Naturaleza de STEM: marco teórico, diseño instrumental y propuesta didáctica integrada

Abstract

En los últimos años, se ha detectado en el ámbito educativo una profunda necesidad de una enseñanza más contextualizada y orientada a la resolución de problemas reales y alienada con los retos del siglo XXI. Así, se han establecido internacionalmente reformas curriculares que impulsan enfoques competenciales y conectados con la realidad. En este contexto, la competencia STEM ha emergido como una herramienta esencial para afrontar los grandes retos contemporáneos. Sin embargo, persisten tensiones en su abordaje, como la fragmentación del conocimiento, una visión tecnocrática centrada en la empleabilidad, la escasa atención a las dimensiones críticas del saber científico y una creciente desconfianza social hacia la ciencia que refuerzan la urgencia de una alfabetización científica crítica e integrada. En primer lugar, esta investigación avanza en el concepto de Naturaleza de STEM, empleándolo como una perspectiva para repensar la enseñanza de las ciencias en contextos educativos contemporáneos. Esta perspectiva auna aportes del enfoque Ciencia-Tecnología-Sociedad, la Naturaleza de la Ciencia y la educación STEM integrada. En segundo lugar, se desarrolla un itinerario metodológico orientado al diseño, validación y aplicación de dos instrumentos mixtos de evaluación bajo la perspectiva NoSTEM. Este proceso se materializa en dos herramientas complementarias, EPISTEMIK-Fire y EPISTEMIKMeteo, que permiten explorar las concepciones del alumnado sobre problemáticas sociocientíficas reales. Finalmente, se diseña, implementa y evalúa una propuesta didáctica integrada basada en la ecología del fuego, mostrando avances significativos en las concepciones sobre la NoSTEM del grupo experimental. Esta investigación contribuye al desrrollo de la educación STEM integrada para la enseñanza de las ciencias contemporánea, ofreciendo aportes teóricos, metodológicos y prácticos que responden a las exigencias de la alfabetización científica actual.

In recent years, a deep need has been identified within the educational field for a more contextualized form of teaching, oriented toward real-world problem solving and aligned with the challenges of the 21st century. As a result, international curricular reforms have been established to promote competencybased approaches that are connected to reality. In this context, STEM competence has emerged as an essential tool for addressing major contemporary challenges. However, tensions persist in its implementation, such as the fragmentation of knowledge, a technocratic vision focused on employability, limited attention to the critical dimensions of scientific knowledge, and a growing public distrust in science. These issues reinforce the urgency of fostering a critical and integrated scientific literacy. Firstly, this research advances the concept of the Nature of STEM, using it as a perspective that rethinks science education in contemporary educational contexts. This perspective integrates contributions from the ScienceTechnology-Society (STS) approach, the Nature of Science (NOS), and integrated STEM education. Secondly, a methodological pathway is developed for the design, validation, and application of two mixed-method assessment instruments based on the NoSTEM perspective. This process results in two complementary tools, EPISTEMIK-Fire and EPISTEMIK-Meteo, which allow for the exploration of students’ conceptions regarding real socioscientific issues. Finally, an integrated didactic proposal based on fire ecology is designed, implemented, and evaluated, showing significant improvements in the NoSTEM-related conceptions of the experimental group. This research contributes to the development of integrated STEM education for contemporary science teaching by offering theoretical, methodological, and practical contributions that respond to the current demands of scientific literacy