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Vol. 12 No. 2
©Derechos de autor reservados 2010

Editorial contribuido. Perspectiva sobre el desarrollo infantil y la instrucción en ingeniería

Demetra Evangelou

¿Cuál es la relevancia actual de las materias de STEM?

La ingeniería y la civilización

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En el mundo moderno, los objetos elaborados por el hombre penetran nuestra vida cotidiana con tanta frecuencia e importancia que nuestra misma capacidad de notarlos se vuelve reducida, a no ser entumecida. Simplemente nos acostumbramos a su presencia. La mayoría de las máquinas y los dispositivos que nos rodean llegan a ser como accesorios en el teatro de la vida: se destacan solamente cuando se dirigen hacia ellos las luces de la percepción y la atención.

Asimismo, la ingeniería, la disciplina científica que nos prepara para producir objetos de elaboración humana, suele pasar desapercibida en nuestro proceso educativo; está presente al nivel universitario pero generalmente ausente de la instrucción en los niveles anteriores. Además, la ingeniería parece ir perdiendo popularidad como especialización entre los estudiantes universitarios. Sostengo por la presente que esta realidad puede tener implicaciones importantes para el futuro de nuestra civilización tecnológica.

Durante la mayor parte de la historia humana, la preparación para el oficio de ingeniero se realizaba mediante puestos de aprendizaje en un proceso privilegiado y sigiloso. Después de todo, la ingeniería realmente era del ámbito militar: el conocimiento técnico al servicio de las necesidades bélicas de la nación. Irónicamente, a Napoleón, gran genio militar, le tocaba reconocer la importancia de una clase nueva de ingeniería, no militar sino civil; para diseñar y construir obras de infraestructura y carreteras además de escuelas, hospitales y edificios de la administración civil. Esta clase de ingeniería la denominó “ingeniería civil”. Desde la época de Napoleón han emergido ramas nuevas de la ingeniería, entre ellas la mecánica, la eléctrica, la material, la química y la nuclear.

Napoleón también desempeñó un papel determinante en la instrucción de ingenieros civiles. Su método era elitista pero simple. A diferencia de los británicos, que pensaban que los ingenieros debían prepararse con capacitación práctica mediante puestos de aprendizaje, los franceses escogieron mediante exámenes rigurosos a sus mejores alumnos de la enseñanza media y los expusieron a una capacitación aún más rigurosa en matemáticas, física y mecánica; las disciplinas esenciales de la ciencia. En América del Norte durante el siglo XVIII, y en la mayoría del mundo industrializado desde entonces, se ha adoptado la perspectiva francesa que con la capacitación científica rigurosa se prepara a ingenieros excelentes.

¿Resultan tales métodos en la formación de buenos ingenieros? Todos estamos de acuerdo que la evidencia de más de 200 años valida la tesis que al instruir a los estudiantes en disciplinas científicas rigurosas, sobre todo al nivel universitario, se producen ingenieros excelentes. Pero ¿y la motivación? ¿Cómo los motivamos y preparamos para una instrucción rigurosa en ingeniería? La instrucción pre-universitaria desempeña un papel considerable en la motivación y la preparación.

¿Puede ser que la perspectiva alternativa, el método británico de aprendizajes, sea el mejor método de vigorizar el interés de los jóvenes en la ingeniería?

¿Podemos y debemos enseñar conceptos preliminares del diseño, la fabricación, la estructura y la función a nivel preescolar, en la enseñanza media o la media superior?

La instrucción contemporánea de ingeniería

Junto con mis colegas en la Universidad Purdue, exploro estos conceptos en la disciplina nueva de la instrucción en ingeniería, y la evidencia preliminar indica posibilidades interesantes. Por ejemplo, tal vez al poner a prueba una forma de aprendizajes tan temprano como en las clases preescolares, cuando se forman las relaciones incipientes con objetos, se puede arrojar luz sobre maneras de desarrollar métodos individualmente adaptados de instrucción básica en ingeniería; para formar currículos y prácticas con información específica sobre el sexo, la edad y las características individuales de los alumnos.

¿Qué ocasiona que les gustan a los niños las máquinas, puesto que las habilidades motoras que les permiten manipular facetas físicas del ambiente se desarrollan antes de que se establezca su aptitud lingüística? ¿Qué hace las máquinas centrales para el desarrollo del género humano? ¿Qué ocurre primero: elaborar algo o ponerle nombre? (El niño muy pequeño puede ser capaz de apilar bloques o atizar objetos con un palo –hacer o actuar– mucho antes de que pueda nombrar el bloque o el palo). Tales preguntas caen dentro del ámbito de la instrucción en ingeniería.

La calidad de los estudiantes de ingeniería, la función de los grupos con poca representación, el número cada vez menor de estudiantes que se dedican a la ingeniería, parecen todos tener sus raíces en las experiencias iniciales de la educación.

Para el momento en que los jóvenes llegan a la universidad, tienen gustos y disgustos bastante establecidos en cuanto a la ingeniería. Cierta proporción de estos pueden atribuirse a una cultura popular frenéticamente obsesionada con la fantasía y la diversión. Algunas otras actitudes hacia la ingeniería pueden atribuirse a la influencia de la familia. Y sin embargo, mucho parece depender de lo que ocurre durante los primeros años de la instrucción, durante los cuales pueden abrirse (o no) ventanas polícromas en el desarrollo de una mente joven, para que vislumbre el mundo elaborado por el hombre.

Es sorprendente lo poco que se entiende sobre las experiencias iniciales de la educación. Y aún más sorprendente es la falta de conexión que éstas parecen tener con la experiencia total de los niños con la educación formal.

Los esfuerzos actuales por aumentar la conciencia de que la reforma de la instrucción en ingeniería debe dirigirse hacia la experiencia educativa total alcanzan varios grados de éxito. Las conversaciones en marcha en foros públicos, profesionales y académicos, congresos, revistas académicas, etc., apoyan la idea que se necesita un planteamiento cabal hacia la reforma en todos los niveles de la educación formal.

En nuestras conversaciones sobre la instrucción en ingeniería y la ingeniería realizada en clases escolares, mis colegas y yo procuramos identificar consideraciones teóricas y empíricas relevantes que orientan las prácticas escolares en cada grado. Es de gran importancia práctica cerrar la brecha entre lo que sabemos sobre el aprendizaje y el desarrollo de los alumnos, y nuestras prácticas pedagógicas.

Quienes buscan un equilibrio en la instrucción en ingeniería entre los aprendizajes y la capacitación científica rigurosa –equilibrio que puede fomentar tanto la motivación como la aptitud– tal vez encuentren útil entender reformas educativas sistemáticas que resultaron exitosas (por ej., el llamamiento a la transformación de las clases, ambientes aislados y enfocados en normas, en ambientes inclusivos que pueden acomodar las necesidades de aprendizaje de diversos alumnos). El éxito de dichas reformas puede formar nuestros esfuerzos por identificar caminos hacia una aceptación más ampliamente difundida de una perspectiva holística hacia la instrucción en ingeniería.

Aunque es importante entender el contexto y el método de la implementación exitosa de la instrucción en ingeniería a lo largo del continuo de niveles educativos desde el preescolar hasta el universitario, se necesita una atención especial durante los primeros años a causa de las siguientes consideraciones:

Las experiencias de la primera infancia son formativas, y sientan las bases del pensamiento de ingeniería. La plétora de datos empíricos confirma que la educación de niños pequeños, entre el preescolar y aproximadamente el tercer grado, constituye un período distintivo de vida en que el desarrollo y la instrucción están muy entrelazados. La exposición inicial a experiencias inadecuadas puede dañar la disposición para desarrollar algunas de las cualidades y características que según la perspectiva de la ingeniería se consideran deseables. Por lo tanto, debemos diseñar con cuidado y realizar estudios que nos informen sobre los efectos a largo plazo de experiencias tempranas relacionadas con la ingeniería en comportamientos escolares y el logro académico más tarde.

Las interacciones entre el ambiente y el organismo, el alumno y la instrucción, son complejas, y probablemente incluirán los inicios del pensamiento de ingeniería. Si las interacciones tempranas entre el niño y su ambiente probablemente serán formativas e incluirán el pensamiento de ingeniería, y si la instrucción puede influir en el desarrollo, se debe explorar el diseño y la integración de currículos cabales de instrucción elemental en ingeniería. La educación infantil se ha aprovechado en el pasado de estudios grandes y cabales, diseñados para evaluar los efectos de métodos específicos de educación infantil en el desarrollo y aprendizaje de niños en grupos considerados como los que “corrían riesgo”. A pesar de sus limitaciones metodológicas, dichos estudios de intervención, como los de Head Start en la década de 1960, han señalado efectos significativos que resultan de diversas intervenciones. Estudios parecidos futuros podrían examinar los efectos de intervenciones que incluyen currículos de ingeniería.

Aunque es cuestión empírica la naturaleza de los currículos de ingeniería para niños pequeños, nuestro entendimiento de algunos de los principios implicados se ha desarrollado lo suficientemente como para permitir las siguientes recomendaciones. Estas sugerencias parten de una perspectiva constructivista que se centra en el alumno y supone que se aprende en la escuela a causa de la investigación auto-iniciada del alumno con el apoyo de adultos, en un ambiente cuidadosamente planeado y apropiadamente diseñado con características estructurales y procesos que fomentan tal investigación.

Las siguientes recomendaciones se basan en principios claves del aprendizaje:

La integración de la instrucción en ingeniería en el sistema educativo del preescolar al grado 12 requerirá una documentación extensa de prácticas actuales y la identificación de momentos oportunos para la posible intervención.

La educación infantil, siendo el primer segmento del continuo educativo, presenta su propio conjunto complejo de dificultades. Un entendimiento de dónde y cómo se origina el aprendizaje inicial de la ingeniería podría ayudarnos a formar a ingenieros mejor capacitados y a transmitir entre generaciones el conocimiento práctico de la ingeniería.

Una perspectiva hacia el futuro

El número actual de Investigación y Práctica de la Niñez Temprana intenta plantear preguntas y señalar algunas de las respuestas posibles respecto a la instrucción en ingeniería y en las materias de STEM por lo general. En las obras presentadas aquí, esperamos hallar oportunidades de rejuvenecer currículos, expandir la investigación empírica y avivar el aula de la educación infantil. Al hacerlo, podemos unirnos a una revolución en la ingeniería y la educación que no se ha visto desde los tiempos de Napoleón: revolución que puede abrir un mundo nuevo de aprendizaje por toda la vida sobre la exploración y el diseño.