En conexión con este marco económico, didáctico y político, en los últimos años ha emergido en el espacio de la innovación educativa el término STEM, acrónimo de los términos en inglés Science, Technology, Engineering, Mathematics. El término STEM genera desconcierto entre profesionales y es usado con distintos significados dentro del mundo educativo (Akerson et al 2018, Bybee 2010, Brown et al 2011, Couso 2017, National Research Council 2014). Esto se debe a que, en realidad, el término no hace referencia directa a ninguna metodología, sino que se refiere al marco expuesto (en particular al económico) y cobija a todos los elementos educativos (precedentes o de nueva creación) que puedan ser de utilidad para su consecución. Por ello, podemos considerar que STEM no es en sí una metodología, sino un panel (variante y creciente) de herramientas tecnológicas, perspectivas pedagógicas y enfoques metodológicos (Couso 2017) que se ha considerado que pueden ser de utilidad para los objetivos STEM.

En la dimensión de herramientas tecnológicas, además de la programación/robótica, impresión 3D y el trabajo con sensores, suelen encontrarse como ítems STEM el trabajo con objetos tecnológicos accesibles como Apps y teléfonos móviles y aplicaciones de trabajo “Cloud” y Datos remotos (geolocalización, laboratorios virtuales, etc.) (Domènech-Casal 2014a y 2014b, López et al 2017).

En la dimensión de perspectivas pedagógicas, el ámbito STEM recluta tres ejes, Inclusión, Creatividad y Ciudadanía. En el eje de Inclusión, STEM implica promover la participación y empoderamiento de las estudiantes en los ámbitos STEM, y la incorporación de estudiantes de familias de perfil socio-económico bajo. En el eje de la Creatividad, los espacios de creación prospectiva, como el Tinkering (Simarro y Couso 2016), o la integración de las Artes (en un sentido amplio) en la enseñanza de la Ciencia, Tecnología y Matemáticas, lo que ha venido a llamarse STEAM (Henriksen 2014). En el eje de la Ciudadanía, podríamos incluir el trabajo con Controversias Socio-Científicas, (Sadler 2009), la Ciencia Ciudadana (Bonney et al 2009), la Investigación e Innovación Responsable (RRI) (Domènech-Casal 2018a) y la Educación Ambiental o Educación para el Desarrollo y la Paz (Mesa 2000, Gil y Vilches 2001).

En la dimensión de enfoques metodológicos la llegada de STEM a la educación ha coincidido con una revitalización de metodologías activas específicas y generales. Lo importante ya no es sólo saber ciencias, matemáticas y tecnología, sino saber resolver problemas en contextos reales “pensando como” matemáticas/os, científicas/os e ingenieras/os. Por ello, algunos referentes metodológicos propios de las áreas STEM y sus discursos epistémicos se cobijan también dentro del gran paraguas STEM. En matemáticas, la resolución de problemas, entendida en sentido epistémico, no algorítmico, es decir abordar problemas complejos para definir una estrategia matemática de resolución (Pólya 1962, Schoenfeld 1992, Simarro 2016). En ciencias, la indagación y la modelización (Bybee 1997, Caamaño 2011), o propuestas como la IBSE (Llewellyn 2005), que proponen la enseñanza de las ciencias emulando el proceso científico de creación del conocimiento (observar evidencias, diseñar experimentos, conectar con –y elaborar- modelos…). En tecnología, el conocido como Proceso Tecnológico, que en contacto con el mundo de la innovación industrial y el Diseño ha dado lugar a distintas aproximaciones, como el Design Thinking, el fenómeno “Maker” o el “Learning by Design” (Albalat 2017, Bordignon, Iglesias y Hahn 2016). La orientación a contextos implica también la necesidad de perspectivas interdisciplinarias, en la línia de lo propuesto como educación CTS (Ciencia, Tecnología y Sociedad) (Aikenhead y Ryan 1992). Por otro lado, este cambio metodológico también ha reivindicado objetivos didácticos como las “soft skills”, habilidades o capacidades necesarias, como el trabajo cooperativo, o el Pensamiento Computacional, que tienen aplicación en las distintas áreas STEM (Brennan y Resnick 2012, Simarro et al 2016Wing 2006).

El profesorado participante entregó como actividades evaluables varias propuestas de proyectos elaboradas en las distintas sesiones a lo largo de la formación según la plantilla propuesta, sumando un total de 87 proyectos disponibles en el blog de la formación.

Para la evaluación de los propuestas de proyectos se utilizó la rúbrica ABPMap (descargable en: https://bit.ly/2BcXRLd). Esta rúbrica, descrita en anteriores trabajos (Domènech-Casal 2018b) incluye el análisis de 6 componentes didácticas (Contexto, Conflicto, Discurso, Contenidos, Apertura, Interdisciplinariedad) relacionadas con lo expuesto en la introducción y distintos niveles para cada una de las componentes. Se seleccionó esta rúbrica para este estudio por haber sido testada en la evaluación de proyectos aplicados en el aula y referir de modo concreto a las complejidades didácticas descritas en la introducción para el ABP.

Los proyectos fueron evaluados con la rúbrica estableciendo una puntuación (1-4) para cada componente (como se describe en la rúbrica), elaborando el perfil de componentes de cada proyecto (la combinación de puntuaciones de cada proyecto). Para la representación de los datos, se elaboró el gráfico ABPMap: se ubicaron las componentes en filas y se representó el número de proyectos que se situaban en cada puntuación (1→4). Se identificaron con códigos de colores las puntuaciones con más proyectos, de forma similar a un mapa de curvas de nivel (Fig. 1).

Por otro lado, los proyectos fueron sometidos a un análisis de clúster jerárquico (Johnson 1967, Jardine y Sibson 1971) destinado a determinar si ciertos perfiles de componentes eran frecuentes y permitían identificar tipologías de proyectos. Para ello, se siguieron los pasos siguientes:

1. 1. Se eligieron 15 proyectos al azar y se calculó para cada uno de ellos cuántos proyectos del total (87 proyectos) tenían un perfil de componentes similar que se diferenciase como máximo acumulado en un total de 3 puntos.
2. 2. Se seleccionó el proyecto que tenía más proyectos similares y se definió el grupo como Tipo A.
3. 3. Se eliminaron del listado los proyectos de tipo A.

El proceso se repitió varias veces hasta generar los tipos B, C, y D. Los proyectos restantes no pudieron ser agrupados, pues la diversidad de perfiles no permitió formar clústers más allá de 4 proyectos, que se consideraron no representativos. Para descartar el efecto del azar en la elección inicial de los 15 proyectos, se repitió dos veces el proceso desde el principio, confirmando los mismos resultados. Se representaron sobre el ABPMap los tipos de proyectos identificados (Fig. 2).

Se colectaron 87 diseños de proyectos durante las distintas sesiones. Los distintos proyectos presentaron una distribución desigual en las distintas componentes (Fig. 1). Sólo 9 de los 87 proyectos incorporaron 3 o más materias, y 58 (un 75%) incorporaron sólo una materia (algo esperable, pues dos de las sesiones se dedicaron al desarrollo de proyectos de área). Los proyectos se concentran en una zona con un despliegue moderado (nivel 2) del conflicto, los contenidos y el grado de apertura. Principalmente se crearon proyectos en los que los contenidos están en la periferia del conflicto, se desarrollan de manera parcial e informal y los alumnos participan en la evaluación, pero no en decisiones sobre los productos.

Figura 1
Mapa ABP: Representación bidimensional del nivel de despliegue (1>4) de cada componente (eje vertical) en el conjunto de 87 proyectos. Los números identifican los proyectos que se sitúan en cada nivel de despliegue. Las zonas con colores delimitan niveles de desarrollo de componentes más o menos "pobladas"

Al realizar el análisis de clusters, se identificaron en el grupo de 87 proyectos 4 clusters correspondientes a distintos perfiles de niveles de desarrollo de las componentes ABP STEM. Los perfiles de componentes de cada cluster se describen a continuación y se representan en la Fig. 2.

Proyectos de tipo A: Proyectos de una sola área, que emergen del mundo real, del que incorporan agentes. Los contenidos están en el núcleo del conflicto y son esenciales (pero no suficientes) para resolverlo. Se aplican procesos y formatos propios de creación de conocimiento de las áreas STEM. Los contenidos son desarrollados de forma parcial y formalizados activamente. Los alumnos no participan en la planificación, pero sí se auto-evalúan.

Un ejemplo de este tipo de proyectos es el proyecto P11, titulado “Contaminación en el Iseo”, un Estudio de Caso Dirigido para 3º de ESO en el que el alumnado toma el rol verosímil de integrantes de una ONG y deben, a partir de un escenario concreto, determinar qué puntos del recorrido de un río deben analizar en el laboratorio, realizar los análisis y establecer la causa de la contaminación en un informe final en formato científico.

Figura 2
Representación bidimensional de los 4 Clusters (A, B, C Y D) de proyectos identificados sobre el Mapa ABP. Entre paréntesis la cantidad de proyectos de cada tipo.

Proyectos de tipo B: Incorporan materiales del mundo real, pero el contexto y rol del alumnado no es verosímil. Los contenidos -de una sola área- no juegan un papel significativo en la resolución del conflicto. Se aplican de forma pautada procesos de obtención de datos propios de las áreas STEM. Los contenidos se aplican y desarrollan de manera parcial y no formalizados. Consisten en una sucesión de tareas cerradas. Un ejemplo de este tipo de proyectos es el P10, “Construcción de un árbol de navidad geométrico” en el que los alumnos deben usar figuras geométricas con materiales pautados (cartulina y cañas de refresco) para construir árboles de navidad para la decoración del instituto.

Proyectos de tipo C: Proyectos Interdisciplinarios que incorporan 3 áreas STEM. El proyecto tiene sentido sólo dentro del aula y no incorpora formatos del mundo real. El conflicto puede resolverse sin los contenidos, que son re-producidos sin usar ninguna aproximación específica de áreas STEM. Los alumnos no participan en la planificación, pero sí se auto-evalúan. Un ejemplo es el proyecto 48, “Escape Room” en el que los alumnos deben formar equipos y crear un conjunto de pruebas de pregunta-respuesta o resolución de algoritmos que abarquen distintas áreas STEM para que sea resuelto por otro equipo.

Proyectos de tipo D: Proyectos en los que participan dos disciplinas y se incorporan elementos del mundo real y los contextos y roles son reales. Los contenidos se identifican con el núcleo del conflicto y son esenciales para su resolución. Se desarrollan dinámicas epistémicas propias de las STEM para la creación y evaluación de conocimiento. Los contenidos son construidos de forma parcial y formalizados. Los alumnos no participan en la planificación, pero sí se auto-evalúan.

Un ejemplo de este tipo de proyectos es el proyecto P73 dirigido a 3º de ESO, “Diseño de un cosmético”, en el que cada equipo es una empresa de cosméticos que debe usar conocimientos de ciencias y tecnología para elaborar su producto, que presentan a representantes de empresas de farmacia y cosmética.

28 de los 87 proyectos no pudieron agruparse.

Figura 3
Número total de aportaciones en cada categoría para los apartados del portfolio "Me anoto, me interesa" y "No entiendo, no veo, me falta".

Resultados de portfolios y encuesta al profesorado

El análisis de los portfolios realizados por los participantes a lo largo de las jornadas ha permitido obtener una imagen de su percepción sobre distintos aspectos del ABP, que se han cuantificado por categorías (Fig. 3), destacando el interés de conocer proyectos, herramientas, y la contextualización real del aprendizaje (Genuino) de los ABP y las dificultades en la Gestión.

En la encuesta, la evaluación, logística y la falta de espacios de coordinación fueron los más puntuados como posibles dificultades en la aplicación del ABP (Fig. 4a).

El desarrollo de las habilidades de trabajo en equipo es el aspecto que más destaca el profesorado como fortaleza del ABP (Fig. 4b). Observando las desviaciones tipo se detecta que el profesorado detecta de forma distinta las dificultades del ABP, pero es más homogéneo en la detección de sus fortalezas. El profesorado considera que son elementos de calidad de una propuesta ABP que se evalúen los aprendizajes, que tenga sentido en el mundo real y que se trabaje en equipo (Fig. 5a).

Figura 4
a) Media y desviación típica de hasta qué punto considera el profesorado que cada uno de los elementos es una dificultad para el ABP (6: muy de acuerdo; 1 muy en desacuerdo). b) Valores medios y desviación tipo de la valoración que hace el profesorado de distintas proposiciones como fortalezas de la metodología.

Al preguntar al profesorado sobre los enfoques para la formación de profesorado en ABP de forma genérica -no sólo en lo referido a la formación en la que participa- el profesorado propone distintos enfoques o estrategias (Fig. 5b). La desviación tipo se mantiene baja en los distintos ítems (alrededor de 1), lo que sugiere que, a pesar de identificar distintas dificultades, el profesorado tiene visiones similares sobre qué tipo de enfoques formativos del profesorado pueden ayudar a resolverlas.

Figura 5
a) Valores medios y desviación tipo de la valoración que hace el profesorado de elementos de calidad de una propuesta ABP. b) Valores medios y desviación tipo de la valoración que hace el profesorado de la utilidad de apoyos/experiencias formativas para el desarrollo de prácticas ABP.

La mayoría de los proyectos analizados sitúan a los contenidos en la periferia del conflicto (no juegan un papel fundamental en su resolución) y el alumnado tiene poca participación en su planificación. Esto se contradice con dos de las motivaciones que suelen esgrimirse en la adopción del ABP como metodología, esto es, el aprendizaje instrumental y la creatividad y autonomía del alumnado (Sanmartí y Márquez 2017). Una gran parte de los proyectos propuestos por el profesorado puede explicarse en base a 4 perfiles que hemos identificado. No hay una razón aparente de por qué estos perfiles son tan abundantes en la muestra, pero parecen indicar visiones del profesorado sobre qué es un proyecto o “zonas de equilibrio”, espacios didácticamente posibles o adaptables a la logística (espacios, currículum) o liturgias (evaluación, roles de profesorado y alumnado) de las aulas. En los 4 perfiles, hay una asociación en el despliegue de las componentes Contexto, Conflicto y Discurso. Esto parece indicar que el nivel de despliegue de una de estas componentes puede favorecer el despliegue de las otras. Inesperadamente, en estos 4 perfiles el despliegue de la interdisciplinariedad es opuesto al contexto, contradiciendo la visión intuitiva de que en el diseño de proyectos la interdisciplinariedad es una consecuencia de la ubicación del proyecto en contextos más reales (Grau 2009). Esta tendencia sólo se rompe con los proyectos de tipo D, que son los que desarrollan más las componentes de Contexto, Conflicto, Discurso y Contenidos.

Es importante hacer constar que este análisis se ha realizado con proyectos diseñados (no aplicados), y que es común que los proyectos experimenten modificaciones en su aplicación, por lo que nuestras interpretaciones se limitan al diseño de los proyectos.