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

Currículos de ingeniería en la educación infantil. Descripción de la gama de recursos abiertos

Aikaterini Bagiati
Facultad de Instrucción de Ingeniería, Universidad Purdue

So Yoon Yoon
Departamento de Estudios Pedagógicos, Universidad Purdue

Demetra Evangelou
Facultad de Instrucción de Ingeniería, Universidad Purdue

Ida Ngambeki
Facultad de Instrucción de Ingeniería, Universidad Purdue

Sinopsis

El debate nacional sobre la instrucción en STEM (siglas en inglés de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemticas) entre el kindergarten y el grado 12 ha dado origen a preguntas sobre los materiales apropiados para la instrucción en ingeniería en clases del preescolar al grado 12. La introducción de la ingeniería durante los primeros años de instrucción requiere un reconocimiento de la necesidad de los maestros de entender el contenido de esta materia, y plantea el desafío de preparar a maestros para incorporar a sus prácticas la instrucción en ingeniería. La formación docente ha incluido históricamente la búsqueda de información en libros y revistas académicas y generales; y la capacitación para el desarrollo profesional ofrecida por universidades, distritos escolares y otras entidades educativas sigue proporcionando la mayoría de las opciones formales accesibles para maestros. Sin embargo, la llegada del Internet ha expandido las maneras en que maestros emprenden el desarrollo profesional y se preparan para enseñar contenidos nuevos. Una búsqueda realizada en línea de materiales instructivos de ingeniería del nivel preescolar al grado 12 de acceso abierto reveló una gran variedad de sitios de Internet y documentos en línea que incluían currículos, planes de lecciones y descripciones de actividades. Al estrechar la búsqueda para incluir materiales destinados a clases del preescolar al grado 3, se reveló que existen muy contadas fuentes disponibles de contenido confiable, y pedagógicamente confiables, y que estas pueden ser difíciles de identificar entre la plétora de información. El presente estudio empieza a describir la gama actual de materiales abiertamente accesibles en Internet en el ámbito de STEM para los años de la instrucción infantil con un énfasis en la ingeniería. Las autoras les ofrecen una guía preliminar de selección de materiales a maestros y padres interesados en familiarizar a sus niños pequeños con la ingeniería. Las autoras también tratan cuestiones emergentes de la fidelidad pedagógica y el contenido relacionado a la ingeniería.

Información de fondo

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Mientras los Estados Unidos hace frente a un descenso en la fuerza laboral de ingeniería, se enfatiza cada vez más la importancia de la instrucción en ingeniería entre el kindergarten y el grado 12 (Houston, 2006; Katehi, Pearson y Feder, 2009; Miaoulis, 2005). En reacción, numerosas entidades con misiones relacionadas a la ingeniería y la educación han propuesto la integración de la ingeniería a currículos del kindergarten al grado 12 (por ej., Bybee y Fuchs, 2006; Douglas, Iversen y Kalyandurg, 2004; Ritz, 2006). Aunque se advierte que “más temprano” no necesariamente significa “mejor”, un argumento en pro de implementar este proceso de integración es que la exposición a la ingeniería a temprana edad puede despertar el interés en este tema y aumentar la preparación para emprender una carrera profesional en ingeniería. Se sostiene que esta estrategia puede poner fin al descenso de la fuerza laboral de ingeniería en los Estados Unidos y también hacer frente a la cuestión de los números insuficientes de mujeres y minorías en las profesiones de ingeniería (Katehi, Pearson y Feder, 2009). Por consiguiente, la ingeniería, que durante décadas se ha percibido como disciplina apta para los estudios universitarios, recientemente ha ido cobrando popularidad en clases del kindergarten al grado 12, por causa de iniciativas tan variadas como “Project Lead the Way” (Proyecto Enseñar el Camino), programas FIRST (siglas en inglés de For Inspiration and Recognition of Science and Technology, o Para Inspiración y Reconocimiento de la Ciencia y la Tecnología, que patrocina concursos de robótica) y la campaña “Educar para Innovar” (Educate to Innovate) del Presidente, iniciada en el 2009. En su discusión de la implementación óptima de la ingeniería en clases del kindergarten al grado 12, Swift y Watkins (2004) sostienen que los conceptos fundamentales de ingeniería les hacen falta a alumnos menores, sobre todo entre el kindergarten y el grado 4 para mejorar sus capacidades matemáticas y científicas cuando sean mayores, y Perrin (2004, pág. 29) sugiere que la exposición a la ingeniería a temprana edad motivaría a alumnos menores a aprender la ciencia y las matemáticas sin sentirse abrumados.

El llamamiento creciente a prestar atención a la instrucción en ingeniería en clases del kindergarten al grado 12 ha planteado preguntas: ¿Qué forma tendría esa instrucción? ¿Cuáles serían los momentos más apropiados y oportunos de implementar esta integración en las clases pre-universitarias, y cuándo debe empezarse? ¿Es posible siquiera la instrucción en ingeniería en clases del preescolar al grado 3?

Se han realizado algunos esfuerzos por identificar la forma apropiada de las clases de ingeniería del kindergarten al grado 12. Por ejemplo, Massachusetts ya ha desarrollado un conjunto de normas y ha incluido la ingeniería en su currículo del nivel preescolar al grado 12 (Douglas, Iversen y Kalyandurg, 2004). Al momento de redacción de la presente monografía, la Academia Nacional de Ingeniería (National Academy of Engineering) emitió su primer informe sobre pautas nacionales de ingeniería en clases del kindergarten al grado 12 (Committee on Standards for K-12 Engineering Education, 2010). Este esfuerzo complementa un estudio anterior publicado en el 2009 por la Academia Nacional de Ingeniería y el Concilio Nacional de Investigación (National Research Council), por medio del Comité sobre la Instrucción en Ingeniería del Kindergarten al Grado 12 (Committee on K–12 Engineering Education). Este comité patrocinó el informe Engineering in K-12 Education: Understanding the Status and Improving the Prospects (La ingeniería en la instrucción del kindergarten al grado 12. Cómo entender la situación actual y mejorar las posibilidades futuras), en el cual se presenta un sistema conceptual de la instrucción en ingeniería para clases de dichos grados (Katehi, Pearson y Feder, 2009).

Las respuestas a preguntas sobre el momento más oportuno de implementación son afectadas por la creencia fuerte y fundamental que las experiencias de los primeros años de vida son determinantes de experiencias posteriores, por lo que la educación infantil es con frecuencia el enfoque de demandas exigentes por el cambio. En realidad, se está examinando la educación infantil como punto de partida para la reforma de la instrucción en ingeniería. La cantidad creciente de materiales de ingeniería desarrollados para las clases del preescolar al grado 3 parece indicar que ya ha empezado una tendencia hacia la exposición de niños pequeños y que incluye actividades fuera del salón de clases, planes de lecciones o currículos de educación infantil, categorizados principalmente como STEM (Bagiati y Evangelou, 2008).

Los materiales instructivos de ingeniería del nivel preescolar al grado 3 han sido desarrollados por universidades, distritos escolares, museos, entidades relacionadas a la ingeniería, industrias y en algunos casos, individuos. Estos materiales nuevos se han difundido por métodos tradicionales, como en libros y revistas académicas de ciencias y pedagogía además de revistas generales, pero la llegada del Internet y el desarrollo de numerosos sitios pedagógicos también han facilitado la transferencia electrónica de información. Los movimientos de educación abierta, paralelos al uso creciente del Internet, forman “parte de un esfuerzo mundial por hacer la educación más fácil de acceder y más eficaz” (Cape Town, 2007), y por consiguiente, un número creciente de recursos de educación abierta que incluyen “materiales de cursos disponibles con licencia abierta, planes de lecciones, libros de texto, juegos, software y otros materiales que apoyan la instrucción y el aprendizaje” (Cape Town, 2007) son ampliamente disponibles en línea sin costo. Estos materiales a veces se denominan “recursos abiertos”. Los desarrolladores de materiales de instrucción en ingeniería ya tienen la oportunidad de sobrepasar los límites de los formatos impresos para crear contenidos instructivos multimodales, audiovisuales e interactivos.

Los medios del Internet han aumentado el acceso al contenido instructivo de ingeniería, pero al mismo tiempo se han planteado preocupaciones sobre la fiabilidad de dicho contenido (UNESCO, 2002) y su validez pedagógica, incluyendo preocupaciones sobre si el contenido es apropiado en cuanto a tanto la ingeniería como el desarrollo, y si se utilizan los métodos apropiados para implementarlo con niños.

A pesar del desarrollo de materiales nuevos, los maestros y padres de niños pequeños son cautelosos a la hora de adoptar los recursos nuevos, y muchos de éstos tal vez queden sin aprovecharse. El contenido de ingeniería se percibe con frecuencia como algo que requiere un nivel profundo de especialización para que los maestros o los padres sin preparación en ingeniería puedan juzgar la validez del mismo. Esta preocupación, junto con la proliferación rápida de lecciones de ingeniería para el kindergarten al grado 12, que comprende “una amplia gama de materiales desde currículos hasta planes de lecciones y actividades individuales” (Bagiati y Evangelou 2008, pág. 2), todos con una terminología diferente y “definiciones y perspectivas diferentes acerca de la ingeniería y los conceptos de instrucción en ingeniería” (Bagiati y Evangelou 2008, pág. 2), dificultan que los maestros y padres identifiquen con confianza fuentes apropiadas a utilizar con sus clases o en casa.

Para tratar estos desafíos, el presente estudio describe la gama actual de recursos abiertos instructivos de ingeniería para niños pequeños, proporcionados por institutos formalmente reconocidos como entidades basadas en la educación. Las autoras también les ofrecen a maestros y padres de niños pequeños sugerencias sobre maneras de identificar currículos, planes de lecciones y actividades apropiados de ingeniería que se encuentran en los recursos abiertos. El presente estudio se orientó según estas preguntas:

Método

Definiciones

El presente estudio consta parcialmente de una extensión del análisis previo del grupo de investigación sobre currículos de ingeniería del nivel preescolar al grado 12 basados en Internet (Bagiati y Evangelou, 2008) y utiliza las definiciones de dicho estudio para clasificar los contenidos específicos examinados para el estudio según si constituyen o no un currículo. De acuerdo con Toombs y Tierney (1993), “el currículo es un diseño intencional del aprendizaje, negociado por profesores según su conocimiento especializado y en el contexto de las expectativas sociales y las necesidades de los alumnos”. En un currículo, todas las “cualidades esenciales están presentes: la responsabilidad de los profesores, el conocimiento especializado, resultados esperados, relaciones acordadas y un plan de aprendizaje para los alumnos” (Toombs y Tierney, 1993). Heywood (2005, pág. 177) suplementa esta perspectiva al señalar que el currículo es “el mecanismo formal por medio del cual se logran los objetivos proyectados de la instrucción”. Además, al examinar el contenido formalmente desarrollado, el equipo de investigación adoptó la definición propuesta por Dodge y Colker (1992, pág. 1) en The Creative Curriculum (El currículo creativo): un currículo de educación infantil es un sistema conceptual que “expone la filosofía, las metas y los objetivos que tiene un programa para los niños, además de normas de guía para la instrucción que tratan todos los aspectos del desarrollo infantil”. Estas definiciones excluyen de la categorización de “currículo” cualquier recurso que no mencionaba objetivos específicos de aprendizaje, instrucciones de implementación o relevancia para el conocimiento previo o futuro sobre la ingeniería; tales recursos se categorizaron como “actividades”.

Recolección de datos

En el presente estudio se generó de dos modos una muestra de recursos abiertos distribuidos en línea. El primer paso de la recolección de datos incluyó registrar y examinar sitios de Internet que contenían material instructivo de ingeniería para el nivel preescolar al grado 12. El segundo paso incluyó la búsqueda y el análisis de documentos en línea de instrucción en ingeniería para el nivel preescolar al grado 12, como actas de congresos, artículos en revistas académicas de investigación, y artículos en revistas de pedagogía. De estas dos categorías, se identificaron y analizaron recursos para el nivel preescolar al grado 3.

Sitios de Internet. La recolección de datos en sitios de Internet empezó con una búsqueda cabal en Internet en que se usaba “PreK-12 engineering curriculum” (pre-kindergarten al grado 12, ingeniería, currículo) como palabras claves en los motores de búsqueda de Google y Yahoo. La última de estas búsquedas en Internet se realizó en enero del 2010. Por motivos de la validez, se incluyeron sitios de Internet en el estudio solamente si fueron creados por universidades, museos, fundaciones, institutos y entidades similares, reconocidos formalmente como relacionados a la educación y el desarrollo de currículos. Un total de 32 sitios de Internet quedaba después de la aplicación de este criterio a los resultados de la búsqueda. Los 32 sitios permitían el acceso libre a su contenido, aunque algunos requerían una inscripción inicial gratuita de los usuarios. Entre los 32 sitios de Internet, se halló que 9 eran meros portales a otros sitios y se los excluyó. Una inspección de los sitios restantes para identificar los que contenían materiales instructivos de ingeniería del nivel preescolar al grado 3 resultó en la identificación de 12 sitios de Internet para el análisis. Los sitios comerciales de Internet que exponían y vendían software instructivo o manipulativos para el aula no se incluyeron ni se analizaron en el estudio, aunque se notaron como herramientas si se los mencionaba en actividades o planes de lecciones de los recursos de los sitios incluidos.

Documentos difundidos en línea. El primer paso de recolección de la muestra de documentos que presuntamente contenían recursos instructivos de ingeniería del nivel preescolar al grado 12 se realizó para investigar la gama actual de materiales instructivos del nivel preescolar al grado 12 y el papel de los materiales del nivel preescolar al grado 3 dentro de dicha gama. Entre las actas de congresos incluidas en el presente estudio se hallan las de la Sociedad Estadounidense de Instrucción en Ingeniería (American Society for Engineering Education, o ASEE) desde 1997 hasta 2010 (véase http://www.asee.org/conferences/paper-search-form.cfm) y las del Servicio Informático ASEE/IEEE Fronteras en la Educación (ASEE/IEEE Frontiers in Education Clearing House; véase http://fie-conference.org/) desde 1995 hasta 2009. Los documentos en línea que no eran actas de congresos se identificaron mediante bases de datos electrónicas (Education Resources Information Center o ERIC, PsycINFO y Social Science Citation Index, un motor de búsqueda de Google Scholar) y una inspección de las referencias en artículos. Los términos claves de las búsquedas en línea eran combinaciones de los siguientes: kindergarten, PreK (pre-kindergarten), K-3 (kindergarten al grado 3), K-5 (kindergarten al grado 5), K-6 (kindergarten al grado 6), K-12 (kindergarten al grado 12), elementary (escuela primaria), middle school (enseñanza media), high school (enseñanza media superior), engineering (ingeniería), activities (actividades) y/o curriculum (currículo). En la Tabla 1 se presentan características generales (Autor, Tema y Acción) de tres tipos de documentos identificados (por ej., artículos de revistas académicas y generales, actas de congresos).

Se identificaron en total 686 documentos (629 actas de congresos, 38 artículos de revistas académicas y 19 artículos de revistas generales) que tenían la potencial de tratar temas de la instrucción del nivel preescolar al grado 12 en ingeniería. Cada documento fue leído inicialmente por un investigador que escogió documentos que satisfacían los criterios de inclusión fijados para el presente estudio; se incluían o se descartaban los documentos según el común acuerdo de dos investigadores.

Para tratar el segundo propósito del presente estudio, los criterios de inclusión de documentos fueron:

Después de aplicarse los susodichos criterios a los 686 documentos, quedaron 24 documentos que se incluyeron en la muestra para la segunda pregunta de investigación. Cuando un documento no trataba los detalles de actividades de ingeniería pero conducía a un sitio de Internet que contenía dichos detalles, incluimos el documento en la muestra. Un total de 13 documentos integró esta muestra.

Documento Autor Tema Acción

Revista académica

Investigadores o educadores universitarios

  • Investigación experimental
  • Aplicaba actividades de ingeniería como condiciones del experimento
  • Informaba de los resultados

Actas de congreso

Investigadores o educadores del kindergarten al cuarto año de estudios universitarios

  • Actividades de ingeniería
  • Programas de extensión para alumnos entre el kindergarten y el grado 12
  • Desarrollo profesional para maestros del kindergarten al grado 12
  • Desarrollo de cursos para estudiantes de pedagogía
  • Talleres para estudiantes de pedagogía y maestros practicantes
  • Efecto que la implementación de programas o talleres de desarrollo tenía en participantes como alumnos del kindergarten al grado 12, estudiantes no graduados o graduados, maestros y profesores universitarios
  • Opinión sobre la instrucción de ingeniería del kindergarten al grado 12 por lo general
  • Formulaba actividades o currículos de ingeniería
  • Los implementaba con alumnos del kindergarten al grado 12, estudiantes de pedagogía o maestros practicantes
  • Informaba de procesos y resultados

Revista general

Maestros del kindergarten al grado 12, investigadores o educadores del kindergarten al cuarto año de estudios universitarios

  • Actividades de ingeniería
  • Formulaba o presentaba actividades de ingeniería
  • Las implementaba con los alumnos
  • Informaba de procesos y resultados
Tabla 1
Características de documentos identificados en línea

Análisis de datos

Sitios de Internet. El propósito del análisis era identificar y describir materiales instructivos de ingeniería y de acceso abierto en relación con la edad de los alumnos del enfoque, y clasificar sitios de Internet como currículos y/o fuentes de actividades más o menos aisladas. Los datos recogidos incluían 32 sitios de Internet para clases del preescolar al grado 12, entre los cuales se identificaron 12 que contenían material instructivo de ingeniería para clases del preescolar al grado 3.

Se realizó luego una reseña de la literatura relacionada para permitir que los investigadores identificaran categorías que ayudarían a contestar las preguntas de investigación y a desarrollar criterios para facilitar la evaluación y clasificación del contenido de los sitios de Internet que iba destinado a ayudar a alumnos menores y sus maestros a desarrollar interés y adquirir conocimientos acerca de la instrucción en ingeniería. Después de la terminación de la reseña de la literatura, se creó una base de datos con información recogida de los sitios de Internet y sus aplicaciones entretejidas. (Véase la Tabla 2 para hallar las categorías de la base de datos y sus definiciones). Luego se realizó el análisis cuantitativo de todas las categorías de datos, y se calcularon frecuencias de los datos en todas las categorías.

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Tabla 2
Nombres y definiciones de categorías de los datos recogidos de los sitios de Internet

Documentos en línea. Las 686 publicaciones identificadas originalmente (actas de congresos y artículos de revistas académicos y generales) se clasificaron según el año para revelar cambios en la publicación de recursos abiertos de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12. Para contestar la segunda pregunta de investigación, el conjunto de documentos en línea de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3 se aisló de entre los varios 686 documentos de ingeniería del nivel preescolar al grado 12. Finamente, se examinaron 24 documentos de instrucción en ingeniería del preescolar al grado 12 para ver el grado propuesto de los alumnos, el tipo de documento, el tipo de recursos presentados, los temas de ingeniería presentados, organizaciones relacionadas y sitios de Internet suplementarios, si es que eran incluidos.

Resultados

Estatus actual de recursos abiertos de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3

Nuestra primera pregunta de investigación concernía la naturaleza de la gama actual de recursos de acceso abierto de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3 entre el conjunto de recursos abiertos de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12.

Sitios de Internet. Un análisis de los sitios de Internet identificados llevó a los siguientes hallazgos sobre la gama de materiales de acceso abierto en Internet de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12. Entre los 32 sitios de Internet identificados, 9 (el 28,1%) eran en realidad directorios o portales a otros sitios de Internet que presentaban enlaces a materiales instructivos; estos no se mencionarán más en la presentación de los resultados. Entre los restantes 23 sitios de Internet, se hallaba material de Internet relacionado a la instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3 en 12 (el 52,2%; véase la Figura 1).

 

Figura 1

Figura 1. Número de sitios de Internet en relación con el nivel educativo tratado en el contenido del sitio.

Documentos en línea. Un análisis de 686 documentos en línea reveló que 26 documentos (el 3,8%) se enfocaban solamente en los niveles del preescolar al grado 3, 99 (el 14,4%) en el kindergarten al grado 5 y 42 (el 6,1%) en el kindergarten al grado 8. La mayor porción de documentos (217, o el 31,6%) trataba la instrucción en ingeniería del kindergarten al grado 12 por lo general. La siguiente porción más grande trataba la instrucción en ingeniería para alumnos de los grados 9 a 12 (162, o el 23,6%) (véase la Figura 2). Los documentos relacionados a los niveles del kindergarten al grado 5, del kindergarten al grado 8 y del kindergarten al grado 12 incluían el nivel del kindergarten al grado 3; la mayoría no distinguía la instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3 de la gama amplia de grados de los alumnos. En la Figura 3 se presenta el número de documentos publicados según el año, lo que refleja el interés creciente en la investigación de la instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12. La frecuencia de publicación de documentos relacionados a la instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12 fue aumentando desde principios de la década de 1990 y disminuyó levemente después de alcanzar su máximo en el 2004.

Figura 2Figura 2. Documentos publicados en línea de instrucción en ingeniería, según el nivel educativo de los alumnos.

Figura 3Figura 3. Documentos sobre instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 12 publicados en línea por investigadores y educadores, según el año. *El muestreo de documentos del 2010 contiene documentos buscados hasta septiembre de 2010.

Contenido y ubicación de recursos abiertos de instrucción en ingeniería del preescolar al grado 3

La segunda pregunta de investigación concernía el contenido de los recursos abiertos de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3, y dónde podían hallarse.

Sitios de Internet. Durante el análisis del contenido de los 12 sitios de Internet en los que se identificó un enfoque en el nivel preescolar al grado 3, empezó a aparecer una tendencia que reflejaba una falta de currículos coherentes de ingeniería para niños pequeños. Aunque se representaba que todos los sitios de Internet contenían currículos de ingeniería, los 12 (el 100%) contenían una cantidad pequeña de actividades de ingeniería que no guardaban relación entre sí en cuanto a tratar contenidos relevantes o constituir un plan organizado o común de aprendizaje; de ahí que no satisfacían los criterios del estudio para los currículos. Cinco (el 41,6%) contenían planes de lecciones o instrumentos relevantes de evaluación para los grados 1 a 3 que se describían como posibles de finalizarse en una o dos sesiones de clases. Ninguno contenía un verdadero currículo según la definición anterior (véase la Figura 4).

Figura 4

Figura 4. Análisis del contenido de los 12 sitios de Internet con material instructivo de ingeniería del nivel preescolar al grado 3.

La siguiente lista divide en dos grupos los 12 sitios de Internet que contenían recursos abiertos en línea de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3. El primer grupo incluye solamente aquellos sitios que presentaban actividades sin conectarlas a planes de lecciones ni evaluaciones. El segundo grupo incluye aquellos que presentaban planes de lecciones e instrumentos de evaluación.

Actividades:

Planes de lecciones:

Engineering Is Elementary era el único sitio de Internet que mencionaba haberse desarrollado según cualquier pauta (en este caso, las pautas instructivas del kindergarten al grado 12 de Massachusetts). También fue el único de los 12 sitios de Internet que presentaba los hallazgos de pruebas de los materiales en el aula.

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Tabla 3
Currículos y actividades para alumnos del nivel preescolar al grado 3 que aparecían en los documentos

Documentos en línea. Entre 26 documentos publicados en línea que se enfocaban solamente en el nivel preescolar al grado 3 y los demás documentos con un enfoque amplio en varios grados, 24 documentos satisfacían todos los criterios tratados en la sección de métodos. La Tabla 3 se refiere a documentos que contenían currículos y/o actividades del nivel preescolar al grado 3, o enlaces a los mismos, y describían el tipo del documento, la entidad, el nivel de grados, el tema y el sitio de Internet si era aplicable. La mayoría de las actividades eran de participación directa y trataban varios temas de ingeniería, como la ingeniería biomédica, química, civil, mecánica, eléctrica y de software, además de la aplicación de conceptos de la ingeniería en la ciencia y la matemática. La mayoría de los documentos contenían actividades con objetivos de corto plazo en vez de un currículo o un conjunto de lecciones con un objetivo de largo plazo. Por ejemplo, en 7 documentos aparecía un total de 17 lecciones con objetivos de corto plazo (Lee-Desautels, 2004; Mora, Negron, McGahern y Brown, 2010; Sigmon, 1996, 1997; Thode, 2004; Torres y Casey, 2001; Torres, Casey y Loker, 2002). Se hallaron dos unidades de instrucción (Cooney y Mueller, 2000; Polaha, 1999) y cuatro currículos (Kearns, Rogers, Barsosky, Portsmore y Rogers, 2001); estos últimos documentos presentaban objetivos de largo plazo (véase la Figura 5).

Figura 5Figure 5. Content analysis of the PreK-3 engineering educational online documents.

Discusión y recomendaciones

El presente estudio incluía un repaso de los recursos abiertos en Internet que contenían material instructivo en ingeniería, destinado a niños pequeños en clases preescolares hasta el grado 3, como parte del ámbito de tales recursos que están disponibles para el uso con clases del nivel preescolar al grado 12. Los hallazgos mostraron que, por ejemplo, el número de documentos (no sitios de Internet) publicados cada año en línea que estaban relacionados a la instrucción en ingeniería en el nivel preescolar hasta el grado 12, mostraron una tendencia del crecimiento de 1991 al 2004, particularmente de 1998 al 2004. Desde ese año, el número de documentos publicados en línea de instrucción en ingeniería ha disminuido, aunque no hasta el de los años anteriores a 1998. Los hallazgos también sugieren que en comparación con los materiales de acceso abierto de instrucción en ingeniería que son disponibles para otros grados, sobre todo los grados 9 a 12, un número relativamente pequeño de recursos, sean sitios de Internet o documentos en línea, se han desarrollado para la implementación con las clases de nivel preescolar al grado 3. Entre estos, la mayoría no proponen un planteamiento sistemático que incluya objetivos a largo plazo ni evaluaciones, sino que más bien sugieren actividades aisladas o esporádicas. El análisis reveló también que la mayoría de los recursos hallados durante el presente estudio no incluían información sobre cómo los materiales o actividades sugeridos satisfacían o trataban pautas sobre el contenido de materias, si es que lo hacían.

El presente estudio hace resaltar varias preocupaciones importantes. Primero, la introducción de la ingeniería durante los primeros años de instrucción requiere un reconocimiento de la necesidad de los maestros de entender el contenido de esta materia, y plantea el desafío de prepararlos para incorporarla a sus prácticas. La formación docente ha incluido históricamente la búsqueda de información en libros y revistas académicas y generales; y el desarrollo profesional ofrecido por universidades, distritos escolares y otras entidades educativas sigue proporcionando la mayoría de las opciones formales a las que los maestros acceden. Sin embargo, la llegada del Internet ha expandido las maneras en que maestros emprenden el desarrollo profesional y se preparan para enseñar contenidos nuevos. Aunque los investigadores y educadores reconocen la importancia de la exposición a la ingeniería durante los primeros años de vida, y aunque existe la necesidad crítica de que educadores de niños pequeños se familiaricen con el ámbito de la ingeniería, existe un número insuficiente de materiales de acceso abierto de instrucción en ingeniería para educadores o padres de niños entre el nivel preescolar y el grado 3.

Segundo, se recomienda la generación e implementación de un currículo coherente de ingeniería en vez de la utilización de diversas actividades sin sistema fijo, que es normal en la actualidad en los sitios de Internet y documentos en línea analizados en la presente monografía. A partir de las observaciones de los ámbitos relacionados de ciencia, tecnología y matemática, que cuentan con un historial más largo y mejor establecido en el ámbito de la educación infantil, parece una afirmación segura que el uso de un currículo de ingeniería más probablemente resultará eficaz para reforzar constante y sistemáticamente los conceptos de ingeniería en las mentes infantiles que el uso de diversos actividades, entre ellas muchas sin objetivos declarados, que son disponibles de recursos abiertos de instrucción en ingeniería del nivel preescolar al grado 3. El Apéndice presenta algunas recomendaciones para profesionales respecto a la selección de materiales de ingeniería de acceso abierto en línea, según la reseña de la literatura emprendida para el presente proyecto. Sin embargo, la creación de una lista cabal de criterios apropiados al desarrollo para la selección de materiales, es una obra que todavía está en marcha.

La tercera cuestión planteada por los hallazgos del presente estudio es la necesidad de una consideración cuidadosa de pautas para la instrucción en ingeniería y el uso potencial de dichas pautas en la creación de recursos para la instrucción en ingeniería del nivel preescolar hasta el grado 3. La ingeniería es una materia interdisciplinaria, así que puede usarse para fomentar otras materias, como ciencia, matemáticas y tecnología dentro de las pautas instructivas actuales. Sin embargo, la mayoría de los recursos de ingeniería considerados durante el presente estudio no trataban ni incluían información relacionada a la cuestión de si y cómo los materiales o actividades propuestos satisfacían o trataban tales pautas.

Finalmente, existe todavía la necesidad de investigación empírica sobre el uso de la instrucción en ingeniería con alumnos jóvenes de varias etapas del desarrollo. Por lo general, el énfasis nuevo y emergente sobre la instrucción de STEM con niños pequeños plantea varias preguntas importantes relacionadas a la pedagogía, el desarrollo y varias materias académicas; preguntas que el ámbito de la educación infantil debe esforzarse por tratar teórica y empíricamente.

Referencias

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Información de las autoras

Después de adquirir un título en ingeniería eléctrica y una maestría en comunicación digital avanzada de la Universidad Aristóteles en Grecia, y después de trabajar como educadora en programas formales e informales durante los últimos 10 años, Aikaterini Bagiati estudia actualmente para el doctorado en la Facultad de Instrucción en Ingeniería de la Universidad Purdue. Sus intereses de investigación incluyen el desarrollo de las habilidades de ingeniería, la ingeniería en clases de nivel preescolar al grado 3, el desarrollo de currículos de ingeniería para niños pequeños, el uso del arte para mejorar diseños de ingeniería, el software instructivo y la robótica instructiva.

Aikaterini (Katerina) Bagiati
School of Engineering
Purdue University
Armstrong Hall, 701 W. Stadium Ave.
West Lafayette, IN 47907
Email: abagiati@purdue.edu

So Yoon Yoon estudia para el doctorado en la instrucción de estudiantes talentosos en la Universidad Purdue. Tiene una licenciatura y maestría en astronomía y astrofísica. Le interesa desarrollar y validar un instrumento de evaluación del razonamiento espacial, utilizando teorías clásicas y modernas de evaluación. También le interesa investigar la capacidad de razonamiento espacial de estudiantes entre el preescolar y el cuarto año de estudios universitarios para entender la asociación entre dicha capacidad y el rendimiento académico, y la identificación de los talentos relacionados a materias de STEM. También goza de trabajar con alumnos de herencias diversas que son talentosos en dichas materias.

So Yoon Yoon
Gifted Education
Department of Educational Studies
Beering Hall of Liberal Arts and Education
Purdue University
West Lafayette, IN 47907-2098
Email: yoon18@purdue.edu

La Dra. Demetra Evangelou es profesora auxiliar de instrucción en ingeniería en la Facultad de Instrucción en Ingeniería de la Universidad Purdue. Tiene el doctorado en educación infantil de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y tiene pericia al nivel internacional en políticas y métodos de investigación de la primera infancia. Su investigación actual se enfoca en habilidades precursoras del pensamiento de ingeniería en la educación infantil, factores del desarrollo en la pedagogía de la ingeniería, la habilidad tecnológica e interacciones entre seres humanos y artefactos. Es miembro de Sigma Xi Science Honor Society (Sociedad de Honor Sigma Xi de Ciencia), y en 2009 recibió el galardón prestigioso NSF CAREER Award.

Demetra Evangelou
School of Engineering Education
Purdue University
Armstrong Hall, 701 W. Stadium Ave.
West Lafayette, IN 47907
Email: evangeloud@purdue.edu

Ida Ngambeki es estudiante graduada en la Facultad de Instrucción en Ingeniería y miembro del Programa Graduado Interdisciplinario de Ciencias Ecológicas e Ingeniería en la Universidad Purdue. Sus intereses de investigación incluyen el desarrollo de las habilidades de ingeniería, el pensamiento de ingeniería y la motivación. Tiene una licenciatura de ciencias con una especialización en ingeniería de la Universidad Smith.

Ida Ngambeki
School of Engineering Education
Ecological Sciences and Engineering IGP
Armstrong Hall, 701 W. Stadium Ave.
Purdue University
West Lafayette, IN 47907
Email: ingambek@purdue.edu

Apéndice
Recomendaciones para profesionales respecto a la selección de recursos abiertos de instrucción en ingeniería para clases del nivel preescolar al grado 3

A causa del desarrollo rápido de la instrucción en ingeniería entre el nivel preescolar y el grado 3, han emergido preguntas sobre la fidelidad pedagógica y la validez del contenido instructivo. Para facilitar a los maestros y padres la identificación del contenido válido en recursos abiertos en línea como sitios de Internet y documentos en línea, se proponen las siguientes recomendaciones.