Programación informática, robótica, laboratorios virtuales, videojuegos educativos, impresión 3D, fotónica, nanotecnología … Las últimas tecnologías emergentes entran ya en las escuelas con prometedoras posibilidades para optimizar la enseñanza de las materias STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas ). El programa europeo sySTEAM, en el que participa la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRi), tiene como objetivo incrementar el uso educativo de las tecnologías STEM en las aulas.

La FCRi ha estudiado, dentro de este proyecto, el estado actual de una amplia gama de avances y áreas científicas emergentes -algunas bastante más maduras que otros- con diferentes posibilidades y experiencia de aplicación actual en las escuelas. De entrada, todas estas tecnologías aportan un mismo ventaja lectivo: permiten implementar un modelo de aprendizaje basado en proyectos interdisciplinarios, la formulación de preguntas y la resolución de problemas.

El informe de la FCRi ha focalizado en 8 de las tecnologías STEM más prometedoras a la hora de formar parte del sistema educativo preuniversitario: el uso de diferentes lenguajes de programación informática ad hoc; la robótica; los laboratorios virtuales; los videojuegos educativos; los experimentos low-cost, la impresión 3D; la óptica / fotónica y la nanotecnología.

¿Cómo y en qué estado de disponibilidad se encuentra actualmente cada una?

Las habilidades para programar en lenguajes informáticos tardaron en explotarse en las escuelas debido a la infrainversión en ordenadores personales, derivada de la recesión de los años 90 en Europa. No es hasta el periodo 2004-2008, en paralelo a la entrada en masa de hardware con alta resolución de imagen en el sistema educativo, que se empiezan a potenciar las habilidades programadores de los alumnos. Surge así el lenguaje Scratch (2015), basado en el manejo de bloques interactivos, en vez de líneas de código, que simplifica la tarea de los alumnos respecto a lenguajes anteriores, tales como el Logo (1967). Otros lenguajes lo complementan después, y las habilidades programadores, que incluyen la creación de juegos sencillos o el mantenimiento de sitios web, se van añadiendo los currículos de los países de la UE.

En primaria y secundaria, el trabajo en programación aporta a los niños y las niñas habilidades interdisciplinares que promueven el pensamiento crítico, lógico y abstracto; la resolución de problemas; la implementación de estrategias; el análisis y evaluación de algoritmos; el trabajo en equipo y, en general, una aproximación creativa a la realidad.

Asimismo, las aplicaciones robóticas en el aula permiten trabajar de forma óptima aspectos difíciles de explicar y de entender mediante esquemas teóricos clásicos. El uso de pequeños robots posibilita a los docentes trasladar a la realidad conceptos complejos. Los movimientos e interacciones de los robots fuerzan a los alumnos a programar partiendo de datos imprecisos, estímulos variables y elementos imperfectos. Todo ello favorece la transversalidad y hace que el alumno perciba la formación como un juego. Entre los usos lectivos actuales de la robótica figuran, en este sentido, la simulación robótica de expresiones humanas y el desarrollo de juegos de precisión protagonizados por robots.

Otra tecnología que fomenta ampliamente la transversalidad en diferentes aspectos del currículo es el uso de los llamados Laboratorios Virtuales Remotos (como Go-Lab Project, ChemCollective, 3D Labs UPM, Labster, VISIR…). Concebidos como un complemento educacional, son espacios virtuales donde los alumnos pueden operar de forma segura con herramientas y experimentos arriesgados, haciendo simulaciones de experimentos sobre, por ejemplo, exploración nuclear o técnicas genómicas. La estrategia aplicada para explotarlos se basa en técnicas de Ludificación e inmersión 3D, muy atractivas e interactivas.

Dentro de este nuevo ecosistema, los videojuegos educativos de base STEM, en forma de juegos Quiz y apps, también pueden activar mecanismos sociales esenciales, como la capacidad de resolver problemas o la empatía hacia el trabajo en equipo. Su filosofía se resume en el lema «aprender haciendo», siempre bajo la tutela del profesor.

La relativa popularización de la ciencia iniciada a finales de los años 80 con fenómenos televisivos como Cosmos, prolongada a los 90, es el origen primero de la tendencia educativa actual conocida como la experimentación low-cost. Se trata de diseñar experimentos científicos de ámbito STEM asimilables al currículo basados ​​en el uso de materiales reciclados cotidianos, tales como botellas y otros elementos plásticos. Este nuevo enfoque permite a los docentes ilustrar en el aula principios científicos relevantes de forma sencilla y económica.

La impresión en 3D, la óptica / fotónica y la nanotecnología son, según el informe de la FCRi que se ha realizado en el marco del proyecto europeo sySTEAM, nuevas materias emergentes con un notable potencial en relación con la enseñanza STEM pero aún en fase prácticamente embrionaria con respecto a su uso en las aulas.

Descargar el informe provisional en versióni inglesa.