Novasinergia 2022, 5(2), 90-105. https://doi.org/10.37135/ns.01.10.06 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Enfoque STEM y aprendizaje basado en proyectos para la enseñanza de la
física en educación secundaria
STEM approach and project-based learning to teach physic in high school
Alejandra Fonseca-Factos *, Verónica Simbaña-Gallardo
Universidad Indoamérica, Quito, Ecuador, 170136; vsimbana3@indoamerica.edu.ec
*Correspondencia: sonia.fonseca@educacion.gob.ec
Citación: Fonseca-Factos, A., &
Simbaña-Gallardo, V., (2022).
Enfoque STEM y aprendizaje
basado en proyectos para la
enseñanza de la física en
educación secundaria.
Novasinergia. 5(2). 90-105.
https://doi.org/10.37135/ns.01.
10.06
Recibido: 29 octubre 2021
Aceptado: 07 junio 2022
Publicación: 05 julio 2022
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: El objetivo de este trabajo fue analizar la
implementación del enfoque educativo Ciencias,
Tecnología, Ingeniería y Matemática (Science, Technology,
Engineering, and Mathematics, STEM) para la enseñanza de
la Física mediante el aprendizaje basado en proyectos (ABP)
en estudiantes de primero de bachillerato. La atención se fijó
en el desarrollo del contenido disciplinar y de habilidades
científicas planteadas en el Currículo Nacional. En el
estudio participaron 197 estudiantes y 11 Docentes que
imparten las asignaturas de Física y Matemática en en una
institución educativa rural de sostenimiento fiscal. La
técnica de recolección de datos utilizada fue una encuesta y
el instrumento cuestionario incluye ítems con escala Likert.
Con los resultados evidenciaron el interés y la necesidad
que existe en el ámbito educativo por la implementación de
este enfoque. Los hallazgos ofrecen una visión general
referente al conocimiento a STEM por parte de los docentes
y del desarrollo de habilidades científicas en los estudiantes
a través del APB.
Palabras clave: Aprendizaje basado en proyectos,
enseñanza de la física, habilidades científicas, STEM.
Copyright: 2022 derechos
otorgados por los autores a
Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de una licencia de
Creative Commons Attribution
(CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licens
es/by/4.0/).
Abstract: The objective of this work was to analyze the
implementation of the Science, Technology, Engineering, and
Mathematics (STEM) educational approach for the teaching of
Physics through project-based learning (PBL) in first-year high
school students. Attention was focused on developing the
disciplinary content and scientific skills proposed in the National
Curriculum. The study involved 197 students and 11 teachers
who teach Physics and Mathematics in a rural educational
institution of fiscal support. The data collection technique used
was a survey, and the questionnaire instrument included Likert
scale items. The results showed the interest and need that exists in
the educational field to implement this approach. The findings
provide an overview of teachers' knowledge of STEM and the
development of scientific skills in students through APB.
Keywords: Project-based learning, science skills, teaching
physics, STEM.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 91
1. Introducción
El sentido innovador dentro del ámbito educativo se enfoca en la capacidad de
adaptación al contexto y la aplicación de estrategias, recursos o metodologías nuevas y
novedosas que generen aportes en el proceso de enseñanza-aprendizaje. En este caso el
término innovación está relacionado a la implementación de una educación con actividades
interdisciplinarias relacionadas con la Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemática que
acompañadas de una adecuada planificación curricular y metodológica permiten mejorar
el aprendizaje en las diferentes áreas de estudio. Tomando en cuenta que el enfoque STEM
a través de la interdisciplinariedad y ABP pretende fortalecer el proceso de enseñanza-
aprendizaje y las disciplinas que conforma el acrónimo (Asinc-Benites & Ramos-Ramos,
2019).
Partiendo del hecho que la sociedad actual se enfrenta a cambios constantes y acelerados en
aspectos relacionados con la ciencia y tecnología. Según Zamorano-Escalona, Cartagena-
García & Reyes-González (2018), “este contexto conlleva, progresivamente, al desarrollo de
un estilo de vida dinámico, conectado e instantáneo, con estilos de existencia, trabajos y
desafíos que, probablemente, en el futuro serán muy distintos a los actuales”. Por ello, es
necesario que el ámbito educativo y específicamente los modelos de enseñanza sean
redefinidos de tal manera que fomenten el desarrollo de habilidades y competencias que
permitan a los jóvenes adaptarse a las nuevas condiciones.
Una de las alternativas que se avizora para responder a las necesidades e inquietudes del
estudiantado es la implementación del enfoque educativo STEM. De acuerdo a Pelejero
(2018), se trata de “un enfoque pedagógico prometedor, que puede ayudar efectivamente a
los estudiantes a alcanzar los objetivos en las disciplinas que están inmersas mientras que
desarrollan al mismo tiempo habilidades del siglo XXI que los prepararán para liderar y
asumir desafíos futuros”. Por su parte, Martín & Santaolalla (2020), considera que el enfoque
STEM en la actualidad “es una necesidad educativa que favorece la participación activa de
las personas en la sociedad, que posibilita el acceso al conocimiento, al aprendizaje y al
desarrollo del pensamiento crítico y reflexivo”. Al respecto, se puede mencionar que el
enfoque educativo STEM integra las disciplinas que conforman el acrónimo y aprovecha los
aportes que puedan ofrecer en la práctica educativa. Para ello, es necesario que exista una
interrelación de las denominadas ciencias puras y la aplicación de teorías científicas
mediante actividades didácticas aplicadas al contexto real (García, Reyes & Burgos, 2017).
El enfoque educativo STEM aplicado en el aula se enmarca dentro de las metodologías
activas, siendo la más adecuada el ABP. Según Botella-Nicolás & Ramos-Ramos (2019), “a
diferencia de la metodología clásica, el ABP parte de una pregunta concreta a la que el
alumnado trata de dar respuesta mediante la construcción de un proyecto". Al respecto,
Domènech-Casal, Lope & Mora. (2019) refiere que dentro del ABP se incluyen 4 categorías
que tienen relación “el propósito que los anima, y que se podría resumir en: elaborar un
producto, resolver un problema, disfrutar de una experiencia estética y obtener un
conocimiento.”. De acuerdo con lo citado, se puede mencionar que el ABP ha sido
considerado como una metodología privilegiada para alcanzar los objetivos STEM, es decir,
STEM se apoya en la metodología activa ABP. Con la peculiaridad de que la solución del
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 92
problema, pregunta orientadora o reto planteado suele ser un objeto tecnológico (un
dispositivo, un programa, entre otros) (Sánchez-Ludeña, 2019). De modo que permita a los
doscentes adquirir habilidades sociales y científicas.
Por otro lado, la enseñanza de la Física y la ciencia en general presentan importantes
desafíos, como refiere Saravia-Vásconez (2013), “los avances continuos mueven la frontera
del conocimiento de manera tal que resulta imposible pensar en cubrir todos los temas”. Del
mismo modo, García-Olmo (2017) considera que otro desafío al que se enfrenta la
enseñanza de la Física “es la falta de motivación: si el alumno no está interesado en
aprender, difícilmente va a conseguir un aprendizaje significativo”. En este sentido, desde
la experiencia de la autora existen también otros factores como el temor que existe hacia la
asignatura dada su naturaleza abstracta y de cierto modo, el grado de dificultad con la que
es considerada por una gran parte del alumnado.
Con esta perspectiva, a nivel mundial muchos países han implementado este enfoque
educativo como política de estado desde la primaria hasta la educación superior. Con el
propósito de mejorar la calidad educativa y desde las aulas impulsar la evolución de la
Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) que es un indicador de la capacidad de
crecimiento y producción de un país. Es así, que se han encontrado diferentes estudios
relacionados con el enfoque educativo STEM, mayoritariamente en Europa y de acuerdo a
Yépes-Miranda (2020), un 45% de proyectos se desarrollaron en América. En ellos se destaca
el desarrollo de “habilidades y destrezas necesarias para que los estudiantes puedan
competir en un mundo cada vez más exigente, que sepa trabajar en equipo y fortalezca las
disciplinas STEM desde el campo de estudio” (Yépes- Miranda, 2020).
En el contexto ecuatoriano, el modelo de educación STEM no ha sido adoptado como una
política de estado, sino que se ha ido implementando progresivamente por organizaciones
enfocadas en la innovación educativa. Las mismas que centran su actividad en ofrecer
concursos, talleres, cursos y charlas con la finalidad de difundir las experiencias obtenidas
desde su propia interpretación del enfoque. Aportando de esta manera con el mejoramiento
de la calidad educativa a nivel nacional. En este orden, el Ministerio de Educación en
alianzas con otras instituciones privadas inician en el 2017 a propiciar espacios como talleres
o cursos online para tratar el tema relacionado a la educación STEM, sin embargo, hasta la
actualidad no se ha evidenciado un progreso para la aplicación en las aulas. Debido a esto,
los trabajos de investigación dentro del contexto ecuatoriano son pocos con referencia a este
tema o su aplicación en la enseñanza de la Física, por lo que constituye un ámbito con
grandes oportunidades investigativas para evidenciar y demostrar los aportes del enfoque
STEM en el desarrollo de competencias en las áreas científicas y matemáticas a través de la
integración de herramientas tecnológicas y conceptos relacionados con la ingeniería.
Por lo expuesto, el problema que se aborda guarda relación con el escaso conocimiento o
limitada aplicación que existe dentro del contexto educativo local por parte de los docentes
en referencia a enfoques educativos innovadores como STEM para la enseñanza de la Física.
En consecuencia, la importancia de analizar la implementación de este enfoque educativo
radica en la necesidad de cambiar los esquemas mentales actuales y fomentar la integración
del ser humano a la sociedad del conocimiento, empezando desde las aulas de clase, siendo
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 93
conscientes que: Al ser la educación un fenómeno altamente cultural y contextual, se
requiere que cada docente pueda adaptar a su estilo propio, a las necesidades de su
alumnado y a las demandas de su entorno aquellos principios e ideas avalados desde la
investigación (Couso, Jiménez-Liso, Refojo & Sacristán., 2020). De acuerdo con lo citado, se
puede mencionar que los docentes y estudiantes están obligados a desarrollar habilidades
y competencias necesarias para innovar y adaptarse a las nuevas condiciones. Al respecto,
se puede mencionar que es ese precisamente el principal desafío de esta investigación, pues
al requerirse de la experiencia y habilidades del profesorado no siempre se tiene la
predisposición. Considerando que gran mayoría de docentes vienen de un modelo
tradicional que aún persiste, se sienten desmotivados o incluso la limitación que a veces se
tiene al tener un currículo fragmentado.
En relación con lo anterior, el problema planteado se fundamenta sobre las siguientes
interrogantes:
1. ¿Qué habilidades adquieren los estudiantes al estudiar la asignatura de física mediante
el aprendizaje basado en proyectos?
2. ¿Qué conocen los docentes sobre el enfoque educativo STEM para el fortalecimiento
de la enseñanza de la Física?
En el presente artículo se muestran las respuestas a estas interrogantes, las cuales reflejan el
conocimiento que tienen los docentes de Física y Matemática acerca de este enfoque
innovador y las habilidades científicas que desarrolla el estudiantado al revisar los
contenidos de Física mediante la metodología activa ABP. Con ello, se pretende alcanzar el
objetivo del estudio, como es el analizar la implementación del enfoque educativo STEM en
la enseñanza de la Física a través del ABP.
2. Metodología
Este estudio está basado en un enfoque cuantitativo que guarda concordancia con los
objetivos planteados. En este caso la recolección de datos fue numérica a través de la técnica
encuesta e instrumento cuestionario. Además, la información obtenida se cuantifica para su
correspondiente análisis a través de procesos o gráficos estadísticos con la finalidad de
obtener conclusiones. Las etapas desarrolladas se describen de manera secuencia en la
figura 1.
Figura 1: Etapas de la investigación.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 94
a. Descripción de la muestra y contexto de investigación
La investigación se desarrolla dentro del contexto del Estado ecuatoriano, bajo la
normativa de la Constitución y del Ministerio de educación. Específicamente en una
Institución Educativa de sostenimiento fiscal y régimen sierra, que atiende a una población
educativa de niños, niñas y adolescentes del sector, caracterizado por la ubicación
estratégica que facilita la movilidad y por el desarrollo agrícola-ganadero, con presencia de
grandes industrias a su alrededor.
La Institución Educativa está conformada en la actualidad por 1676 estudiantes y 80
docentes calificados en las diferentes áreas del conocimiento, los mismos que están
organizados en dos secciones: Matutina y Vespertina. Actualmente, dentro de su oferta
educativa, cuenta con Nivel Inicial, Preparatoria, Educación General Básica, Bachillerato
General Unificado en Ciencias y Bachilleratos Técnicos con sus correspondientes
especializaciones: Instalaciones, Equipos y Máquinas Eléctricas; Contabilidad;
Electromecánica Automotriz; Mecanizado y Construcciones Metálicas. Además, en sus
instalaciones funciona la oferta extraordinaria correspondiente a la Campaña Todos ABC
Monseñor Leónidas Proaño dirigido a jóvenes y adultos con escolaridad inconclusa.
Para efectos del presente estudio se ha considerado una población de 256 individuos
conformada por estudiantes de primer año de bachillerato que asisten en el horario
vespertino y docentes que imparten las asignaturas de Física y Matemática. El detalle de los
participantes se presenta en la tabla 1.
Tabla 1: Población.
UNIDADES DE OBSERVACIÓN
No.
PORCENTAJE
Docentes
11
4.30
Estudiantes de primer año de
bachillerato.
Ciencias A
35
13.67
Ciencias B
35
13.67
Electromecánica
Automotriz A
35
13.67
Electromecánica
Automotriz B
35
13.67
Mecanizado y
Construcciones Metálicas
35
13.67
Instalaciones Eléctricas
35
13.67
Contabilidad
35
13.67
TOTAL
256
100.00
Para determinar el tamaño de la muestra de los 256 estudiantes se considera la fórmula
citada en Fernández & Oliveres (2004) con una población finita (Ecuación (1)).
En donde:
N: corresponde al total de la población (254).
: es 1,96 si el nivel de confianza es del 95%.
d: margen de error en este caso el 5%.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 95
q: probabilidad de fracaso 50%.
p: probabilidad de éxito 50%.
Reemplazando estos valores en la ecuación 1 se tiene:
El tamaño de la muestra mínima calculado corresponde a 154 estudiantes. Sin embargo, este
número fue superado en 47 participantes que proporcionaron datos válidos al responder la
encuesta, por lo que se completaron 197 encuestas en total. Al tener un mayor tamaño de
muestra se reduce el margen de error y se incrementa el nivel de confianza de los datos
recabados, el detalle de los participantes se muestra en la tabla 2.
Tabla 2: Detalle de participantes en la encuesta.
UNIDADES DE OBSERVACIÓN
No.
PORCENTAJE
Docentes
Mujeres
4
1,92
Hombres
7
3,37
Estudiantes de primer año de
bachillerato.
Mujeres
90
43,27
Hombres
107
51,44
TOTAL
208
100,00
Si la cantidad de participantes de la encuesta fuese inferior al tamaño mínimo de la muestra
calculada no se tendría los datos suficientes para realizar un análisis óptimo, por lo que el
margen de error se incrementa y el nivel de confianza disminuye.
b. Diseño del instrumento de recolección de datos
Para la recolección de los datos se aplicaron dos encuestas dirigidas a estudiantes y
docentes, cada instrumento cuestionario incluyó diez (10) ítems, los mismos que fueron
construidos con base en una Matriz de Operacionalización de Variables para garantizar una
medición válida y confiable de las variables de estudio (Zepeda-del Valle & Pesci-Gaitán,
2018). Además, se consideró una escala de Likert que consiste “en un grupo de ítems (tres,
cinco o siete) o categorías de escala, presentados a través de afirmaciones, a los cuáles se
solicita la reacción de un grupo determinado” (Hernández-Sampieri & Mendoza-Torres,
2018). La ponderación o puntaje que se asigna de acuerdo con la afirmación es: (4) Siempre,
(3) Casi Siempre, (2) A veces y (1) Nunca. Bajo estas especificaciones se estructuran los
cuestionarios de estudiantes y docentes que se presentan en las figuras 2 y 3,
respectivamente.
El cuestionario dirigido a docentes incluyó preguntas referentes a los aspectos generales del
Enfoque Educativo STEM, tales como: clasificación, integración de disciplinas, objetivos,
metodologías y roles docente/estudiante. Mientras que el cuestionario de estudiantes fue
centrado en las habilidades científicas contempladas en el Currículo Nacional para Física,
en donde se hace referencia al fortalecimiento de la “capacidad de preguntar y predecir, de
planificar y conducir una investigación y/o experimentación, procesar y analizar datos,
evaluar, concluir y finalmente comunicar los resultados obtenidos” (Ministerio de
Educación Ecuador, 2016).
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 96
Figura 2: Modelo de encuesta dirigida a estudiantes.
Figura 3: Modelo de encuestas dirigida a docentes.
Una vez diseñados los instrumentos de recolección de datos, se torna necesario analizar la
legibilidad del texto con la intención de garantizar una adecuada lectura y comprensión de
las preguntas. En este sentido, se ha utilizado la herramienta online legible.es, basada en
modelos y fórmulas con sustento científico, para determinar el grado de dificultad de
comprensión lectora. Obteniéndose índices en los dos cuestionarios que reflejan que la
comprensibilidad es normal y que el texto puede ser entendido fácilmente por individuos
de edades comprendidas entre 14 y 17 años, rango de edad de los participantes.
La validez de los instrumentos se estableció a través de Juicio de Expertos, para este efecto
se contó con el apoyo de una Asesora del Ministerio de Educación y un docente investigador
relacionado con innovación educativa. La valoración del cuestionario fue de forma
cualitativa mediante un formato diseñado para el efecto, el mismo que considera los
siguientes criterios de validación generales: a) El instrumento contiene instrucciones claras
y precisas para su llenado, b) La escala propuesta para medición es clara y pertinente, c) Los
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 97
ítems permiten el logro de los objetivos de investigación, d) Los ítems están distribuidos en
forma lógica y secuencial, y; e) Si el número de ítems es suficiente para la investigación.;
mientras que, los criterios de validación específicos fueron: a) Claridad en la redacción, b)
Presenta coherencia interna, c) Libre de inducción a respuestas, d) Lenguaje culturalmente
pertinente, e) Mide la variable de estudio y; f) Si se recomendaba eliminar o modificar el
ítem.
Con referencia a la confiabilidad se ejecutó una encuesta piloto con la participación de
quince (15) estudiantes y cuatro (4) docentes con la finalidad de obtener el Alfa de Cronbach.
Según el cálculo en el software estadístico SPSS el resultado de fiabilidad para el
cuestionario de estudiantes es 0,879 y para el cuestionario de docentes es 0,908, valores que
se mantienen dentro de los parámetros óptimos (de 0,80 a 0,90) y garantizan la aplicación
del instrumento.
c. Aplicación del instrumento
Con la autorización de la máxima autoridad de la institución educativa se procede a
aplicar la encuesta dirigida a estudiantes de primer año de bachillerato y docentes de las
asignaturas de física y matemática a través de un formulario configurado en Google Forms.
Al tener todos los datos recopilados se hizo una revisión general con la finalidad de
organizar y verificar que no se tenga datos erróneos o vacíos. Posteriormente, utilizando
IBM SPSS y Excel, se realizó un análisis de frecuencias y porcentajes por cada ítem, el mismo
que se presenta en formato de cuadros y gráficas.
3. Resultados
a. Habilidades Científicas
Los ítems generales permiten conocer que en la investigación participaron 197
estudiantes, distribuidos en siete paralelos, de ellos el 16,4% pertenecen al bachillerato en
ciencias y el 83,6% a especialidades técnicas. La edad de los participantes oscila entre los 14
y 17 años, con una participación del 1% de estudiantes de 14 años y un 75,6 % de estudiantes
de 15 años, por lo que la media corresponde a 15,32. Con referencia a los diez ítems
específicos referentes a las habilidades científicas desarrolladas al estudiar Física mediante
el ABP se obtuvieron los resultados que se resumen en la figura 4. Los cuales advierten que:
1. El 53,3 % de estudiantes señala que a veces exteriorizan la curiosidad a través de la
formulación de preguntas que surgen de la observación del entorno.
2. El 37,1 % de estudiantes señala que a veces recurre a fuentes confiables de consulta
para extraer información relacionada con un problema identificado y el 8,1 %
respondieron este ítem con la categoría nunca de la escala.
3. El 41,1 % de estudiantes señala que a veces ha utilizado simuladores virtuales, el 20,8
% casi siempre, el 13,2 % siempre y el 24,9 % nunca.
4. El 51,3 % de estudiantes señalan que nunca han desarrollado prácticas de laboratorio
en la asignatura de Física.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 98
5. El 47,7 % señala que a veces maneja con solvencia conocimientos y procesos
matemáticos para la caracterización e interpretación de situaciones plateadas en el
aprendizaje de la Física.
6. El 39,6 % de estudiantes señala que casi siempre interpreta con facilidad tablas o
gráficos para comprender de mejor manera una situación o resultado.
7. El 38,6 % responde que casi siempre interpreta con facilidad los resultados obtenidos
de un experimento o problema planteado.
8. El 38,6 % indica que solamente a veces aplica el aprendizaje de la Física para resolver
problemas de la vida diaria.
9. El 30,5 % de estudiantes responde que siempre se considera hábil en la utilización de
herramientas tecnológicas para la organización de información.
10. El 43,1 % de los estudiantes indican que solamente a veces se expresan con facilidad
frente a una audiencia y comunica de forma eficaz los resultados de un proyecto o
investigación.
Figura 4: Resultado del cuestionario referente a habilidades científicas.
b. Conocimientos referentes al Enfoque Educativo STEM
En la investigación participaron 11 docentes que imparten las asignaturas de Física y
Matemática, con edades que comprenden entre los 25 a 55 años. Teniendo una mayor
participación de docentes de 46 a 55 años, puesto que representan el 54,5 %. Con referencia
al grado académico de mayor rango, se puede mencionar que 6 docentes tienen un título de
tercer nivel relacionado al ámbito educativo, específicamente licenciatura. Mientras que 2
docentes tienen una ingeniería y 3 docentes cuentan con un título de cuarto nivel.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 99
Los ítems específicos permitieron obtener los resultados presentados en la figura 5, los
cuales están relacionados con el nivel de conocimiento que tiene los docentes sobre el
enfoque educativo STEM.
1. El 45,5 % de docentes afirman que casi siempre el enfoque educativo STEM está
presente en sus planificaciones.
2. El 54,5 % señala que casi siempre el integrar aspectos de ingeniería (planificación,
diseño y creación) en la enseñanza de la Física permite al estudiantado llegar a un
proceso práctico de aprendizaje.
3. El 81,8 % de docentes señala que siempre el uso de las nuevas tecnologías para la
enseñanza de la asignatura de Física mejorará la comprensión y motivación por parte
del estudiantado.
4. El 72,7 % de docentes cree que siempre al establecer proyectos interdisciplinarios
permitirá integrar contenidos y experiencias de aprendizaje en el aula.
5. El 54,5 % de docentes considera que solamente a veces el estudiantado ha
desarrollado la innovación, la comunicación y colaboración, el pensamiento crítico y
resolución de problemas.
6. El 54,5 % de docentes encuestados indica que casi siempre motiva la investigación y
proporciona orientaciones referentes a fuentes de consulta confiables.
7. El 63,6 % de docentes considera que casi siempre el estudiantado desarrolla el
pensamiento creativo en la elaboración y ejecución de proyectos.
8. El 54,5 % de los docentes encuestados considera que a través de las actividades que
propone casi siempre el estudiantado está capacitado para resolver alguna
problemática de la vida real.
9. El 54,5 % de docentes señala que casi siempre forma grupos de trabajo por afinidad
al aplicar la metodología de aprendizaje cooperativo.
10. El 63,6 % considera que actualmente casi siempre el estudiantado participa de forma
activa en el aprendizaje de la Física.
Figura 5: Resultado del cuestionario referente a conocimiento enfoque educativo STEM.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 100
c. Triangulación de resultados
Una vez realizada la sistematización de los resultados obtenidos a través de los dos
instrumentos aplicados, se realiza una comparación y contraste denominada Triangulación
de resultados. A través de esta técnica, se puede determinar concordancia y discrepancia de
las fuentes de datos con la intención de validar los resultados y para establecer conclusiones.
Es así como para este estudio la triangulación se consideran aspectos que caracterizan al
enfoque educativos STEM y que se relacionan con las habilidades científicas, tales como: la
experimentación a través del desarrollo de actividades prácticas, investigación, habilidades
del siglo XXI, Aprendizaje Basado en proyectos como metodología privilegiada para la
implementación de este enfoque y la tecnología. Los resultados se detallan a continuación
en la tabla 3.
Tabla 3: Triangulación analítica de resultados.
ASPECTO
DOCENTES
ESTUDIANTES
OBSERVACIÓN
Actividades
prácticas
Los docentes en su mayoría
consideran que casi siempre el
integrar aspectos de ingeniería
(planificación, diseño y creación) en
la enseñanza de la Física permite al
estudiantado llegar a un proceso
práctico de aprendizaje. 54,5%
Un gran porcentaje de estudiantes
refieren que a veces durante el
aprendizaje de la Física han utilizado
simuladores virtuales. 41,12%
DISCREPANCIA
Más de la mitad responde que en el
aprendizaje de la Física nunca han
desarrollado prácticas de laboratorio.
51,3%
Investigación
Casi siempre durante las clases
motivan la investigación y
proporcionan orientaciones
referentes a fuentes confiables. 54,5%
Los estudiantes señalan que recurren a
fuentes confiables de consulta para
extraer información relacionada con un
problema identificado. 37,1%
DISCREPANCIA
Habilidades del
Siglo XXI
A veces se evidencia que el
estudiantado desarrolla la
innovación, la comunicación y
colaboración, el pensamiento crítico
y resolución de problemas. 54,5%
Solamente a veces se expresan con
facilidad frente a una audiencia y
comunica de forma eficaz los resultados
de un proyecto o investigación. 43,1%
DISCREPANCIA
Aprendizaje Basado
en Proyectos
Los docentes consideran que casi
siempre el estudiantado desarrolla el
pensamiento creativo en la
elaboración y ejecución de proyectos.
63,6%
La mayoría indica que el aprendizaje de
la Física es aplicable para resolver
problemas de la vida real a través de
proyectos. 57,9%
CONCORDANCIA
Tecnología
Siempre el uso de las nuevas
tecnologías para la enseñanza de la
asignatura de Física mejorará la
comprensión y motivación por parte
del estudiantado. 81,8%
Se consideran hábiles en la utilización de
herramientas tecnológicas para la
organización de información. 65,5%
CONCORDANCIA
4. Discusión
Al comparar los resultados obtenidos a través de la triangulación se puede apreciar
que existe una discrepancia en el aspecto de “Actividades Prácticas”, puesto que al analizar
las variables evaluadas se tiene que los docentes conocen la necesidad de la experimentación
en el estudio de la Física y por ende, el aspecto práctico existente en el enfoque STEM, sin
embargo los estudiantes reflejan limitaciones en las habilidades de planificación y
conducción de una investigación debido a que la gran mayoría nunca han desarrollado una
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 101
práctica de laboratorio o simulación virtual. Este hallazgo sugiere que en la institución la
enseñanza de la asignatura que se ha mencionado continúa abordándose principalmente
por la discusión, la resolución de problemas propuestos y las clases magistrales, teniendo
una coincidencia con resultados obtenidos en otros trabajos como el desarrollado por
(Ferreira & Rodríguez, 2011).
El segundo aspecto comparado es la “Investigación”, en donde se evidencia que un 54,5%
de docentes menciona que durante las clases motivan la investigación y proporcionan
orientaciones referentes a fuentes confiables de información, demostrando que tiene claro
su rol como docente/facilitador en los procesos de enseñanza actuales y que constituye un
criterio fundamental en el enfoque STEM. En cambio, un reducido porcentaje (37,1%) de
estudiantes recurren a fuentes confiables de consulta para extraer información relacionada
con un problema identificado, por lo que existe una debilidad en el desarrollo de la
habilidad de preguntar y predecir al no estar haciendo uso adecuado del internet y fuentes
científicas. En consecuencia, existe un escaso conocimiento sobre fundamentos de
metodología de investigación o técnica de recolección de información por parte de los
estudiantes, por lo que constituye otro aspecto en donde se tiene una discrepancia que
puede ser atendida a través de la aplicación de STEM
Con referencia a las “Habilidades del Siglo XXI”, se puede mencionar que un 54,5 % de
docentes refiere que el estudiantado ha desarrollado habilidades referentes a la innovación,
la comunicación y colaboración, el pensamiento crítico y resolución de problemas,
sugiriendo que durante sus clases aplican el ABP y que las actividades que propone
incluyen de forma transversal el desarrollo de habilidades del siglo XXI que es uno de los
objetivos del enfoque STEM. Afirmación que se contrapone al criterio sugerido por el
estudiantado, pues el 43, 1% se expresan con facilidad frente a una audiencia y comunica de
forma eficaz los resultados de un proyecto o investigación. La discrepancia detectada en
este aspecto denota que la habilidad científica relacionada con la comunicación no está
siendo desarrollada en su totalidad por el alumnado, lo que significa que se debe replantear
las actividades para hacerlas emocionalmente significativas e intelectualmente desafiantes
de acuerdo a la conclusión alcanzada por Pinto (2019), de tal manera que motive al
alumnado por el aprendizaje.
El aspecto relacionado con el “Aprendizaje basado en Proyectos” registra una concordancia
entre la información obtenida de los dos sectores de encuestados. El 63,6 % de docentes
consideran que el estudiantado desarrolla el pensamiento creativo en la elaboración y
ejecución de proyectos. Mientras que el 57, 9 % de estudiantes refiere que el aprendizaje de
la Física es aplicable para resolver problemas de la vida real a través de proyectos. Cabe
señalar que el ABP es una metodología activa que puede ser implementada en conjunto con
el enfoque STEM y que en la enseñanza de la física permite del desarrollo de habilidades
evaluar situaciones/resultados y generar conclusiones. Estas afirmaciones se ven
contrastadas con los resultados obtenidos por Higuera, Guzman & Ángel (2019) al
mencionar que los estudiantes al elaborar cada uno de los proyectos planteados se
convierten en grandes investigadores, además de motivarlos a realizar diferentes
instrumentos para demostrar otros fenómenos físicos, dando como resultado un
conocimiento más duradero y sólido.
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 102
Finalmente, el aspecto relacionado con la “Tecnología” evidencia una concordancia. El
81,8% de docentes considera que el uso de las nuevas tecnologías para la enseñanza de la
asignatura de Física mejorará la comprensión y motivación por parte del estudiantado. Por
su parte un 65,5% de estudiantes se consideran hábiles en la utilización de herramientas
tecnológicas para la organización de información. Esta concordancia se debe a que desde
hace algunos años atrás se incluye el uso de herramientas tecnológicas como apoyo y medio
de motivación en el proceso de enseñanza aprendizaje. Por lo que de cierto modo y debido
a los avances tecnológicos docentes y estudiantes se han visto en la necesidad de al menos
adquirir la habilidad científica de comunicación al hacer uso de la tecnología para presentar
información. El reto que se plantea a través de STEM es que los estudiantes pasen de
consumidores de tecnología a ser creadores de la misma, situación que se puede verificar
con mayor amplitud al momento de implementar actividades ABP con enfoque STEM en el
aula.
5. Conclusiones
Los resultados obtenidos en la investigación ofrecen una visión general referente al
conocimiento del enfoque educativo STEM para la enseñanza de la Física a través del ABP.
Así como también, sobre las habilidades científicas que se desarrollan durante el estudio de
esta ciencia y que están apegadas al perfil de salida del bachiller ecuatoriano. Al contrastar
los datos se originan algunas concordancias y discrepancias que requieren una profunda
reflexión docente para lograr articular en el proceso educativo diferentes alternativas de
ambientes y situaciones de aprendizaje que impacten de manera significativa al alumnado.
En este sentido se puede afirmar, de acuerdo con la información recabada, que los docentes
de cierta manera aplican algunos aspectos evaluados relacionados con STEM. Del mismo
modo, aquellos criterios en donde se encontró discrepancia pueden ser reforzados a través
de ABP con STEM, puesto que los docentes evidencian poseer nociones o al menos conocen
los aportes que las actividades prácticas, la investigación y el desarrollo de habilidades del
siglo XXI tienen en el desarrollo integral de los discentes. Así mismo, a partir de los
resultados se denota las necesidades actuales del alumnado dentro del proceso educativo
para el desarrollo de habilidades que les permita enfrentar los retos futuros relacionados
con la Cuarta Revolución industrial y aprovechar las oportunidades.
También se evidenció que los docentes continúan aplicando estrategias tradicionales que
limitan el desarrollo de las habilidades planteadas en el currículo para la asignatura de
Física. Lo que implica que hay un área de oportunidad en relación con la implementación
del enfoque educativo STEM para la enseñanza de la Física para favorecer las competencias
cognitivas de los estudiantes.
Como una forma de contribuir a la implementación del enfoque educativo STEM para la
enseñanza de la Física a través del aprendizaje basado en proyectos se recomienda
elaboración de una guía metodológica. Documento que servirá de apoyo para los docentes
en la implementación este enfoque en el aula para mejorar e innovar la práctica docente,
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 103
específicamente en la enseñanza de la Física que muchas veces ha sido dejada de lado en
estos procesos innovadores debidos a su naturaleza.
Para trabajos futuros se debe considerar realizar pruebas piloto de implementación del
enfoque educativo STEM en la enseñanza de la Física con la finalidad de analizar los aportes
dentro de un contexto real de aprendizaje.
Contribución de los Autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación
de créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/ ). Los autores declaran
sus contribuciones en la siguiente matriz:
Fonseca, A
Simbaña, V
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Recursos
Validación
Redacción-revisión y edición
Conflicto de Interés
Los autores declaran que no existen conflictos de interés de ninguna naturaleza con
la presente investigación.
Referencias
Asinc-Benites, E., & Alvarado-Barzallo, S. (2019). Steam como enfoque interdisciplinario e
inclusivo para desarrollar las potencialidades y competencias actuales. Identidad
Bolivariana, 1–12. Recuperado de:
https://identidadbolivariana.itb.edu.ec/index.php/identidadbolivariana/article/view
/59
Botella-Nicolás, A. M., & Ramos-Ramos, P. (2019). Investigación-acción y aprendizaje
basado en proyectos. Una revisión bibliográfica. Perfiles Educativos, 41(163), 127–141.
Recuperado de: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0185-
26982019000100127&script=sci_arttext
Couso, D., Jiménez-Liso, M. R., Refojo, C., & Sacristán, J. A. (2020). Enseñando ciencia con
ciencia. Penguin Random House Grupo Editorial. Recuperado de:
https://www.fecyt.es/es/publicacion/ensenando-ciencia-con-ciencia
Domènech-Casal, J., Lope, S., & Mora, L. (2019). Qué proyectos STEM diseña y qué
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 104
dificultades expresa el profesorado de secundaria sobre Aprendizaje Basado en
Proyectos. Revista Eureka Sobre Enseñanza y Divulgación de Las Ciencias, 16(2).
https://doi.org/10.25267/RevEurekaensendivulgcienc.2019.v16.i2.2203
Fernández, C., & Oliveres, À. (2004). Cálculo de la muestra. ¿Cómo y por qué? GH
CONTINUADA, 3 (3), 5. Recuperado de: http://aeeh.es/wp-
content/uploads/2012/05/v3n3a192pdf001.pdf
Ferreira, J., & Rodríguez, R. (2011). Efectividad de las actividades experimentales
demostrativas como estrategia de enseñanza para la comprensión conceptual de la
tercera ley de Newton en los estudiantes de fundamentos de Física del IPC. Revista
de Investigación, 35(73), 61–84. Recuperado de:
http://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S1010-29142011000200005&script=sci_arttext
García-Olmo, Á. (2017). Propuestas Didácticas para La Asignatura “Física y Química” a través
del deporte (Trabajo de titulación previo a la obtención del grado de Máster en
formación del Profesorado de Educación Secundaria), Universidad de Cantabria,
Cantabria:España. Recuperado de:
https://repositorio.unican.es/xmlui/bitstream/handle/10902/13134/GarciaOlmoAnge
l.pdf?sequence=1
García, Y., Reyes, D., & Burgos, F. (2017). Actividades STEM en la formación inicial de
profesores nuevos enfoques didácticos para los desafíos del siglo XXI. Revista
Electrónica Diálogos Educativos, 18 (33), 37–48. Recuperado de:
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6212470
Hernández-Sampieri, R., & Mendoza-Torres, C. P. (2018). Metodología de la investigación.
McGRAW-HILL Interamericana Editores, S.A.
http://repositorio.uasb.edu.bo:8080/handle/54000/1292
Higuera, D., Guzman, J., & Ángel, R. (2019). Implementando las metodologías STEM y ABP
en la enseñanza de la física por medio de Arduino. III Congreso Internacional En
Inteligencia Ambiental, Ingeniería de Software y Salud Electrónica y Móvil, 5. Recuperado
de: https://revistas.utp.ac.pa/index.php/memoutp/article/view/2304
Martín, O., & Santaolalla, E. (2020). Educación STEM. Revista Padres y Maestros / Journal of
Parents and Teachers, (381), 41–46. https://doi.org/10.14422/pym.i381.y2020.006
Ministerio de Educación Ecuador. (2016). Currículo Nacional Ciencias Naturales. Quito,
Ecuador. Recuperado de: https://educacion.gob.ec/wp-
content/uploads/downloads/2016/03/CCNN_COMPLETO.pdf
Pelejero, M. (2018). Educación STEM, ABP y aprendizaje cooperativo en Tecnología en 2o ESO
(Trabajo de Fin de Máster), Universidad Internacional de la Rioja, Valencia:España.
Recuperado de: https://reunir.unir.net/handle/123456789/6838
Pinto, L. (2019). Rediseñar la escuela para y con las habilidades del siglo xxi. Fundación Santillana.
Recuperado de: https://fundacionsantillana.com/publicaciones/redisenar-la-escuela-
para-y-con-las-habilidades-del-siglo-xxi/
Sánchez-Ludeña, E. (2019). La educación STEM y la cultura «maker». Revista Padres y
Novasinergia 2022, 5(2), 90-105 105
Maestros / Journal of Parents and Teachers, (379), 45–51.
https://doi.org/10.14422/pym.i379.y2019.008
Saravia-Vásconez, D. (2013). Incidencia de la observación y manipulación de material didáctico en
el proceso de enseñanza-aprendizaje de Física unidad mecánica, en los estudiantes de Primer
y Segundo Año de Bachillerato Unificado del Colegio Menor Universidad Central del Ecuador
(Trabajo de investigación previo a la obtención del título de Licenciado en Ciencias
de la Educación mención Matemática y Física), Quito:Ecuador. Recuperado de:
http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/3545
Yépes-Miranda, D. D. (2020). STEM y sus oportunidades en el ámbito educativo (Monografía
para optar al título de Licenciado en Informática y Medios Audivisuales),
Universidad de Córdoba, Montería: Colombia. Recuperado de:
https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/2774
Zamorano-Escalona, T., Cartagena-García, Y. & Reyes-González, D. (2018). Educación para
el sujeto del siglo XXI: principales características del enfoque STEAM desde la mirada
educacional. Contextos: Estudios de Humanidades y Ciencias Sociales, (41), 1–21.
Recuperado de: http://revistas.umce.cl/index.php/contextos/article/view/1395
Zepeda-del Valle, J. M., & Pesci-Gaitán, A. M. (2018). La matriz de operacionalización del
problema científico: Una herramienta para asegurar la coherencia epistemológica. VI
Encuentro Latinoamericano de Metodología de Las Ciencias Sociales, 29. Recuperado de:
http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/108464
