El lanzamiento de Sputnik en 1957 afectó el sentido de supremacía tecnológica de Estados Unidos.

En respuesta, Estados Unidos construyó un pipeline a largo plazo de científicos de cohetes y ganó la carrera hacia la luna. También invirtió en universidades, becas y programas educativos. Otros países siguieron su ejemplo.

Como se describe en la lección 1.3, la innovación tecnológica ha cambiado la naturaleza del trabajo, y los cambios son globales. En lo que respecta a la escuela, los niños en muchos otros países tienen tasas de éxito similares a las de Estados Unidos.

Entonces, ¿dónde está el futuro?

Enseñar STEM en las escuelas

Las inversiones educativas en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (conocidas colectivamente como STEM) juegan un papel clave en la forma de la sociedad. Las escuelas estadounidenses han quedado dramáticamente atrás respecto a las de otros países que enfatizaron preparar a los estudiantes para trabajos en campos STEM. A pesar de la reputación de alta tecnología de California, nuestros estudiantes no se desempeñan mejor que la mayoría en estas áreas temáticas.

Los legisladores estadounidenses han hecho algunos esfuerzos para orientar la educación hacia STEM. Por ejemplo, en 2010, como parte del paquete de estímulo económico que siguió a la Gran Recesión, el programa Race to the Top ofreció a los estados la oportunidad de competir por financiamiento federal. La solicitud de California fracasó en parte porque los jueces consideraron que carecía de un plan coherente para hacer que la educación STEM fuera más efectiva.

Ciencia para la Próxima Generación

A pesar de su reputación de alta tecnología, California ha quedado constantemente rezagada respecto a otros estados en educación científica. A partir de 2024, el examen NAEP de 2015 sigue siendo la encuesta nacional significativa más reciente sobre preparación en ciencias. Los estudiantes de octavo grado de California obtuvieron puntajes entre los cuatro estados con los puntajes más bajos del país que informaron resultados, solo por delante de Alabama y Mississippi.

Hay razones para esperar mejoras. En 2013, la Junta Estatal de Educación de California adoptó estándares para la educación en ciencias, conocidos como los Next Generation Science Standards (NGSS). (A menudo se llaman NextGen Science porque el acrónimo es impronunciable). Los distritos escolares comenzaron lentamente a tomar medidas para implementar cambios basados en estos estándares.

Escucha a Carol y Mary hablar sobre NextGen Science en KALW

Un consorcio de 26 estados desarrolló los estándares de NextGen Science, y California fue un participante líder en el esfuerzo. Implementar cambios en estos estándares fue una tarea importante que requirió nuevos materiales de aprendizaje y capacitación para maestros. Las pruebas basadas en los nuevos estándares comenzaron en 2018-19.

Los estándares de NextGen Science combinan disciplinas científicas con conceptos de tecnología e ingeniería. Paul Anderson, un maestro de ciencias, creó una serie de videos sobre los estándares para ayudar a explicar su propósito, estructura y utilidad para los maestros.

California está rezagada en matemáticas

Las matemáticas (la "M" en STEM) son la base educativa para las otras tres disciplinas. También es un área donde California está rezagada respecto a la mayoría de los otros estados, según la Evaluación Nacional del Progreso Educativo (NAEP).

Basado en las pruebas estatales anuales de California (CAASPP), los puntajes en matemáticas del estado han sido persistentemente débiles. Sin embargo, se está produciendo un cambio importante que podría ayudar con el tiempo. Al igual que los educadores en muchos otros estados, los maestros de California han estado adoptando los enfoques definidos en los estándares de Common Core. Estos estándares enfatizan una comprensión más profunda de menos temas en comparación con estándares anteriores. Esta idea de "menos es más" es consistente con la instrucción en matemáticas en países que se desempeñan mucho mejor en áreas STEM.

¿Te preguntas cómo se puede introducir este tipo de contenido a estudiantes jóvenes? Esta serie de videos puede ayudar:

¿Cuándo deberían aprender álgebra los estudiantes?

El debate sobre el álgebra en 8° grado.

Todos los estudiantes necesitan aprender habilidades de álgebra en su camino hacia la vida adulta. Es crucial para resolver problemas lógicos y esencial para aprender sobre ciencias, tecnología, oficios y finanzas personales. Hay poco desacuerdo entre los educadores al respecto. Pero, ¿cuándo deberían aprenderlo? Esa pregunta ha resultado ser mucho más divisiva.

¿Álgebra en octavo grado para algunos?
Los conceptos matemáticos se construyen uno sobre otro, como las capas de una pirámide. No hay un obstáculo biológico para el pensamiento de orden superior a los 13 años. Para los niños que disfrutan las matemáticas, avanzar hacia el álgebra en octavo grado es emocionante. Los estudiantes que tienen una base sólida en pensamiento algebraico antes de entrar a la preparatoria tienen la oportunidad de tomar cursos más exigentes en los grados 9-12 y más allá. Cuando llegue el momento de postularse a universidades, habrán tenido la oportunidad de demostrar su preparación.

¿Álgebra en octavo grado para todos?
Pero espera un momento, argumentan algunos, ¿no deberían todos los niños tener la oportunidad de alcanzar niveles más altos? El álgebra debería ser la expectativa para todos los estudiantes en octavo grado, no solo para niños privilegiados o prodigios matemáticos.

Durante aproximadamente una década a principios de los 2000, la política de California promovió activamente el álgebra como un requisito del curso en octavo grado. Las escuelas, las editoriales de libros de texto y los diseñadores de pruebas ajustaron sus planes de estudios, elevando las expectativas en grados anteriores. Estas expectativas más altas y tempranas tuvieron un impacto medible: para 2012, alrededor de 2/3 de los estudiantes de octavo grado en California estaban inscritos en Álgebra I. Cabe destacar que la proporción de estudiantes negros y latinos matriculados en el curso aumentó dramáticamente.

¿Álgebra en octavo grado para ninguno?
El impulso de California hacia el álgebra temprana estaba fuera de sintonía con un desarrollo más amplio en las expectativas educativas: los estándares de Common Core. Estos estándares, que buscaban elevar y armonizar las expectativas de nivel de grado en todo el país, no exigen álgebra en octavo grado. Ante la realidad de que muchos estudiantes que fueron empujados a tomar Álgebra I en octavo grado no lograron aprobar, la Junta Estatal de Educación votó unánimemente en 2013 para eliminar el requisito de álgebra en octavo grado y adoptar la estructura y el ritmo de los estándares de Common Core.

Si los estándares de Common Core no exigen álgebra en octavo grado y ofrecerlo contribuye a resultados desiguales, ¿por qué no concentrarse en preparar sólidamente a todos los estudiantes para el álgebra en noveno grado? De manera controvertida, en 2014 el Distrito Escolar Unificado de San Francisco llevó este pensamiento a su conclusión lógica. Eliminó las clases de álgebra en sus escuelas intermedias y desagrupó por completo las clases, inscribiendo a todos los estudiantes en los mismos cursos de matemáticas para los grados 6, 7 y 8. Cuatro años después, un estudio pareció validar firmemente este enfoque: si reduces la velocidad, todos los niños se benefician.

¡Álgebra en octavo grado para mi hijo, maldita sea!
Investigaciones posteriores hicieron que el caso educativo fuera menos claro, pero el resultado de la opinión pública fue abrumador. A las familias con grandes esperanzas para sus hijos les molestaba que les dijeran que tenían que esperar. Al público tampoco le gustaba la idea de frenar a los niños. En una medida en la boleta de 2024, los votantes de San Francisco requirieron que su distrito restaurara el álgebra en octavo grado como una opción.

Mejorando cómo se enseña matemáticas en California

La mayoría de los estados en Estados Unidos requieren tres o cuatro años de matemáticas para graduarse de la escuela secundaria; solo Montana, Maine y California requieren solo dos. (No es tan malo como parece: la mayoría de los distritos escolares de California establecen sus propios requisitos de graduación más altos para matemáticas).

La evidencia sugiere que el estado debería enfocarse más en la enseñanza temprana de matemáticas.

Dominar el álgebra no sucede por casualidad. La evidencia sugiere que, si California quiere mantener su papel como un centro de tecnología, el estado debería enfocarse más en la enseñanza temprana de matemáticas. Más estudiantes tienen éxito cuando los maestros de primaria, e incluso de preescolar, tienen antecedentes y habilidades más sólidos para enseñar matemáticas a los niños más pequeños.

Los estándares establecen expectativas de alto nivel para el aprendizaje, pero necesitan detalles adicionales para ser implementados. En 2013, California adoptó un marco curricular para acompañar y clarificar los nuevos estándares. Un marco curricular es más específico que los estándares: proporciona orientación y ejemplos para ayudar a los distritos escolares y a los maestros a planificar en detalle. El marco comenzó su implementación en 2022 y se actualizó en 2023 con base en investigaciones de campo.

Introduciendo ciencias de la computación a los estudiantes

Para apoyar la educación en ciencias de la computación de K-12, en 2019 California adoptó el Plan Estratégico de Implementación de Ciencias de la Computación, que incluye materiales de capacitación para educadores. El marco también abarca secciones importantes sobre pensamiento computacional y ciencias de la computación. Sin embargo, California no tiene financiamiento dedicado para desarrollo profesional riguroso en ciencias de la computación ni para apoyo a cursos, ni exige que las escuelas secundarias lo ofrezcan como asignatura.

Muy pocos estados requieren que las escuelas secundarias ofrezcan clases de ciencias de la computación o tienen estándares curriculares dedicados para ello. En California, aproximadamente 9 de cada 10 padres quieren que la escuela de su hijo enseñe ciencias de la computación. Sin embargo, a partir de 2019, solo alrededor del 39% de las escuelas secundarias de California lo hacían. Las escuelas en comunidades de bajos ingresos tienden a tener más dificultades para establecer programas de ciencias de la computación, aunque algunas organizaciones sin fines de lucro intervienen para ayudar a reducir esta disparidad.

¿Dónde están los maestros de STEM?

Muchos de los desafíos relacionados con la enseñanza de las materias STEM son humanos, como reclutar y retener a maestros con el conocimiento de la materia y el carisma necesarios. Una investigación del Learning Policy Institute en 2018 reveló que las escaseces de maestros son más pronunciadas en ciertas áreas temáticas, incluidas matemáticas y ciencias. El informe The STEM Teacher Drought, de EdTrust West, encuentra que los estudiantes afroamericanos, latinos y de bajos ingresos en California tienen menos acceso a oportunidades de aprendizaje STEM que sus pares más aventajados, y experimentan peores resultados académicos en materias STEM. Según el mismo informe, solo el 10% de los estudiantes de primaria participaron en "prácticas de ciencia" o recibieron instrucción práctica en laboratorios.

Los maestros atentos y preparados pueden presentar a un estudiante el desafío adecuado en el momento adecuado, pero es difícil hacerlo para muchos estudiantes a la vez. Khan Academy y otras plataformas de aprendizaje en línea están ganando aceptación entre algunos maestros y padres, en parte porque crean desafíos individualizados para los estudiantes, haciendo posible el aprendizaje personalizado y la práctica en casa. Los estudiantes pueden tomar una lección centrada en una habilidad o problema específico y repetirla hasta que se sientan seguros.

La educación en ciencias e ingeniería también puede beneficiarse del aprendizaje asistido por computadora individualizado, especialmente porque lograr el dominio en estos campos requiere combinar instrucción competente con conjuntos claros de problemas. Pero hay una diferencia entre leer sobre espectrografía y encender un mechero Bunsen.

De STEM a STEAM

Los trabajos tecnológicos reales son multidisciplinarios. Diseñar una solución de fabricación, por ejemplo, implica arte, oficio, trabajo en equipo, comunicación, gestión de proyectos y resolución de problemas. Casi con certeza incluye el uso de una hoja de cálculo y algún tipo de herramienta de diseño visual. Estas habilidades variadas no son fáciles de introducir sin las herramientas adecuadas y, lo más importante, un maestro con las habilidades correctas. La PTA del Estado de California apoya la participación de la comunidad en este tema. Los defensores de las artes han trabajado para incluir las artes en las conversaciones sobre STEM al agregar la letra A (de artes) al acrónimo, convirtiéndolo en "STEAM".

Actualizado en diciembre de 2024