Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas: educación STEM

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STEM son las siglas en inglés de Science, Technology, Engineering and Mathematics (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas).

● La CIENCIA es el estudio del mundo natural, incluyendo las leyes de la naturaleza y asociado a la física, la química y la biología, además del tratamiento y aplicación de hechos, principios, conceptos y convenciones relacionados con estas disciplinas. La ciencia es un cúmulo de conocimiento que se ha ido adquiriendo a lo largo de la historia y un proceso (el método científico) que genera nuevo conocimiento. Este conocimiento alimenta los procesos de diseño de la ingeniería.

● La TECNOLOGÍA, si bien no es una disciplina en el sentido más estricto, comprende todo el sistema de personas, organizaciones, conocimientos, procesos y dispositivos que entran en la creación y operación de artefactos tecnológicos, así como los propios artefactos. A través de la historia, los seres humanos han creado la tecnología para satisfacer sus deseos y necesidades. Gran parte de la tecnología moderna es un producto de la ciencia y la ingeniería. La tecnología es la herramienta necesaria para la aplicación de la ciencia y la ingeniería.

● La INGENIERÍA es tanto un cúmulo de conocimiento — sobre el diseño y la creación de productos hechos por el hombre — como un proceso para la resolución de problemas. El proceso de diseño en ingeniería no es teórico, ideal, sino que utiliza restricciones del mundo real, como por ejemplo las propias leyes de la naturaleza o los límites del conocimiento científico. Tiempo, dinero, materiales disponibles, ergonomía, regulaciones ambientales, fabricabilidad, etcétera son otras de las restricciones para la ingeniería, que se alimenta de conceptos aportados por la ciencia y las matemáticas, así como de las herramientas tecnológicas.

● La MATEMÁTICA es el estudio de patrones y relaciones entre cantidades, números y espacio. A diferencia de la ciencia, donde la evidencia empírica se busca para justificar (o derrocar) las teorías científicas, las afirmaciones en matemáticas se justifican a través de argumentos lógicos basados en supuestos fundamentales. Los propios argumentos lógicos son parte de las matemáticas, junto con las afirmaciones. Al igual que en la ciencia, el conocimiento en matemáticas sigue creciendo, pero a diferencia de la ciencia, el conocimiento en matemáticas no se revierte, a menos que las suposiciones fundacionales se transformen. Las categorías conceptuales específicas de matemáticas incluyen números y aritmética, álgebra, funciones, geometría, estadística y probabilidad. Las matemáticas se aplican en ciencia, ingeniería y tecnología.

STEM es una corriente educativa surgida en Estados Unidos cuyo objetivo es capacitar a las nuevas generaciones para las necesidades del futuro (cercano) en lo que se refiere a desarrollo tecnológico e innovación.

Bueno, en realidad es mucho más.

STEM es mucho más que un plan de estudios que pone énfasis en asignaturas relacionadas con las ciencias, las matemáticas, la tecnología o la ingeniería. Se trata de un sistema completo que aborda todas esas disciplinas de una forma integrada y que pone el foco en las competencias que adquieren los niños a lo largo de su etapa en la escuela, en lugar de hacer que memoricen contenidos de ciertas materias.

Esto es lo verdaderamente importante. Los niños no pueden seguir estudiando como hace 50 años: no tiene sentido memorizar libros de texto para vomitar su contenido en los exámenes, porque lo que se “aprende” de esa manera, se olvida días después.

En su lugar, se plantea que las cosas se aprendan mientras los alumnos juegan, mientras experimentan y mientras descubren el mundo que les rodea. Lo que se aprende así, no se olvida jamás. Los anglosajones lo llaman hands-on learning, aprender haciendo.

Este enfoque no puede ser aislado. Hasta ahora, prácticamente desde la Educación Infantil, los niños tienen asignaturas de ciencias y matemáticas. Por separado. Poco (o nada) de atención se le presta a la tecnología y a la ingeniería.

Pero el mundo no es así. La ciencia se sostiene en las matemáticas, pero requiere del uso de tecnología desarrollada mediante ingeniería.

Por otra parte, la ingeniería depende de los descubrimientos científicos, aplicando las matemáticas y utilizando herramientas tecnológicas.

La tecnología y las herramientas tecnológicas se desarrollan gracias a la ingeniería, aplicando principios científicos y matemáticos.

Afrontar las disciplinas STEM de una manera conectada, aplicándolas siempre a los problemas y situaciones del mundo real, hace crecer muchísimo la motivación por aprender de los chavales, además de multiplicar por mil el interés, la capacidad de resolver problemas y una cuestión que cada vez es más escasa: la perseverancia.

“No es que sea más listo que los demás, simplemente paso más tiempo con los problemas”
- Albert Einstein -

¿Deberíamos darle más importancia a la educación STEM?

Rotundamente sí. Y cuanto antes, mejor.

La educación STEM abarca las 4 Cs identificadas como capacidades clave en la educación del siglo XXI: Creatividad, Colaboración, pensamiento Crítico y Comunicación.

  1. Creatividad
  2. Colaboración
  3. Pensamiento Crítico
  4. Comunicación

El que los chavales adquieran estas capacidades es una necesidad urgente. Por cómo es el mundo en el que vivimos, y por el trepidante desarrollo tecnológico:

  • Por cada cien estudiantes que obtienen un grado de ciencia o ingeniería en universidades de Estados Unidos, según cálculos del economista de la Universidad de Colorado Keith Maskus, el país gana sesenta y dos patentes tecnológicas nuevas.
  • No solo van a desaparecer casi todos los trabajos que existen, sino que el 65% de los niños que ahora empiezan Educación Primaria estarán empleados en un trabajo que ni siquiera ha sido inventado aún.
  • El 80% de todos los trabajos de la próxima década requerirán conocimientos tecnológicos (en España únicamente el 9% se especializa en STEM)
  • ¡Un 23% de los españoles se declara tecnófobo!
  • Se estima que en el año 2015 harán falta 700.000 profesionales STEM en toda Europa (1) News by European Comission, Marzo 2012
  • La industria alemana ha identificado 70.000 vacantes en puestos de ingeniería (2) VDI-/ IW Ingenieumonitor
  • Faltan más de 41.800 profesionales STEM en España (3) Eurostats 2012
  • Y un largo, muy largo, etcétera.

Según la compañía Ramstad, si España no hace un esfuerzo por adaptar la formación a las necesidades empresariales, en 2020 en nuestro país podrían hacer falta 1,9 millones de trabajadores altamente cualificados. Y lo que es peor, habría profesionales que no encontrarían trabajo, pese a las vacantes existentes en el mercado, por no responder a los requisitos exigidos.

Para hacer frente a esta clara necesidad, cabe destacar que se están planteando iniciativas a nivel global para fomentar el desarrollo de la educación STEM entre los más jóvenes: desde la Administración Obama y sus ref1 y ref2, a la Comisión Europea, que ha destinado un presupuesto de más de 110 millones de euros para 2016 y 2017 dentro de su programa H2020 para el desarrollo de proyectos y políticas que fomenten la educación STEM en Europa.

En España, además de contar con el apoyo de empresas e instituciones educativas de reconocido prestigio, Start Tech es una iniciativa impulsada por un grupo de compañías líderes en el sector tecnológico, que han decidido aunar esfuerzos con el objetivo de fomentar las vocaciones tecnológicas dentro de la sociedad española, para hacer frente a la disminución del número de jóvenes que elige formación en materias STEM.

En Euskadi, la Agencia Vasca de la Innovación (Innobasque) apuesta claramente por el desarrollo de competencias STEM en su escuela de innovación. Quiere promover una percepción positiva sobre la ciencia, la tecnología y la innovación entre los jóvenes vascos e involucrarles en su impulso.

Conclusión

Fomentar entre los jóvenes las vocaciones y el interés por la ciencia, la tecnología, la ingeniería, y las matemáticas es una necesidad vital

Las disciplinas STEM son necesarias para contar con futuras generaciones más creativas, que trabajen de una manera colaborativa y comunicativa, aplicando el pensamiento crítico para resolver los problemas a los que se ha de enfrentar la sociedad.

Los niños de hoy lo tendrán difícil como adultos del mañana si no se adaptan a lo que requiere la sociedad. No se trata simplemente de que vayan a rebufo del desarrollo tecnológico, sabiendo utilizar las nuevas herramientas tecnológicas. Ser un simple usuario de tecnología no garantiza el éxito. Lo que sí lo garantiza es la participación en el desarrollo tecnológico futuro. Ser parte del futuro. Crear el futuro.

INVENTAR EL FUTURO. Eso es lo que intenta la educación STEM.

STEM se convierte en STEAM al introducir la A: Arts. No solo disciplinas artísticas, sino el proceso de diseño. Pero mejor dejamos este tema para otro post.