U2. T03: Relación de las 4 áreas con las 6 habilidades STEM

4 áreas - 6 Habilidades

 Vamos a establecer una relación entre las 4 áreas y las 6 habilidades STEM que sugiere Morrison (2006). Veamos una imagen:

Veámoslas una a una:

Solucionadores de problemas

Ser capaces de determinar las preguntas y los problemas, planear investigaciones para recoger, recopilar y organizar datos, sacar conclusiones y luego, ponerlo en práctica en situaciones nuevas e innovadoras.

 Las 4 áreas pueden relacionarse directamente con esta habilidad, ya que para poder aplicar el método científico o resolver cualquier problema es necesario preguntarse qué situación tenemos y cómo podemos modelizarlo de forma que nos sirva para encontrar una solución.
De una forma más cercana, en mis aulas de secundaria suelo utilizar problemas reales que necesiten de la ayuda de la imaginación para poder modelizarse. Por ejemplo, "¿qué cantidad de papel de plata se usa en este colegio durante una semana?".

Innovadores 

Usar creativamente los conceptos y principios de Ciencias, Matemáticas y Tecnología, poniéndolos en práctica en los procesos del diseño de ingeniería. 

A mi parecer, las áreas que más ayudan a desarrollar esta habilidad serían la tecnología y la ingeniería, ya que para resolver un problema, es necesario usar la memoria o un poco de imaginación. No obstante, para poner en práctica la teoría, muchas veces el alumnado se enfrenta a problemas que no había podido preveer previamente. Es aquí cuando deben innovar para poder salir adelante y alcanzar su objetivo.

Inventores 

Reconocer las necesidades del mundo y diseñar, probar y poner en marcha las soluciones obtenidas (proceso de ingeniería). 

 Creo que esta habilidad se relaciona muy fácilmente con la anterior, ya que para poder inventar algo, se debe poder visualizar y analizar un problema u obstáculo con el objetivo de crear una solución adecuada.

Autosuficientes

Ser capaces de usar la propia iniciativa y motivación, desarrollar y ganar confianza en sí mismos, y trabajar en un determinado tiempo. 

Hoy en día, por desgracia, muchos de l@s estudiantes se enfrentan a un gran problema: no son capaces de enfrentarse a las dificultades sin más. De hecho, en la mayoría de ocasiones no intentan resolver los problemas sino que simplemente esperan a que se les diga qué hacer. Es por eso que esta habilidad es muy importante que se desarrolle. Lo ideal sería que la educación fuera capaz de formar alumn@s autónom@s, que sean capaces de pensar por sí mism@s y que tengan un espíritu crítico.

Pensadores lógicos

Ser capaces de llevar a la práctica los procedimientos racionales y lógicos de las Ciencias, las Matemáticas y la Ingeniería, planteando innovaciones e invenciones. 

La lógica matemática es la primera que me viene a la mente al intentar relacionar esta habilidad con las cuatro áreas. No obstante, hay más de un tipo de lógica: la computacional, entre otras. Es importante que l@s estudiantes aprendan a razonar por sí mismos.

Tecnológicamente cultos

Entender y explicar la naturaleza de la tecnología, desarrollar las habilidades necesarias y llevarlas a cabo en la tecnología de manera apropiada.

 El objetivo de las cuatro áreas es, en resumen, lograr que el alumando sepa entender y usar la tecnología. Además, que sepa adaptarse a los cambios propios de los avances que se van sucediendo en el tiempo.

Tarea STEM: Ejemplo. Escasez de agua.

Esta actividad se ha obtenido del proyecto Compass (link aquí). Se trata de analizar el consumo de agua y hacer que el alumnado entienda de qué forma se pueda evitar la escasez de agua. Por una parte, se estudia el ciclo del agua y se hacen experimentos que analizan la calidad de la misma en alguna zona cercana a dónde viven. Además, se propone una actividad de investigación sobre los tipos de fuentes de agua potable. Entonces, se construye una propia desalinizadora. Por último, se tratan proyectos estadísticos y de análisis de datos, con el objetivo de desarrollar la competencia de resolución de problemas.

Veamos qué habilidades de las cuatro áreas se trabajan:

En concreto, este mini proyecto se podría hacer por partes, es decir, no es necesario hacer todo lo que se pide y es fácilmente adaptable a cualquier pueblo o zona.

Tarea STEM: Viajar por el espacio

Desde las 4 áreas, se propone analizar y aprender cómo funcionan los viajes en el espacio. Se propone para alumnado de 4º ESO, y se debe desarrollar en varias sesiones (por ejemplo 5). Es una actividad sacada del último congreso de ESTALMAT en Valencia (Enlace de la página oficial aquí). Creo que realmente esta secuencia es STEM porque no se trata simplemente de memorizar o aprender algo, sino que se aprende en primer lugar la teoría a través de la propia investigación y no se puede "encajar" en una materia. Además, al tener un proyecto en mente (en este caso, viajar de la Tierra a Marte) todo lo que se aprende se pone en práctica.

Se tratan algunas de las habilidades descritas por Morrison (Solucionar problemas, autosuficiente, innovador, tecnológicamente culto). En cuanto a los contenidos de las asignaturas que se tratan:

• Matemáticas: modelización, funciones.
• Ciencias: movimiento de los planetas, órbitas y órbitas geoestacionarias.

Se dividirá esta tarea en 3 partes:

1. Investigación. Se pretende que el alumnado desarrolle
1. Cuál es el movimiento real de los planetas.
2. Aprender cómo funcionan los satélites y de qué forma se les pone en órbita.
3. Preguntas de reflexión como: si los satélites giran alrededor de la Tierra, ¿Por qué las antenas siempre enfocan al mismo sitio?
4. Averiguar cuántos satélites hay ahora mismo alrededor de la Tierra.
2. Maniobras orbitales.
1. Aprender cómo cambiar de una órbita a otra.
2. Entender la órbita de Hohmann.
3. Investigar la órbita de la sonda Rossetta y la Voyager.
3. Ejercicio: misión a Marte (3 sesiones).
1. Se les indican los datos al alumnado:
• Aproximaremos las órbitas circulares de Tierra y Marte (a=1 y 1,52UA, respectivamente).
• Supondremos que están en el mismo plano orbital.
• Se debe usar la órbita de Hohmann, así que hay que estimar el semieje mayor a y el período T.
• Marte debe estar ahí cuando llegues con la nave. Hay que tener en cuenta que tardarás la mitad del período de la órbita elíptica en llegar, con lo que debes estimar el tiempo de salida teniendo en cuenta ese retraso.
• Por último, se les pasa un excel con los datos sobre la Tierra y Marte, para que puedan estimar las fechas propicias.
2. El alumnado tendrá que desarrollar una presentación o simulación de la misión.

 Ahora veremos la relación entre las áreas y las competencias de un alumno STEM.

• Matemáticas.
• Aplicar el razonamiento y herramientas matemáticas para describir, interpretar y predecir distintos fenómenos en una diversidad de contextos.
• Desde luego esta competencia se ve claramente en la última atividad, donde el alumnado debe razonar cómo hacer que el cohete llegue a Marte (y Marte siga ahí).
• Emitir juicios y proponer argumentaciones que validen y contrasten opiniones, respuestas y alternativas.
• Esta se ve reflejada en las preguntas de la primera sesión, ya que al analizar por qué las antenas sólo enfocan a un punto en el cielo se pueden producir muchas respuestas diversas.
• Describir con precisión los cálculos realizados y las soluciones halladas.
• El hecho de pedir una presentación o simulación donde se expliquen los cálculos tiene como objetivo potenciar esta competencia.
• Actitudes y valores relacionados con el rigor y la veracidad.
• Se espera que al tener un "viaje" en mente sus cálculos sean un poco más precisos y se potencie esta competencia.
• Ciencia y tecnología
• Capacitan a ciudadanos responsables y respetuosos para que desarrollen juicios críticos sobre hechos científicos y tecnológicos que han sucedido a lo largo del tiempo.
• El proceso previo de investigación tiene como fundamento que el alumnado tenga en mente qué procesos científicos y tecnológicos se han llevado a cabo para poder enviar sondas al espacio.
• Implican una visión integrada de varias áreas, como la física, la química, la biología, la geología, las matemáticas y la tecnología.
  
  • En este caso concreto, la unión entre la física, las matemáticas y la tecnología se ve teniendo en cuenta que la actividad que van a realizar está dentro de un contexto del espacio.
• Requieren también habilidades técnicas y, sobre todo, identificar preguntas, resolver problemas, llegar a conclusiones y tomar decisiones basadas en el rigor científico.
  
  • De nuevo, al tratarse de un proyecto, se espera que el alumando haga uso de un rigor científico.
• Incluyen actitudes y valores relacionados con el interés por la ciencia, el apoyo a la investigación científica, la valoración del conocimiento científico y el sentido de la responsabilidad para la conservación de los recursos naturales.
  
  • Uno de últimos motivos que fomentan esta actividad es que los alumnos sean capaces de entender la neceidad del ahorro de material y combustible, en este caso a un nivel no solo del espacio sino también a un nivel más próximo.
   

Espero que os sirva!
Lidia