Investigación para INTERNATIONAL JOURNAL OF STEM EDUCATION este 2025 by Miss Estefany Gomez Huaylla
El Método Científico en mi Trayectoria Profesional y Nueva Investigación en Curso
Después de 5 años y 4 meses trabajando en colegios del Bachillerato Internacional y aplicando sus cuatro programas, he confirmado cómo mi formación en ingeniería ha moldeado mi enfoque hacia la educación y la investigación. Como ingeniera, el método científico ha sido una herramienta fundamental en mi desarrollo profesional, lo que me lleva a aplicarlo no solo en mi trabajo diario, sino también en la validación de datos obtenidos a través de la práctica.
Esta rigurosidad metodológica me ha permitido llevar mis estudios más allá del aula, logrando recientemente publicar una investigación en la Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, una revista reconocida en el ámbito tecnológico. Para aquellos interesados en citar mi trabajo en sus propias investigaciones, adjunto aquí la publicación. Cabe destacar que, al momento de publicar en una revista internacional, es esencial verificar que esté indexada en SCOPUS, ya que esto garantiza su reconocimiento académico y científico.
Sin embargo, el propósito principal de este post es compartir que actualmente estoy trabajando en una nueva investigación y necesito su apoyo. Este estudio tiene como objetivo analizar la relación entre la creación de productos para resolver problemas reales y el aprendizaje en STEM, evaluando el impacto del uso de tecnologías emergentes y métodos de enseñanza innovadores.
Para ello, requiero la participación de 500 estudiantes desde grado 3 hasta grado 9, quienes desarrollarán proyectos a lo largo del año 2025 en el marco de unidades interdisciplinarias diseñadas específicamente para este estudio. Como parte del proceso, se aplicarán encuestas a los estudiantes con el fin de recolectar datos sobre su aprendizaje, su desarrollo de habilidades y su experiencia con las herramientas tecnológicas utilizadas.
Dado que esta investigación involucra la recopilación de datos a partir de encuestas, solicito el consentimiento de los padres, tutores y/o instituciones educativas para llevar a cabo la aplicación de estas encuestas. La información obtenida será utilizada exclusivamente con fines académicos y contribuirá al avance de la educación STEM basada en proyectos.
Si estás interesado en formar parte de este estudio o en brindar apoyo para la recolección de datos, te invito a contactarme. Aprecio enormemente su colaboración y el interés en contribuir al desarrollo de nuevas estrategias educativas respaldadas por evidencia científica.
Introducción
La educación STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) ha evolucionado hacia modelos de enseñanza centrados en la resolución de problemas del mundo real. Dentro de este enfoque, la integración de las Tecnologías de la Información y Comunicación (ICT) ha potenciado metodologías como el aprendizaje basado en proyectos (PBL, Project-Based Learning), donde los estudiantes aplican conocimientos científicos y tecnológicos para desarrollar productos innovadores que solucionan problemas concretos en su entorno.
Diversos estudios han demostrado que los estudiantes que participan en proyectos de diseño, programación y fabricación de soluciones tecnológicas desarrollan habilidades críticas como el razonamiento lógico, la creatividad, la colaboración y el pensamiento computacional. La creación de productos físicos y digitales no solo mejora la comprensión conceptual, sino que también fomenta una mayor conexión emocional y motivacional con el aprendizaje.
Este estudio explora el impacto de la integración de ICT y PBL en la educación STEM mediante un análisis de estudiantes de educación primaria (grados 2 a 5), quienes diseñaron y desarrollaron productos tecnológicos para resolver problemas de su comunidad. Se utilizaron herramientas como Tinkercad, programación en Arduino, impresión 3D y aplicaciones de IoT, midiendo cómo este enfoque influye en su desempeño académico, habilidades de resolución de problemas y compromiso con el aprendizaje.
Los resultados de esta investigación permitirán entender cómo el desarrollo de soluciones tecnológicas tangibles contribuye a una educación STEM más significativa y orientada al impacto social. Además, se analizará la relación entre la construcción de productos reales y la adquisición de competencias STEM en la niñez, con el fin de proponer estrategias educativas más efectivas para el futuro.
Unidades Interdisciplinarias con Micro:bit para Grado 3, 4 y 5 (PYP)
Unidad: Explorando la Programación y la Resolución de Problemas con Micro:bit
Grado 3
Transdisciplinary Theme: Cómo funciona el mundo Central Idea: La tecnología puede ayudarnos a resolver problemas cotidianos. Key Concepts: Causalidad, Función, Cambio
Objetivos de Aprendizaje:
- Comprender los principios básicos de programación con Micro:bit.
- Diseñar y programar soluciones simples a problemas del entorno.
- Desarrollar pensamiento lógico y habilidades de resolución de problemas.
Problema Real y Solución con Micro:bit: 🔹 Dispensador de comida para mascotas: Los estudiantes programarán un Micro:bit para activar un motor que dispense alimento a determinadas horas del día. Relacionado con el ODS 12: Producción y Consumo Responsables, promueve el cuidado de las mascotas y la automatización responsable del hogar.
Actividades:
- Introducción a Micro:bit: Exploración de sensores y funciones básicas.
- Creación de un contador de pasos digital.
- Diseño de un termómetro digital con Micro:bit y sensores de temperatura.
- Reflexión y discusión sobre el impacto de la tecnología en la vida cotidiana.
Evaluación:
- Presentación del proyecto final con explicación del código.
- Reflexión escrita sobre cómo la programación ayuda a solucionar problemas.
Unidad: Innovación en la Comunidad con Micro:bit
Grado 4
Transdisciplinary Theme: Cómo nos organizamos Central Idea: La innovación tecnológica mejora la vida de las personas en la comunidad. Key Concepts: Conexión, Perspectiva, Responsabilidad
Objetivos de Aprendizaje:
- Investigar problemas locales que puedan solucionarse con Micro:bit.
- Desarrollar prototipos interactivos con programación en bloques.
- Reflexionar sobre el impacto social de la tecnología.
Problema Real y Solución con Micro:bit: 🔹 Sistema de riego automatizado: Programación de Micro:bit para detectar la humedad del suelo y activar un sistema de riego solo cuando sea necesario. Relacionado con el ODS 6: Agua Limpia y Saneamiento, contribuye al uso eficiente del agua en jardines y huertos urbanos.
Actividades:
- Estudio de necesidades en la comunidad escolar.
- Diseño de una alerta de emergencia con Micro:bit.
- Creación de un sistema de recolección de datos ambientales (temperatura, humedad, etc.).
- Presentación de soluciones y retroalimentación en clase.
Evaluación:
- Exposición del prototipo y argumentación de su utilidad.
- Rúbrica de autoevaluación y coevaluación.
Unidad 3: Micro:bit y la Sostenibilidad Ambiental
Grado 5
Transdisciplinary Theme: Compartimos el planeta Central Idea: La tecnología puede ayudarnos a monitorear y proteger nuestro entorno. Key Concepts: Cambio, Causalidad, Responsabilidad
Objetivos de Aprendizaje:
- Usar Micro:bit para medir y analizar datos ambientales.
- Comprender la importancia del monitoreo ambiental en la sostenibilidad.
- Aplicar el pensamiento computacional para diseñar soluciones ecológicas.
Problema Real y Solución con Micro:bit: 🔹 Monitor de calidad del aire: Uso de sensores conectados a Micro:bit para medir la contaminación del aire y alertar sobre niveles peligrosos. Relacionado con el ODS 13: Acción por el Clima, fomenta la conciencia ambiental y el uso de la tecnología para mitigar problemas climáticos.
Actividades:
- Introducción al uso de sensores de luz, temperatura y humedad en Micro:bit.
- Creación de una estación meteorológica portátil.
- Programación de una alerta de contaminación del aire con Micro:bit.
- Discusión sobre cómo la tecnología puede ayudar a la conservación ambiental.
Evaluación:
- Proyecto final presentado como infografía o video explicativo.
- Reflexión grupal sobre los beneficios y desafíos de la tecnología en la sostenibilidad.
Recursos Necesarios:
- Micro:bit (uno por grupo o estudiante)
- Sensores de temperatura, humedad y luz
- Computadoras con acceso a MakeCode
- Materiales reciclables para construir prototipos
Extensión y Enriquecimiento:
- Vinculación con áreas de matemáticas (gráficos y análisis de datos)
- Aplicaciones en ciencia (monitoreo ambiental y energía renovable)
- Reflexión en ética sobre el uso responsable de la tecnología
Unidades Interdisciplinarias con Arduino y Micro:bit para Grado 6, 7, 8 y 9 (MYP)
Unidad: Sistemas de Seguridad
Grado 6
Interdisciplinary Theme: Innovación y Desarrollo Sostenible
Statement of Inquiry: La tecnología puede mejorar la seguridad y eficiencia de las viviendas sostenibles.
Key Concepts: Sistemas, Seguridad, Innovación
Objetivos de Aprendizaje:
- Comprender los principios de automatización con Arduino.
- Diseñar y programar sistemas de seguridad para casas sustentables.
- Aplicar sensores para la detección de movimiento y alarmas inteligentes.
Problema Real y Solución con Arduino: 🔹 Sistema de seguridad para viviendas sustentables: Implementación de sensores de movimiento y alarmas conectadas a Arduino para mejorar la seguridad en hogares autosostenibles. Relacionado con el ODS 11: Ciudades y Comunidades Sostenibles.
Actividades:
- Introducción a Arduino y su aplicación en seguridad.
- Diseño y programación de un sistema de alarma para viviendas.
- Implementación de sensores de movimiento y luz para alertas.
- Reflexión y presentación del impacto del sistema en la seguridad.
Evaluación:
- Presentación del sistema de seguridad funcional.
- Rúbrica de creatividad e innovación en el diseño.
Unidad: Energía Renovable en Casas Sustentables
Grado 7
Interdisciplinary Theme: Energía y Sostenibilidad
Statement of Inquiry: La tecnología y la energía renovable pueden transformar la forma en que diseñamos nuestras viviendas.
Key Concepts: Sostenibilidad, Eficiencia Energética, Impacto Ambiental
Objetivos de Aprendizaje:
- Explorar el funcionamiento de los paneles solares y su integración en viviendas.
- Diseñar una maqueta de casa sustentable con un sistema energético renovable.
- Reflexionar sobre el impacto de la energía solar en la sociedad.
Problema Real y Solución con Arduino: 🔹 Vivienda autosostenible con paneles solares: Implementación de sistemas de energía renovable en una maqueta de casa sustentable para promover el uso eficiente de la energía. Relacionado con el ODS 7: Energía Asequible y No Contaminante.
Actividades:
- Introducción a los sistemas fotovoltaicos y su aplicación en viviendas.
- Diseño y construcción de una maqueta de casa sustentable.
- Instalación y prueba de paneles solares con carga controlada.
- Evaluación del impacto energético en términos de eficiencia y sostenibilidad.
Evaluación:
- Exposición del proyecto y explicación del diseño energético.
- Análisis de datos sobre la eficiencia de los paneles solares.
Unidad: Potabilización del Agua con Arduino
Grado 8
Interdisciplinary Theme: Recursos Naturales y Tecnología
Statement of Inquiry: La tecnología puede ayudarnos a garantizar el acceso a agua limpia y segura.
Key Concepts: Purificación, Innovación, Salud Pública
Objetivos de Aprendizaje:
- Diseñar un sistema de purificación de agua utilizando sensores de calidad de agua con Arduino.
- Evaluar la importancia del acceso al agua potable en comunidades vulnerables.
- Relacionar la ciencia y la tecnología con soluciones reales a problemas ambientales.
Problema Real y Solución con Arduino: 🔹 Sistema de potabilización de agua con Arduino: Implementación de sensores para medir la calidad del agua y activar procesos de filtrado. Relacionado con el ODS 6: Agua Limpia y Saneamiento.
Actividades:
- Estudio de problemas de contaminación del agua y su impacto en la salud.
- Diseño y programación de un sistema de detección y filtrado de agua con Arduino.
- Implementación de sensores de pH y turbidez para la evaluación de la calidad del agua.
- Presentación del impacto del proyecto en la sociedad.
Evaluación:
- Desarrollo de prototipo funcional de filtrado de agua.
- Reflexión escrita sobre la importancia del acceso al agua potable.
Unidad: Soluciones Tecnológicas para Familias Beneficiadas
Grado 9
Interdisciplinary Theme: Innovación y Bienestar Familiar
Statement of Inquiry: La tecnología puede mejorar la calidad de vida de las familias a través de soluciones automatizadas.
Key Concepts: Automatización, Eficiencia, Bienestar
Objetivos de Aprendizaje:
- Identificar las necesidades de una familia beneficiada y diseñar soluciones tecnológicas adaptadas.
- Aplicar Arduino para la automatización de sistemas en el hogar.
- Analizar el impacto de la tecnología en la vida cotidiana y la gestión del tiempo.
Problema Real y Solución con Arduino: 🔹 Automatización del hogar y gestión del tiempo: Desarrollo de productos tecnológicos para mejorar la calidad de vida de las familias beneficiadas, como dispensadores automáticos de comida para mascotas o sistemas de organización de tareas. Relacionado con el ODS 3: Salud y Bienestar.
Actividades:
- Análisis de las necesidades familiares y diseño de soluciones.
- Programación de sistemas automatizados para el hogar con Arduino.
- Implementación y prueba de prototipos como dispensadores automáticos de alimentos o recordatorios digitales.
- Presentación y evaluación del impacto de las soluciones en la calidad de vida.
Evaluación:
- Desarrollo y funcionalidad del prototipo tecnológico.
- Presentación de la solución con evidencia de su impacto en la vida cotidiana.
Recursos Necesarios:
- Arduino y sensores específicos (movimiento, pH, luz, temperatura, etc.)
- Materiales para construcción de prototipos y maquetas
- Computadoras con acceso a software de programación (Arduino IDE, Tinkercad)
Extensión y Enriquecimiento:
- Conexión con proyectos de impacto social y soluciones para comunidades vulnerables.
- Relación con ciencias ambientales, física y matemáticas.
- Desarrollo de pensamiento crítico y habilidades de resolución de problemas.
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