Conectar Saberes: Fundamentos del enfoque STEAM
- Educación STEAM
- El enfoque STEAM en educación
- Por qué introducir el enfoque STEAM en el aula
- Otra vez..... STEM vs STEAM
- Aprender para el futuro
- Equidad, diversidad y contexto cultural (A) en las Aulas STEM
- 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
- Cómo intregar la tecnología en STEAM
- Cómo integrar el ingeniería en STEAM
- Cómo integrar la matemáticas en STEAM
- Cómo integrar la artes en STEAM
- Cómo integrar las humanidades en STEAM
- Guías para proyectos STEAM
Educación STEAM
El enfoque STEAM en educación
Para realizar proyectos STEAM todas las disciplinas participantes deben aportar al proyecto desde los conocimientos específicos de cada una y desde ellos, contribuir a la solución final.
Separamos los problemas en las disciplinas implicadas con la idea de profundizar en ellos y es una buena técnica , pero no podemos olvidar volver a conectarlos. La tendencia a fragmentar el conocimiento y a prescindir de su interconexión dinámica es la causa de problemas y por eso la forma de solucionar problemas complejos es volver a interrelacionar los conocimientos para encontrar la solución.
El enfoque STEAM en educación en España se ha introducido a lo largo de estos años en varios niveles: instituciones públicas, empresas y fundaciones y la Universidad.
En Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación (LOMLOE) publicada en BOE de 30 de diciembre de 2020, se recogen los perfiles de salida.
Si analizamos los perfiles de salida STEM de primaria y secundaria vemos más similitudes que diferencias. El perfil de salida STEM en la normativa aragonesa busca que el alumnado no solo adquiera contenidos científicos, sino que integre ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas para comprender y transformar la realidad, alineándose con el enfoque competencial de la LOMLOE. Merece la pena dedicarles un tiempo de lectura para saber que debemos incorporar de estos perfiles a nuestra enseñanza en el aula.
La formación del profesorado en Aragon también ha introducido el Enfoque STEAM a través del III Plan Marco Aragonés de Formación del Profesorado, la ORDEN ECD/1682/2025, de 20 de noviembre. Lo que nos permite a los docentes interesados solicitar formación en esta línea.
Por qué introducir el enfoque STEAM en el aula
Si algo de lo que has leído en las imágenes anteriores tiene sentido para tí y empiezas a ver que el conocimeinto está relacionado y solo separamos las asignaturas para poder profundizar en ellas pero que luego debemos volver a unir esos conocimientos para entender el mundo y, en algunos casos, para encontrar soluciones, hay algo más que debes incorporar a tu mochila: la evidencia científica sobre cómo aprende nuestro cerebro. De todas las eseñanzas que Héctor Ruiz nos da en sus libros he extraido estas que creo son imprescidibles tener en cuenta cuando diseñemos nuestros actividades/proyectos con enfoque STEAM.
Entonces, ¿ es posible conectar disciplinas? Por supuesto. Las investigaciones actuales lo están haciendo. Solo debemos encontrar cuales son los puntos de contacto.
Pero, ¿requiere más esfuerzo que trabajar solo en mi disciplina? Por supuesto, pero una vez que cambias la mirada y empiezas a pensar STEAM cada vez es más fácil.
Otra vez..... STEM vs STEAM
Me resistía a poner este capítulo porque pensaba que en estos años la lectura científica, los concursos sobre ciencia, las exposiciones,....estaban demostrando la interdisciplinaridad Ciencia-Tecnología-Ingeniería-Matemáticas-Arte. Pero la realidad se impone y si en origen la reticencia a incorporar la A venía del lado de la STEM ahora también viene del lado de las A. Las Artes no creen que el STEAM sea para ellas. En mi opinión es el mismo miedo de siempre: no vaya a ser que al mezclase perdamos nuestra identidad, aunque creo que ya deberíamos asumir que somos mezcla, ¿no?
¿Pero qué es esto del arte?
A lo largo de los siglos la humanidad se ha servido del arte para comprender el mundo y situarse en él. ¿En qué momento el ser humano dio el salto cognitivo y trascendió hacia el pensamiento abstracto? Las investigaciones arqueológicas plantean que la capacidad de pensamiento simbólico, necesario para el desarrollo del arte y del lenguaje puede remontarse más allá del arte rupestre. El canto de makapansgat o canto de las caras, es una piedra de jaspe de 260 gramos que presenta rasgos que, de forma muy tosca, le hacen parecer una cara humana. El canto es interesante porque fue encontrado a cierta distancia de cualquier fuente natural y estaba asociado a huesos de Australopithecus africanus en una cueva de Makapansgat, Sudáfrica. Aunque no podemos hablar de creación artísica ya que es una objeto encontrado, si que podría ser la evidencia de un sentido estético en el linaje de los homínidos y como comenzó a gestarse un comportamiento más complejo que el de los primates.
Por Robert G. Bednarik - Pleistocene Palaeoart of Africa, Arts 2013, 2(1), 6-34 https://doi.org/10.3390/arts2010006, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=115225404
Desde la perspectiva neurocientífica la creación de objetos artísticos ayudó al salto cognitivo que permitió la aparición del pensamiento abstracto. El surgimiento del arte está relacionado con nuestra capacidad de imaginar lo que no está presente, de proyectar imágenes para compartirlas con otros. A través de lo artístico compartimos representaciones culturales e imaginarios. De esta manera se construye la identidad colectiva. El arte no surge como una invención azarosa, históricamente ha sido una tecne necesaria para narrarnos a nosotros mismos y nuestro lugar en el mundo. La música, el arte y el lenguaje constituyen los pilares de nuestra singularidad como especie. El arte es inherente al ser humano.
Este pensamiento abstracto que permite crear objetos artísticos, también permite desarrollar el pensamiento matemático. El hueso de Ishango es un utensilio de hueso que data del Paleolítico superior, aproximadamente del año 20 000 a. C. Este objeto consiste en un largo hueso marrón (más específicamente, el peroné de un babuino) con un pedazo punzante de cuarzo incrustado en uno de sus extremos, quizás utilizado para grabar o escribir. En un principio se pensaba que se empleaba como palo de conteo, ya que el hueso tiene una serie de muescas talladas divididas en tres columnas que abarcan toda la longitud de la herramienta, pero algunos científicos han sugerido que las agrupaciones de muescas indican un conocimiento matemático que va más allá del conteo.
https://old.maa.org/press/periodicals/convergence/mathematical-treasure-ishango-bone
¿ Y si esto es así, qué ha pasado entre el arte y el conocimiento?
"El diálogo entre ciencia y arte no siempre es fácil. El motivo es que la ciencia, tal y como se concibe desde el siglo XVI XVII debe atenerse al rigor de los hechos y de las observaciones experimentales, mientras que el arte no tiene más límite que el ingenio para interpretar la realidad o imaginar mundos imposibles para la ciencia. Por eso el arte ha existido desde los orígenes y la ciencia, como método de indagación, es un descubrimiento muy reciente en términos históricos." (Francisco Antequera Marquez, La especie inesperada. La condición humana desde el arte y la genética, 2026, ed CSIC).
El ensayo C. P. Snow, "Las dos culturas " expone en 1963 que la sociedad contemporánea sufre una profunda división intelectual entre dos comunidades dominantes las ciencias (científicos, ingenieros, tecnólogos) y las humanidades (intelectuales, escritores, artistas) que impide la resolución efectiva de problemas sociales y tecnológicos complejos. El origen del problema es que ambas culturas se desconocen y se desprecian mutuamente. Los científicos carecen de formación literaria y sensibilidad humanística; los literatos desconocen los avances científicos y culturalmente menosprecian la tecnociencia. Esa brecha produce fallos en la toma de decisiones públicas porque los responsables no hablan el mismo lenguaje ni comparten métodos o prioridades. La clase dirigente y educativa reproduce la separación, las universidades y las élites culturales mantienen barreras que perpetúan la incomunicación, lo que agrava la incapacidad colectiva para afrontar crisis. Snow propone fomentar el entendimiento mutuo: incluir formación científica básica entre las humanidades y fomentar en los científicos sensibilidad cultural y habilidades de comunicación. Aboga por líderes capaces de integrar conocimientos técnicos y juicio humanista.
El ensayo popularizó el término «las dos culturas», estimuló debates sobre educación, comunicación ciencia-sociedad e interdisciplinaridad. En el siglo XXI , con la idea que educar personas capaces de entender la complejidad del mundo y de buscar soluciones creativas basadas en la ciencia aparece el enfoque STEAM aplicado a la educación.
La ciencia siempre ha utilizado el arte como método para registrar, para comunicar, para entender, para comprender. Y el arte siempre se ha inspirado en la ciencia para sus creaciones. La historia de la humanidad ha ido acumulando cambios de paradigmas científicos y tecnológicos que han modificado nuestra manera de estar en el mundo y todo ello ha sido reflejado en manifestaciones artísticas a lo largo de toda la historia. Estas manifestaciones, representaciones artísticas, musicales, literarias nos sirven para asimilar todos estos avances y cambios. Vamos todos en el mismo barco, el barco de la humanidad.
Los libros propuestos más abajo hablan de esto, así como los proyectos para que la sociedad participe o las exposiciones museísticas por poner algunos ejemplos.
Para leer...
Para participar...
- Jornadas sobre Arte Sonoro "Rebecca Collins" Instituto de Física Teórica y el Instituto de Historia. Música y ciencia
https://projects.ift.uam-csic.es/jas_rebeccacollins/programa/
- FOTOCIENCIA Fotografía y ciencia
https://www.recursosdivulgacion.csic.es/proyectos/fotciencia
- ILUSTRACIENCIA Dibujo y ciencia
- INSPIRACIENCIA. Escritura y ciencia
https://www.inspiraciencia.es/es/concurso
- Concurso de nanorrelatos. Escritura y ciencia
Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC)organizan un año más, dentro del XI Festival de Nanociencia y Nanotecnología ‘10alamenos9’, el concurso de nanorrelatos.
- Cuadros con ciencia . Arte y ciencia
Proyecto que pretende unir la visión artística y científica, animando a los participantes a descubrir y explicar la ciencia oculta en las obras de arte Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea y la Asociación Territorio Goya y con la colaboración del Museo Nacional de Prado.
Exposiciones, recursos...
https://www.recursosdivulgacion.csic.es/arte-y-ciencia
https://www.unesco.org/es/virtual-science-museum/art-science-dialogue
https://caixaforum.org/es/sevilla/p/musica-y-matematicas-sevilla
Estas son solo algunas muestras de como la sociedad avanza en esta línea y cómo deberían ser fuente de motivación para que los docentes nos unamos a ella. Desarrollaremos en el módulo siguiente como integrar las disciplinas artísticas y humanisticas en el enfoque STEAM.
Aprender para el futuro
Varios son los factores que van a modificar el futuro o que ya están modificando el presente.
- Especialización vs. interdisciplinariedad: Los trabajos emergentes requieren una combinación de conocimientos en múltiples disciplinas.
- La aceleración del cambio tecnológico hace que las disciplinas están en constante evolución, lo que demanda actualización continua de conocimientos. Una persona no puede dedicarse al arte sin saber de tecnologia, sin tener competencia digital y sin saber utilizar la IA como mínimo. Pero es que a una biológa le ocurre lo mismo. Pero resulta que los descubrimientos de la bióloga necesitan ser trasladados a la sociedad y para ello se necesita el medio de comunicación que más nos une como sociedad y crea nuestros imaginarios colectivos: la creación artistica ( cine, documental, series, pintura, performance, música, literatura, comic, grafiti,...)
- Nuevas oportunidades laborales: La digitalización, la intelignecia artificial, la realidad aumentada y virtual y la automatización han generado la necesidad de perfiles híbridos que integren ciencia, tecnología e innovación, creación, diseño, lenguaje.
Las nuevas profesiones requieren habilidades híbridas que combinen ciencia, tecnología (matemáticas e ingeniería) creatividad y resolución de problemas.
El futuro no está marcado por límites rígidos entre disciplinas, sino por la colaboración entre diferentes áreas del conocimiento. La interdisciplinariedad permite abordar problemas complejos desde múltiples enfoques impulsando la innovación y la creación.
La realidad profesional no está limitada a un solo campo de conocimiento, sino que requere de habilidades en diversas disciplinas. La capacidad de integrar diferentes enfoques es clave para la resolución de los desafíos del siglo XXI.
Algunos ejemplos profesionales:
- Neurociencia computacional: Combinación de biología, Tecnología, diseñointeligencia artificial y matemáticas .
- Ingeniería bioquímica: Fusión entre la medicina y la ingeniería para desarrollar dispositivos médicos y prótesis avanzadas.
- Realidad aumentada y virtual: Aplicación de la informática, el diseño, arte y la psicología en entornos inmersivos.
- Blockchain y fintech: Intersección entre matemáticas, criptografía y economía digital.
- Tecnología para la sostenibilidad:Integración de química, ingeniería ambiental y biotecnología para el desarrollo de soluciones ecológicas arte para la divulgación.
Y si este es el futuro (o presente) al él debe tener acceso todo el alumnado ¿Cómo hacer una educación STEAM equitativa, diversa y participativa? Afortunadamente ya hay especialistas que llevan años trabajando en esta línea. En la siguiente página vamo a a leer sobre el tema.
Equidad, diversidad y contexto cultural (A) en las Aulas STEM
Este apartado está basado en el siguiente documento: Red Europea de Centros de Desarrollo Profesional STEM
Se trata de un catálogo europeo elaborado en el marco del proyecto Erasmus+ STEM PD Net, coordinado por la Universidad de Educación de Friburgo. Su objetivo es orientar a los centros de Desarrollo Profesional (DP) para mejorar la enseñanza STEM en contextos de diversidad, tratando esta como una oportunidad y no como un obstáculo.
Es un documento de 2018 pero la realidad que muestra es muy similar a la actual. Identifica seis dimensiones de diversidad presentes en las aulas STEM: cultural e integración de inmigrantes, género, necesidades educativas especiales, diversidad lingüística, niveles de rendimiento y desigualdades socioeconómicas.
El documento parte de una premisa fundamental: la diversidad del alumnado no es un problema puntual sino la norma en las aulas europeas contemporáneas, y cualquier respuesta educativa debe tener una base teórica sólida.
El documento describe la tensión que vive el alumnado al moverse entre su mundo sociocultural cotidiano y el mundo de la ciencia escolar. Esta tensión afecta especialmente a quienes tienen lenguas maternas o visiones del mundo alejadas de la cultura científica dominante, pero el documento subraya que es una experiencia universal: todos los estudiantes, en mayor o menor medida, perciben la ciencia escolar como un territorio ajeno. Esta idea tiene implicaciones directas para el profesorado, que debe reconocer esa brecha y actuar como mediador entre ambos mundos.
El aprendizaje sociocultural, basado en Vygotsky sostiene que el conocimiento se construye en interacción social y que la cognición no puede separarse de la cultura ni del lenguaje.
La Teoría de la Pedagogía Diversa (DPT), propuesta por Sheets considera cultura y cognición como elementos inseparables. Introduce una distinción muy útil entre el comportamiento pedagógico docente, es decir, cómo piensa y actúa el profesor, y la manifestación cultural del alumnado, es decir, cómo muestran los estudiantes quiénes son y qué saben. El docente sensible a la diversidad debe ser capaz de leer ambas dimensiones y conectar el conocimiento nuevo con el bagaje cultural previo del alumno, porque solo así puede producirse un aprendizaje real y significativo.
Añadimos también una entrevista a Digna Couso en el que también nos da un enfoque muy interesante d la diversidad en STEAM
La diversidad de perfiles enriquece nuestra ciencia https://educaixa.org/es/-/entrevista-a-digna-couso
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
- Ciencias Naturales: Los elementos clave son los siguientes. El bloque de Tecnología y digitalización introduce el pensamiento computacional y el pensamiento de diseño como saberes propios del área, orientados a resolver problemas concretos mediante proyectos cooperativos. El bloque de Cultura científica desarrolla prácticas científicas escolares: observación, cuestionamiento, diseño de investigaciones, interpretación de datos, construcción de explicaciones y comunicación de resultados. La CE.CN.2 exige plantear y responder cuestiones científicas usando técnicas del pensamiento científico, y se vincula con los descriptores STEM2 y STEM4. La CE.CN.3 pide resolver problemas mediante proyectos de diseño y pensamiento computacional para generar productos creativos e innovadores, y se vincula con STEM3 y STEM4. La CE.CN.1 desarrolla la competencia digital aplicada a la búsqueda de información, creación de contenido y trabajo en red. Se menciona explícitamente la programación por bloques, la robótica, el uso de simuladores digitales y la iniciación a la programación como saberes del área en los ciclos superiores( Orden ECD1 112 2022 de 18 de julio.)
- Ciencias Sociales: La conexión con STEAM es más indirecta pero presente en varios planos. Desarrolla procedimientos propios de investigación geográfica e histórica: observación directa, búsqueda y análisis de fuentes, representación gráfica del espacio. La CE.CS.6 es la más alineada con STEM: exige plantear y responder cuestiones científicas utilizando el pensamiento científico para interpretar hechos del medio natural, social y cultural, y se vincula con STEM2 y STEM5. La CE.CS.2 pide analizar críticamente la intervención humana en el entorno integrando los planos tecnológico, económico y ambiental, y desarrollar hábitos sostenibles. La CE.CS.4 aborda la relación entre ciencia, tecnología y sociedad con una visión sistémica, y se conecta expresamente con STEM2 y STEM5. Se menciona el uso de herramientas digitales específicas como IberPix, Google Earth y Sistemas de Información Geográfica, y el uso de programas ofimáticos para representar datos y presentar resultados.
En secundaria: las competencias STEM
- Biología y geología: Busca explicar la naturaleza.
- Física y química. En el bloque de interacción se describen cuáles son los efectos principales de las interacciones fundamentales de la naturaleza y el estudio básico de las principales fuerzas del mundo natural, así como sus aplicaciones prácticas en campos tales como la astronomía, el deporte, la ingeniería, la arquitectura o el diseño.
- Cultura científica: Descubrimientos a lo largo de la historia y su importacia y contribución en el momento de su descubriemiento.
- Hsitoria y geografía: estudios geográficos y sociales necesarios para entender el desarrollo humano.
La ciencias tiene en común con la Ingeniería y la tecnología y las matemáticas que todos se basan en los mismos conocimientos y utilizan el mismo lenguaje. Están en permamente desarrollo y resuelven problemas .
La ciencia y las artes tienen relación a través del diseño cuando se vincula a la tecnología y la ingeniería y través del arte plástico o sonoro cuando se utiliza para recogida de datos/ documentación así como para divulgación.
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:
- Aplicándolo a experimentos
- Analizando experimentos para ver cómo lo han puesto en práctica otros.
PROCEDIMIENTOS GENERALES DE LA CIENCIA
- Definición de conceptos y terminología
- División
- Clasificación
- Observación
- Experimentación
- Variables
- Pasos a seguir en un experimento
- Validez del experimento científico
MÉTODO CIENTÍFICO
- Observación
- Planteamiento del problema
- Formulación de hipótesis
- Experimentación
- Conclusiones
- Comunicación
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.
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"
https://formacion.intef.es/aulaenabierto/mod/book/view.php?id=8206&chapterid=12401
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:
- Cara oculta de la luna es registro más antiguo y mejor conservado, sirve para reconstruir los primeros mil millones de años del sistema solar y entender la evolución de planetas rocosos como la Tierra. Es el mejor lugar del entorno cercano a la Tierra para instalar radiotelescopios capaces de detectar señales extremadamente débiles del universo primitivo
- Interés por los recursos lunares: helio-3 , tierras raras o hielo de agua
- Banco de pruebas de tecnologías desarrolladas allí tienen aplicaciones directas en la Tierra, especialmente en entornos extremos.
- Lucha entre EEUU y China para un futura infraestructura espacial. Quién será capaz de consolidar primero esa presencia, controlar los enclaves clave y definir las normas.
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.
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:
- identificación del problema
- exploración,
- diseño,
- creación,
- evaluación y mejora.
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
- 1. Empatizar ( identificación del problema): Investigar y comprender el problema para el que queremos buscar solución. Esta metodología se preocupa por satisfacer las necesidades de las personas y que realmente impactan en sus vidas.
- 2. Definir (exploración): Analizar la información y las observaciones recopiladas en la primera fase.Además de los requisitos materiales es aconsejable crear arquetipos o perfiles para tener las necesidades de las personas siempre representadas.
- 3. Idear (diseño): En esta fase se trata de crear múltiples ideas hasta definir cual es la más adecuada según los puntos 1 y 2
- 4. Prototipar/testear (creación): Crear prototipos para dar forma a las ideas. Los prototipos son un paso intermedio, previo a la solución definitiva. Lo importante aquí es no centrarse en validar, sino en experimentar de forma lo menos costosa posible.
- 5. Evaluar e iterar (evaluación y mejora):¿Cómo funcionan tus soluciones? Generar experiencias inmersivas en el contexto en el que se van a utilizar tus soluciones o, al menos, en un entorno lo más parecido posible para ayudar a entender la solución que propones.
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
- Ingeniería metalúrgica: Esta ingeniería desarrolla productos a partir de elementos metálicos y no metálicos contenidos en minerales. Emplea procesos físicos y químicos para destinarlos a la producción y obtención de aleaciones para producir materiales que son utilizados en construcciones, maquinarias, herramientas, conductores eléctricos y productos utilizados en la vida cotidiana.
- Ingeniería de cerámica: La ingeniería de cerámica es la encargada la encargada de aplicar la ciencia y la tecnología para diseñar y de desarrollar productos a partir de materiales no metálicos o inorgánicos. Para ello, estos ingenieros emplean procesos de cambios de temperatura para accionar reacciones de precipitación a partir de soluciones químicas de alta pureza.
- Ingeniería Minera: La ingeniería minera también conocidas como ingeniería en minas aplica los conocimientos para gestionar las fases de exploración, prospección, explotación y restauración en cualquier proyecto de extracción de recursos minerales de una manera segura, económica y ambientalmente responsable.
- Ingeniería Marina: La ingeniería marina tiene como finalidad aprovechar los recursos del mar teniendo como prioridad mitigar los daños ambientales. Esta profesión aplica los conocimientos para el diseño, desarrollo, manteamiento de los equipos, sistemas e infraestructuras que se encuentra en el océano.
- Ingeniería Nuclear: Esta profesión investiga, diseña y desarrolla procesos, instrumento y sistemas para el uso de la radiación y utilización de la energía nuclear para el beneficio de la humanidad.
- Ingeniería Geológica: La ingeniería geológica se dedica al estudio y solución de todos aquellos problemas vinculados con el medio geológico y la interacción de este con el ser humano. Estos ingenieros evalúan factores geológicos antes de la construcción, localización y diseño de infraestructura en un lugar.
- Ingeniería Petrolera: La ingeniería petrolera o ingeniería en petróleo se ocupa de combinar los métodos científicos y prácticos para desarrollar técnicas para descubrir, explotar, transportar, procesar y tratar hidrocarburos, en los yacimientos, hasta la conversión de éstos en productos de consumo o derivados.
- Ingeniería de Sistemas: La ingeniería en sistema es una rama multidisciplinaria de la ingeniería que aplica las ciencias matemáticas y físicas para diseñar, programar, desarrollar, implementar u optimizar sistemas complejos que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad.
- Ingeniería Industrial: La ingeniería industrial utiliza los métodos de análisis, diseño, programación y control de sistemas productivos y logísticos para gestionar, implementar y establecer estrategias de optimización del uso de los recursos humanos, técnicos e informativos, con finalidad de obtener la máxima eficiencia de los procesos y además con la más alta calidad de los productos o de servicios que satisfagan a la sociedad.
- Ingeniería Agrícola o Agronómica: La ingeniería agrícola es la que se encarga de aplicar la ciencia y tecnología para brindar soluciones técnicas de diseño y evaluación de proyectos de ingeniería en la industria agroalimentaria, para la preparación y conservación del suelo, además del desarrollo de maquinaria agrícola que mejore el aprovechamiento de la agricultura, procurando mejoras en las condiciones sociales, económicas y ecológicas.
- Ingeniería de Ciencia de Materiales: Esta ingeniería aplica la ciencia y la tecnología para el estudio de los materiales y su comportamiento en lo relacionado con el beneficio y transformación de la materia prima propias de las industrias de procesos.
- Ingeniería Química: La ingeniería química es un profesional que se desempeña en el estudio, diseño, manutención, evaluación, optimización, simulación, construcción y operación de todo tipo de equipos y plantas de procesos, donde la producción industrial requiera transformaciones físicas y químicas de la materia, donde La finalidad es de transformar materias primas en diversos productos y/o servicios útiles de valor comercial para la sociedad.
- Ingeniería en energías renovables: Esta profesión es una de las más interesantes dado que se orienta a la formación de profesionales que promuevan, diseñen, construyan, operen, innoven, implementen y administren tecnologías que permitan aprovechar y utilizar energía limpia a partir de fuente de energía renovable, como lo son la energía solar, eólica, hidráulica, mareomotriz, entre otras, para un desarrollo sustentable y sostenible con el fin de reducir la contaminación del ambiente.
- Ingeniería Mecatrónica: La ingeniería mecánica integra los conocimientos y técnicas empleados en las ingeniería mecánica, eléctrica y electrónica para para desarrollar productos, procesos y sistemas integrados.
- Ingeniería Informática: La ingeniería informática o como también es conocida ingeniería en computación, es la que se encarga de aplicar los principios de la ciencia en computación en la ingeniería electrónica para el desarrollo de software o distintos tipos de estructuras lógicas que permitan el análisis de los datos, la creación y administración de proyectos informáticos, comunicaciones capaces de generar información de manera automática, y hasta el desarrollo de videojuegos. La ingeniería informática tiene un papel esencial en las tecnologías más emergentes e innovadoras, como Inteligencia Artificial, ciberseguridad y computación en la nube.
- Ingeniería Electrónica: La tecnología es un área de constante evolución, donde los principales profesionales en desarrollarla son los ingenieros electrónicos.
- Ingeniería Eléctrica: La ingeniería eléctrica es la que se encarga del estudio y aplicación los sistemas de generación, transmisión y distribución de la energía electricidad.
- Ingeniería Arquitectónica: La ingeniería arquitectónica, también conocida como ingeniería de la edificación se especializa en el estudio, diseño, planificación y construcción de edificios, estando orientado la estructura del edificio y al diseño de interiores, conociéndose como edificio las edificaciones residenciales, industriales, comerciales e institucionales.
- Ingeniería Estructural: La ingeniería estructural, es una rama de la ingeniería civil, y se basa en el diseño de superestructuras, edificios comerciales, museos de arte, además también desarrollan otras estructuras como puentes y plataformas petrolíferas.
- Ingeniería Civil: La ingeniería civil, se basa en los conocimientos de cálculo, mecánica, hidráulica y física para el diseño, construcción y mantenimiento de infraestructuras como edificios, carreteras, ferrocarriles, puentes, canales, presas, puertos, aeropuertos, diques y otras construcciones relacionadas, además de su gestión general en los proyectos de construcción.
- Ingeniería Automotriz: La ingeniería automotriz implica diseñar, desarrollar, fabricar y probar automóviles, camiones, motocicletas y otros vehículos de motor que van desde su etapa conceptual hasta su producción en masa.
- Ingeniería Aeroespacial: La ingeniería aeroespacial, se basa en el estudio de los sistemas de vuelo tanto aéreos como espaciales, para el diseño y desarrollo de aeronaves y naves espaciales. Existen dos ramas en esta profesión: aeronáutica y aeroespacial, la primera de ellas diseña y desarrolla las embarcaciones que vuelan en la atmosfera, y la segunda se ocupa de los vehículos y dispositivos que se desplazan por el por el espacio exterior o fuera de nuestra atmosfera.
- Ingeniería Biomédica: Esta profesión implementa los principios, métodos y técnicas de ingeniería para la solución de problemas en las ciencias de la salud y biológicas. Utilizando herramientas computacionales que permitan diseñar equipos o dispositivos para el procesamiento de imágenes médicas, procesamiento de bioseñales, además de la implementación de mecatrónica y la biomecánica, para ayudar en los avances en la tecnología de tratamiento de salud o mejorar la calidad de vida a las personas.
- Ingeniería mecánica: Esta ingeniería se especializa en diseñar, construir y mejorar piezas mecánicas de todo tipo de dispositivos que pueden emplearse desde plantas de manufactura, sistema de transporte, robots y hasta dispositivos empleados en el área de la salud.
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.
- Comenzamos enunciando verdadero específico: 1 es impar y 3 es impar, cuya suma es 4; un número par.
- Después demostramos que es cierto para el resto: un número impar es un número par más 1. Por lo tanto, dos números impares son en realidad dos números pares más 2.
- La suma de los números pares siempre 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.
- Meteorología: Los modelos climáticos utilizan ecuaciones diferenciales que representan la dinámica atmosférica, como la presión, temperatura, humedad y velocidad del viento. Gracias a ellos, podemos anticipar tormentas, olas de calor o precipitaciones, lo que permite prevenir desastres y planificar actividades agrícolas o urbanas.
- Economía: Los modelos econométricos predicen indicadores como precios, tasas de inflación o crecimiento del PIB, considerando variables como consumo, inversión y políticas fiscales. Esto permite a empresas y gobiernos planificar estrategias financieras y presupuestos con mayor seguridad.
- Salud pública: Los modelos epidemiológicos, como los de tipo SIR (Susceptibles, Infectados, Recuperados), predicen la evolución de enfermedades infecciosas, permitiendo diseñar campañas de vacunación y medidas de contención.
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.
- Biología: Los modelos de ecosistemas representan la interacción entre especies, predadores, presas y recursos. Por ejemplo, un modelo Lotka-Volterra permite comprender cómo la población de depredadores y presas se regula de manera cíclica.
- Ingeniería: Antes de construir un puente o un edificio, los ingenieros utilizan modelos matemáticos para analizar la resistencia de materiales y la distribución de cargas, evitando errores costosos o riesgos de colapso.
- Física y química: Los modelos permiten estudiar fenómenos como la propagación del calor, la difusión de gases o la reacción de sustancias químicas en condiciones controladas.
2.3. Optimización
Encontrar la mejor solución posible dentro de un conjunto de alternativas, usando criterios matemáticos que maximicen o minimicen una variable objetivo.
- Logística: Los modelos de rutas o redes de transporte, ayudan a determinar la manera más eficiente de distribuir productos, minimizando costos de tiempo y combustible.
- Finanzas: Permiten seleccionar combinaciones de inversiones que maximicen la rentabilidad y reduzcan el riesgo, usando técnicas como programación lineal o modelos de riesgo estocásticos.
- Producción industrial: Modelos de optimización en procesos productivos ayudan a reducir desperdicios, mejorar la eficiencia de las máquinas y ajustar el flujo de materiales.
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.
- Gobierno y políticas públicas: Los modelos epidemiológicos o económicos permiten anticipar efectos de intervenciones, como cuarentenas, subsidios o cambios fiscales, ayudando a diseñar estrategias más efectivas y responsables.
- Empresas y marketing: Los modelos de demanda y comportamiento del consumidor permiten ajustar inventarios, precios y promociones, anticipando cómo reaccionarán los clientes ante cambios de oferta o campañas publicitarias.
- Medicina y salud clínica: Simulaciones de tratamientos o administración de recursos hospitalarios permiten optimizar la atención y asignación de personal.
Cómo se construye un modelo matemático
Es un proceso sistemático que asegura su utilidad y validez:
- Definir el problema: Identificar claramente qué fenómeno se desea estudiar.
- Seleccionar variables y parámetros: Determinar qué elementos son relevantes y cómo se relacionan.
- Formular ecuaciones o reglas: Establecer relaciones matemáticas que describan el comportamiento del sistema.
- Validar y ajustar el modelo: Comparar resultados con datos reales y realizar correcciones.
- 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
- Documentar el proceso: Registrar suposiciones, ecuaciones y fuentes de datos.
- Actualizar regularmente: Incorporar nuevos datos y ajustar parámetros.
- Usar simulaciones: Probar distintos escenarios y analizar resultados.
- 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.
- Física:
- Movimiento planetario: Los modelos de gravitación de Newton y las ecuaciones de Kepler permiten calcular órbitas, velocidades y trayectorias de planetas y satélites.
- Termodinámica: Modelos matemáticos describen cómo se transfiere energía en sistemas cerrados, permitiendo diseñar motores, refrigeradores y procesos industriales eficientes.
- Mecánica cuántica: Ecuaciones como la de Schrödinger modelan el comportamiento de partículas subatómicas, fundamentales para física de materiales y electrónica avanzada.
- Biología:
- Crecimiento poblacional: Modelos como el exponencial o logístico permiten predecir el tamaño de poblaciones animales o humanas según recursos disponibles y tasas de natalidad/mortalidad.
- Difusión de enfermedades: Modelos epidemiológicos, como SIR o SEIR, ayudan a anticipar la propagación de virus y planificar medidas de control.
- Ecología de ecosistemas: Simulan interacciones entre depredadores y presas, competencia por recursos y efectos de cambios ambientales.
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.
- Ingeniería civil:
- Modelos estructurales calculan cargas, tensiones y deformaciones en edificios, puentes y túneles.
- Permiten prever el comportamiento de estructuras ante terremotos, viento o tráfico intenso.
- Ingeniería eléctrica:
- Modelos de circuitos eléctricos permiten diseñar sistemas de energía, electrónica de potencia y redes de distribución.
- Simulaciones de redes inteligentes optimizan el flujo de energía y reducen pérdidas.
- Tecnología y computación:
- Algoritmos de inteligencia artificial, aprendizaje automático y redes neuronales se basan en modelos matemáticos para procesar datos y tomar decisiones.
- Simulaciones computacionales permiten experimentar virtualmente con sistemas complejos, como aerodinámica de autos, rutas de tráfico urbano o predicción climática.
3. Economía y finanzas
En economía y finanzas, los modelos matemáticos facilitan el análisis de mercados y la toma de decisiones estratégicas.
- Modelos de oferta y demanda: Permiten determinar precios óptimos, niveles de producción y estrategias de comercialización según comportamiento de consumidores y competencia.
- Predicción de precios de acciones y gestión de riesgos: Modelos estocásticos evalúan probabilidades de pérdidas o ganancias, ayudando a inversores y bancos a proteger sus activos.
- Evaluación de políticas económicas: Simulan efectos de impuestos, subsidios o cambios monetarios, permitiendo que los gobiernos planifiquen medidas más efectivas.
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.
- Sociología:
- Modelos de difusión de información muestran cómo las ideas, noticias o comportamientos se propagan en comunidades.
- Simulaciones de redes sociales permiten estudiar influencia, liderazgo y comportamiento colectivo.
- Psicología:
- Modelos de toma de decisiones cuantifican cómo las personas eligen entre varias alternativas, considerando factores cognitivos y emocionales.
- Modelos de aprendizaje permiten diseñar estrategias educativas más efectivas y personalizadas.
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.
- Modelos epidemiológicos: Permiten anticipar la evolución de epidemias y pandemias, evaluando el impacto de medidas como cuarentenas, vacunación o distanciamiento social.
- Simulación de tratamientos médicos: Modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos permiten predecir cómo un medicamento se distribuye en el cuerpo, optimizando dosis y reduciendo efectos secundarios.
- Ensayos clínicos: Los modelos ayudan a planificar estudios experimentales, estimar el tamaño de la muestra y analizar resultados de manera objetiva.
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 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
Guías para proyectos STEAM
Guía para diseño de proyectos STEAM
¿Qué son problemas STEAM?
- Son problemas que, para su comprensión, se necesita movilizar a más de un área de conocimiento.
- Son problemas que están situados en la realidad .
- Son problemas que necesitan tener conocmiento cientifico a nivel teórico, procediminetal y epistemológico
- Son problemas que movilizan conocimientos previos adquiridos a nivel teórico, procediminetal y epistemológico
- Son problemas que permiten tener un mayor contacto con el mundo científico y teccnológico
- Son problemas que permiten mejorar la cultura científica, tecnológica e innovadora
Pero estos proyextos pueden ir desde lo más sencillo a lo más complejo que se quiera y todos son importantes para la educación de nuestro alumnado. Vamos a poner ejemplos a ver si así se ve más fácil.
Ejemplo para primaria: Proyecto Gabinete de curiosidades biológicas.
Conexión con la realidad: Analisis de una zona natural cerca del colegio.
Ciencias naturales: Las plantas.Origen de la vida/ diversidad vegetal /clasificación.
Matemáticas: Recogida de datos tipo de plantas de una zona en concreto. Generación de tablas
Tecnología: qué es un Microscopio. Cómo utilizarlo
Arte: Fotografía/ilustración científica.
Literatura: Literatura de viajes
Ingeniería: Domotizar una maceta con microbit para que se riege cuando está seca.
Educación ciudadana. ¿Sienten las plantas?
Música: Componemos música isnpirada en las plantas o para las plantas Proyecto data garden https://www.datagarden.org/installations // Mort Garson Disco Plantasia 1976 sintetizador Moog
Proyecto final una exposición y vídeo,...
1- Explicación documenntal de la investigación
2- Muestra de los proyectos de riego domotizado
3- Exposión fotográfica o de ilustración
4- Escucha de las composiones realizadas para las ilustraciones o para las plantas que se riegan.
Descarga desde la zona de docuemntos adjuntos de la platafoma la secuencia didáctica Gabinete de curiosiosidades_STEAM_Claude
La información anterior la puedes meter en una IA a modo de prompt
Ejemplo secundaria. Proyecto Tierras raras
Conexión con la realidad: Este grupo de metales,están presentes en casi todos los dispositivos tecnológicos que definen nuestra vida cotidiana: desde las pantallas de los móviles hasta las baterías de los coches eléctricos.
Geografia: Influencia geopolítica
Química: Tabla periódica. formulación de estos metales
Física aplicada.
Ingeniería (de sistemas energéticos):Transición energética.
Matemáticas. Economía mundial.
Tecnología: destripar un movil o un led,... analizar la función de esos metales.
Música y danza: Danza contemporanea.LUZ ARCAS "tierras raras" .
Arte: Videoarte Maria García Ruiz. Si hay territorios que solo dependen de ser cantados”.
Guía para evaluar la aplicación del Enfoque STEAM
Indicadores de monitorización y de impacto concretos
Nos van a servir para conocer que se ha trabajado con asignaturas y que impacto a tenido la aplicación del enfoque STEAM e realación con las asignaturas movilizadas. Los niveles se pueden ampliar y los contenidos del mismo ajunarlos más al el proyectos desarrollado.
Aqui tienes los enlaces para que puedas adaptarlos a tus necesidades.
Poner enlaces
Indicadores de monitorización generales
Una vez propuesta el proyectos es conveniente hacerse estasn preguntas. También es necesario recordarlas a lo largo del desarrollo del proyecto y también al final.
- Concreción: ¿Están bien definidos los objetivos y el nivel educativo del alumnado?
- Relevancia: ¿En que medida el proyecto encaja con las priorizades de a prendizaje del alumnado?
- Accesibilidad: ¿En que medida el proyectos es accesible todo alumnado al que va dirigido?
- Alcance: ¿En qué medida el poryecto consigue lo propuesto en los objetivos?
- Sostenibilidad: ¿En que medida el proyectos plateado puede replicarse en próximos cursos?
- Eficiencia: ¿En que medida se utilizan de forma óptima los recursos (personales, materialres, temporales...) para llevar a cabo el proyecto?
Indicadores de impacto generales
Son la combinación de los objetivos a los que queremos dar respuesta y el nivel al que queremos hacerlo. Podemos seguir el criterio SMART. Objetivos especificos (Specific), medibles (Measurable), alcanzable(Achievable), relevante (Relevant) y de duración determinada (Time-bound)
Por ejemplo, si hacemos una charla el día de la mujer y la ciencia podemos llegar a un nivel 1 o como mucho 2 si el contenido de la charla entra para examen o hay que realizar un trabajo sobre la misma.
LLegaremos a un nivel 3 si vemos que el alumnado después de una evaluación o varias evaluación trabajadnoc on enfoque STEAM cambia su actrual hacia las disciplinas STEAM.
Estaremos en un nivel 4 cuadno e alumnado se enfrenta a situaciones nuevas en las que tienen que aplicar conocimentos y métodos aprendidos y es capaz de aplicar y resolver.
Dependiendo del grado de aplicación del enfoque STEAM en nuestro centro (a nivel de aula, de nivel educativo, de centro) pondremos unos indicadores u otros.
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