemáticas con otras áreas y con la vida cotidiana, y el currículo señala explícitamente vínculos con Ciencias de la Naturaleza (CE.CN.2, CE.CN.3, CE.CN.5) y Ciencias Sociales. El currículo señala que el trabajo por proyectos posibilita la interdisciplinariedad y favorece la investigación, y que las matemáticas deben abordarse de forma experiencial con uso progresivo de recursos digitales. El sentido de los datos (estadística y probabilidad) es uno de los cinco sentidos matemáticos del currículo y constituye un puente natural hacia la recogida, análisis e interpretación de datos en proyectos STEM.

En secundaria: 

Metodología 

La inducción, la deducción, la creación de modelos.

1- Razonamiento inductivo y deductivo matemático

Razonamiento inductivo – Definición

El razonamiento inductivo comienza con un escenario específico y saca conclusiones sobre una población en general. Un punto interesante de la inducción es que permite que la conclusión sea falsa. Es simplemente un proceso de razonamiento lógico desde una observación específica hasta una teoría general de una población. 

Matemáticamente hablando, el razonamiento inductivo podría tomar esta forma:

Paso 1: demuestrar que algo es cierto para un elemento específico.
Paso 2: demuestrar que si es cierto para uno, debe serlo para el resto.

Un ejemplo simple es la inducción de que la suma de dos números impares es par.

 Inducción . ‘In-‘ es el prefijo de ‘aumentar’, que significa hacerse más grande. Por lo tanto, la inducción significa comenzar con algo pequeño y crecer.

Razonamiento deductivo – Definición

El razonamiento deductivo es lo opuesto al razonamiento inductivo. Sobre una declaración sobre una población y sacamos conclusiones sobre un escenario específico. Todas las deducciones sólidas comienzan con una afirmación verdadera y válida sobre una población, por lo que concluyen con una suposición válida sobre el escenario específico. El razonamiento deductivo puede ser lógico y dar como resultado una declaración falsa solo si la generalización original sobre la población era incorrecta. 

Un ejemplo de deducción matemática: tomamos algo que sabemos que es cierto sobre todas las matemáticas y lo aplicamos a un escenario específico. Tome 4 + x = 12. Sabemos que mientras hagamos lo mismo en ambos lados del signo igual, la ecuación sigue siendo válida. Aplicando esta teoría sobre una población, podemos deducir que x = 8. Usamos el razonamiento deductivo en la mayoría de los aspectos de las soluciones matemáticas típicas, usando una fórmula reconocida como válida para una población para deducir la solución de un conjunto específico. de números.

Deducción. ‘de’ es el prefijo de ‘disminución’, por lo que el razonamiento deductivo es el que comienza con una población más grande y se aplica a un escenario específico.

2- Modelos matemáticos

Un modelo matemático es una construcción teórica que utiliza el lenguaje de las matemáticas para representar fenómenos del mundo real. Estos fenómenos pueden ser físicos, biológicos, económicos, sociales o tecnológicos, Por lo tanto las matemáticas tienen relación con todos estos otros ámbitos de aprendizaje. 

Parámetros: Son constantes que determinan el comportamiento del modelo.  Las constantes son el punto donde las matemáticas se anclan a la realidad. No son inventos arbitrarios sino descubrimientos: la naturaleza parece comportarse de forma que ciertos valores se repiten, se mantienen estables y permiten construir modelos predictivos.

Varialbles:

Los modelos matemáticos son herramientas esenciales en múltiples disciplinas porque permiten traducir fenómenos complejos en representaciones cuantitativas que pueden analizarse y manipularse. Su utilidad se puede clasificar en cuatro áreas principales: predicción, análisis y comprensión, optimización y toma de decisiones. 

2.1. Predicción

Anticipar el comportamiento futuro de un sistema o fenómeno basándose en datos y relaciones previamente identificadas. La predicción basada en modelos matemáticos reduce la incertidumbre y permite anticipar riesgos, recursos necesarios o cambios importantes en sistemas naturales, sociales y tecnológicos.

2.2. Análisis y comprensión

Entender la estructura y funcionamiento de fenómenos complejos al descomponerlos en elementos más manejables. Esto es especialmente útil en contextos donde la realidad es demasiado compleja para analizarla de forma directa.

2.3. Optimización

Encontrar la mejor solución posible dentro de un conjunto de alternativas, usando criterios matemáticos que maximicen o minimicen una variable objetivo.

2.4. Toma de decisiones

Herramientas fundamentales para decisiones fundamentadas, al proveer información cuantitativa y simulaciones que permiten evaluar distintos escenarios antes de actuar. Proporcionan información objetiva y confiable.

Cómo se construye un modelo matemático

Es un proceso sistemático que asegura su utilidad y validez:

  1. Definir el problema: Identificar claramente qué fenómeno se desea estudiar.
  2. Seleccionar variables y parámetros: Determinar qué elementos son relevantes y cómo se relacionan.
  3. Formular ecuaciones o reglas: Establecer relaciones matemáticas que describan el comportamiento del sistema.
  4. Validar y ajustar el modelo: Comparar resultados con datos reales y realizar correcciones.
  5. Analizar y aplicar: Usar el modelo para predecir, optimizar o tomar decisiones.La validación es clave.

Un modelo bien formulado pero no contrastado con la realidad puede inducir a errores graves.

Buenas prácticas al trabajar con modelos matemáticos
  1. Documentar el proceso: Registrar suposiciones, ecuaciones y fuentes de datos.
  2. Actualizar regularmente: Incorporar nuevos datos y ajustar parámetros.
  3. Usar simulaciones: Probar distintos escenarios y analizar resultados.
  4. Interpretar con cuidado: Recordar que el modelo es una representación, no la realidad absoluta.

Informes sobre educación STEAM nos dicen que es fundamental para sentir interés por estas disciplinas, conocer la aplicación real de los aprendizajes. Existe varios programas STEAM que apuestan por charlas de estudiantes y profesionales que muestran al alumnado de primaria y secundaria los trabajos que realizan después de haber estudado carreras STEAM. Aquí tienes unos ejemplios de aplicación de las matemáticas en diferentes disciplinas.

1. Ciencias naturales

Los modelos matemáticos son fundamentales para comprender el mundo físico y biológico.

Impacto: Estos modelos permiten comprender fenómenos que no se pueden observar directamente, realizar predicciones precisas y planificar experimentos o intervenciones en el mundo real.

2. Ingeniería y tecnología

En ingeniería, los modelos matemáticos son esenciales para diseñar, probar y optimizar sistemas antes de construirlos físicamente, lo que reduce riesgos y costos.

3. Economía y finanzas

En economía y finanzas, los modelos matemáticos facilitan el análisis de mercados y la toma de decisiones estratégicas.

Impacto: Reducen la incertidumbre económica y proporcionan herramientas para decisiones financieras más seguras y estratégicas.

4. Ciencias sociales

Aunque parezca que las matemáticas son exclusivas de ciencias duras, las ciencias sociales también se benefician enormemente de los modelos matemáticos.

Impacto: Permiten analizar fenómenos sociales complejos de manera objetiva, facilitando políticas, educación y estrategias de comunicación más efectivas.

5. Salud y medicina

En salud, los modelos matemáticos son fundamentales para predecir, planificar y evaluar intervenciones médicas.

Impacto: Mejoran la eficacia y seguridad de tratamientos, optimizan recursos hospitalarios y fortalecen la prevención de enfermedades.

El interés por la integración a de las matemáticas en en un enfoque  STEAM  se fundamenta en la comprensión de que las disciplinas no existen de manera aislada, sino que están intrínsecamente entrelazadas en el entorno natural y en la resolución de problemas del mundo real. El enfoque STEAM puede servir como un catalizador para potenciar el aprendizaje y la comprensión de conceptos matemáticos mediante actividades sustentadas en problemas conforme a las realidades que provienen da la biología, de la ingenieria de la técnología , de la física  y de la química. Permite trascender los contenidos proporcionándoles mayor coherencia y pertinencia y como lo aprendido se puede aplicar en situaciones nuevas. El enfoque educativo interdisciplinar donde los conceptos académicamente rigurosos se acoplan a lo real. Una enseñanza de la Matemática orientada hacia la resolución de problemas, en donde el alumno pueda realizar suposiciones e inferencias, se le permite discutir sus conjeturas, argumentar, y por supuesto, equivocarse.  La participación activa del alumnado y la aplicación práctica del conocimiento en contextos reales contribuyen significativamente al aprendizaje matemático

Se pueden larzar preguntar abiertas :¿cómo se te cocurre que podrías a plicar X a una situación de tu dia a día?¿Esta situación tiene un unico factor o es multifactorial? ¿ crees que algún conocmiento que hayas aprendido en otra asignatura puede ayudar a buscar soluciones o a entender mejor la situación / problema?

Cómo integrar la artes en STEAM

 Relación  de las asignaturas educaión plastica y visual y música con STEM en la Orden ECD/1112/2022

En primaria: 

EDUCACIÓN PLÁSTICA Y VISUAL
Vinculación con el Perfil de salida (descriptores STEM) La CE.EPV.1 (descubrir propuestas artísticas) se conecta expresamente con STEM2 del Perfil de salida: "el área se sirve de la ciencia y tecnología para aplicarlas en las creaciones propias, identificando ideas fundamentales, indagando en la realidad de manera objetiva, rigurosa y contrastada." Es decir, la actitud científica —indagación rigurosa y contrastada— se reconoce como un elemento constitutivo del área, no solo como metodología auxiliar.
La CE.EPV.4 (participar del diseño, elaboración y difusión de producciones artísticas) se conecta con STEM3, el descriptor del Perfil de salida más directamente vinculado a ingeniería: "realizar proyectos, diseñando, fabricando y evaluando prototipos". Que la competencia de diseño y elaboración de producciones artísticas comparta descriptor con el pensamiento de ingeniería es una de las convergencias más significativas del documento para una lectura STEAM.
La competencia matemática contribuye al área en cuanto implica "el manejo de medidas, símbolos, representaciones geométricas y procesos de razonamiento para obtener o producir información solucionando problemas cotidianos."
El documento enuncia  que "es un objetivo del área la utilización de las tecnologías digitales para aplicarlas en las propias creaciones para buscar, obtener, procesar y comunicar información." Las producciones audiovisuales, digitales o multimedia son objeto de estudio del área. En los saberes del tercer ciclo aparece como saber curricular concreto: "Registro y edición de elementos audiovisuales: conceptos, tecnologías, técnicas y recursos básicos."
En las orientaciones del segundo ciclo, el documento señala explícitamente que "en colaboración con el área de Naturales se pueden realizar pequeñas maquetas incorporando volumen y movimiento." Esto materializa la conexión STEAM más directa: la Plástica como espacio de fabricación de prototipos para proyectos científicos. La interdisciplinariedad no es una posibilidad abierta sino una sugerencia pedagógica concreta del currículo.
Por otro lado, en las orientaciones del Bloque B2 de Ciencias de la Naturaleza (como ya se vio en el primer apartado de este bloque) que los proyectos de diseño "pueden abordarse interdisciplinarmente, relacionando otras materias como la Educación Plástica y Visual." Y en la CE.CN.3 —resolver problemas a través de proyectos de diseño y pensamiento computacional— cita expresamente a Plástica en su sección de vinculación con otras competencias: "esta competencia se relaciona con Música y Danza y Educación Plástica y Visual con su competencia específica CE.EA.4. La creatividad es algo presente en la búsqueda de soluciones a problemas de diseño."
En cuanto a las vinculación con Matemáticas,La CE.M.4 (pensamiento computacional) cita expresamente a Plástica en su listado de conexiones con otras áreas: "su desarrollo encuentra nexos de unión con Educación plástica y visual como la CE.EPV.3 (Experimentar con las posibilidades del sonido, la imagen, el cuerpo y los medios digitales)."

 

 

 

 

 

Color y física

Color y matemáticas y tecnología: Codificación hexdecimal: con solo dos dígitos es posible espresar todos los numeros desde el 0 al 255. Los colores en una ordenador se basan en el sisitema RGB/ red, green, blue). Culaquier solo se forma a partir de los tres colores primarios, rojo, verde y azul, combinados en distintas proporciones. Cada uno de ellos puede terner una intensidad  que va de 0 a 255. El códio de 6 dígitos que carazteriza a cada color esconde en realidad tres códigos expresados en sistema hexadecimal: las dos primeras cifras indican la intensidad del rojo, las dos centrales la intensidad del verde y las dos últimas, la intensidad del azul.

Cómo integrar las humanidades en STEAM