Educación en ciencia, tecnología, sociedad y medio ambiente

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La educación en ciencia, tecnología, sociedad y medio ambiente ( CTSE ) tiene su origen en el movimiento de ciencia, tecnología y sociedad (CTS) en la educación científica . Se trata de una perspectiva de la educación científica que pone énfasis en la enseñanza de los avances científicos y tecnológicos en sus contextos culturales, económicos, sociales y políticos. En esta perspectiva de la educación científica, se anima a los estudiantes a participar en cuestiones relacionadas con el impacto de la ciencia en la vida cotidiana y a tomar decisiones responsables sobre cómo abordar dichas cuestiones (Solomon, 1993 y Aikenhead, 1994).

El movimiento CTS tiene una larga historia en la reforma de la educación científica y abarca una amplia gama de teorías sobre la intersección entre ciencia, tecnología y sociedad (Solomon y Aikenhead, 1994; Pedretti 1997). Durante los últimos veinte años, se considera que el trabajo de Peter Fensham, el destacado educador científico australiano, ha contribuido en gran medida a las reformas en la educación científica. Los esfuerzos de Fensham incluyeron dar mayor prominencia a CTS en el currículo de ciencias escolares (Aikenhead, 2003). El objetivo clave detrás de estos esfuerzos era asegurar el desarrollo de un currículo de ciencias de base amplia, integrado en los contextos sociopolíticos y culturales en los que se formuló. Desde el punto de vista de Fensham, esto significaba que los estudiantes participarían con diferentes puntos de vista sobre cuestiones relacionadas con el impacto de la ciencia y la tecnología en la vida cotidiana. También comprenderían la relevancia de los descubrimientos científicos, en lugar de concentrarse simplemente en aprender hechos y teorías científicas que parecían distantes de sus realidades (Fensham, 1985 y 1988).

Sin embargo, aunque el engranaje del cambio en la educación científica se había puesto en marcha a finales de la década de 1970, no fue hasta la década de 1980 que las perspectivas CTS comenzaron a ganar una base seria en los currículos de ciencias, en contextos predominantemente occidentales (Gaskell, 1982). Esto ocurrió en un momento en que cuestiones como la experimentación con animales , la contaminación ambiental y el creciente impacto de la innovación tecnológica en la infraestructura social comenzaban a plantear dilemas éticos, morales, económicos y políticos (Fensham, 1988 y Osborne, 2000). También existían preocupaciones entre las comunidades de investigadores, educadores y gobiernos en relación con la falta de comprensión del público en general sobre la interfaz entre la ciencia y la sociedad (Bodmer, 1985; Durant et al. 1989 y Millar 1996). Además, alarmados por el pobre estado de alfabetización científica entre los estudiantes escolares, los educadores científicos comenzaron a lidiar con el dilema de cómo preparar a los estudiantes para que fueran ciudadanos informados y activos, así como los científicos, médicos e ingenieros del futuro (por ejemplo, Osborne, 2000 y Aikenhead, 2003). Por lo tanto, los defensores de la ciencia y la tecnología exigieron reformas en la educación científica que capacitaran a los estudiantes para comprender los avances científicos en sus contextos culturales, económicos, políticos y sociales. Esto se consideró importante para hacer que la ciencia fuera accesible y significativa para todos los estudiantes y, lo que es más importante, para involucrarlos en cuestiones del mundo real (Fensham, 1985; Solomon, 1993; Aikenhead, 1994 y Hodson 1998).

Los objetivos principales del STS son:

• Un enfoque interdisciplinario de HI para la educación científica, donde hay una integración perfecta de los aspectos económicos, éticos, sociales y políticos de los desarrollos científicos y tecnológicos en el currículo de ciencias.
• Involucrar a los estudiantes en el análisis de una variedad de problemas del mundo real y fundamentar el conocimiento científico en dichas realidades. En el mundo actual, tales problemas pueden incluir el impacto en la sociedad de: el calentamiento global , la ingeniería genética , la experimentación con animales , las prácticas de deforestación , las pruebas nucleares y las legislaciones ambientales, como la legislación de la UE sobre residuos o el Protocolo de Kioto .
• Permitir a los estudiantes formular una comprensión crítica de la interfaz entre la ciencia, la sociedad y la tecnología.
• Desarrollar las capacidades y la confianza de los estudiantes para tomar decisiones informadas y emprender acciones responsables para abordar las cuestiones que surgen del impacto de la ciencia en su vida diaria.

No existe una definición uniforme de la enseñanza de ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia. Como se mencionó anteriormente, la enseñanza de ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia es una forma de enseñanza de ciencia, tecnología y ciencias, pero pone mayor énfasis en las consecuencias ambientales de los avances científicos y tecnológicos. En los programas de enseñanza de ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia, los avances científicos se exploran desde una variedad de perspectivas económicas, ambientales, éticas, morales, sociales y políticas (Kumar y Chubin, 2000 y Pedretti, 2005).

En el mejor de los casos, la educación STSE puede definirse vagamente como un movimiento que intenta generar una comprensión de la interfaz entre la ciencia, la sociedad, la tecnología y el medio ambiente. Un objetivo clave de la educación STSE es ayudar a los estudiantes a comprender la importancia de los avances científicos en su vida diaria y fomentar una voz de ciudadanía activa (Pedretti y Forbes, 2000).

En las últimas dos décadas, la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia ha ocupado un lugar destacado en los planes de estudio de ciencias de diferentes partes del mundo, como Australia, Europa, el Reino Unido y los Estados Unidos (Kumar y Chubin, 2000). En Canadá, la inclusión de las perspectivas de ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia en la educación científica se ha producido en gran medida como consecuencia del Marco común de resultados de aprendizaje de ciencias, Protocolo pancanadiense para la colaboración en materia de planes de estudio escolares (1997) [2]. Este documento destaca la necesidad de desarrollar la alfabetización científica junto con la comprensión de las interrelaciones entre ciencia, tecnología y medio ambiente. Según Osborne (2000) y Hodson (2003), la alfabetización científica puede percibirse de cuatro maneras diferentes:

• Cultural : Desarrollar la capacidad de leer y comprender temas relacionados con la ciencia y la tecnología en los medios de comunicación.
• Utilitario : Que tiene los conocimientos, habilidades y actitudes que son esenciales para una carrera como científico, ingeniero o técnico.
• Democrático : Ampliar el conocimiento y la comprensión de la ciencia para incluir la interfaz entre la ciencia, la tecnología y la sociedad.
• Económico : Formular conocimientos y habilidades que son esenciales para el crecimiento económico y la competencia efectiva dentro del mercado global.

Sin embargo, a muchos profesores de ciencias les resulta difícil e incluso perjudicial para su identidad profesional enseñar STSE como parte de la educación científica debido al hecho de que la ciencia tradicional se centra en hechos científicos establecidos en lugar de cuestiones filosóficas, políticas y sociales, lo cual muchos educadores consideran que devalúa el currículo científico. ^[1]

En el contexto de la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia, los objetivos de la enseñanza y el aprendizaje se dirigen en gran medida a generar nociones culturales y democráticas de alfabetización científica. En este sentido, los defensores de la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia sostienen que, para ampliar la comprensión de la ciencia por parte de los estudiantes y prepararlos mejor para una ciudadanía activa y responsable en el futuro, el alcance de la educación científica debe ir más allá del aprendizaje de teorías científicas, hechos y habilidades técnicas. Por lo tanto, el objetivo fundamental de la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia es dotar a los estudiantes de las herramientas necesarias para comprender y situar los avances científicos y tecnológicos en sus contextos culturales, ambientales, económicos, políticos y sociales (Solomon y Aikenhead, 1994; Bingle y Gaskell, 1994; Pedretti, 1997 y 2005). Por ejemplo, en lugar de aprender sobre los hechos y las teorías de los patrones climáticos, los estudiantes pueden explorarlos en el contexto de cuestiones como el calentamiento global. También pueden debatir las consecuencias ambientales, sociales, económicas y políticas de la legislación pertinente, como el Protocolo de Kioto . Se cree que esto proporciona un lienzo más rico, más significativo y relevante sobre el cual se pueden explorar las teorías y los fenómenos científicos relacionados con los patrones climáticos (Pedretti et al. 2005).

En esencia, la educación STSE tiene como objetivo desarrollar las siguientes habilidades y perspectivas ^[2]

• Responsabilidad social
• Pensamiento crítico y habilidades de toma de decisiones.
• La capacidad de formular decisiones éticas y morales sólidas sobre cuestiones que surgen del impacto de la ciencia en nuestra vida diaria.
• Conocimientos, habilidades y confianza para expresar opiniones y tomar medidas responsables para abordar problemas del mundo real.

Dado que la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia tiene múltiples facetas, existen diversas formas de abordarla en el aula. Esto ofrece a los docentes un cierto grado de flexibilidad, no sólo en la incorporación de perspectivas de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia en su enseñanza de las ciencias, sino también en la integración de otras áreas curriculares como la historia, la geografía, los estudios sociales y las artes del lenguaje (Richardson y Blades, 2001). La siguiente tabla resume los diferentes enfoques de la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia descritos en la literatura (Ziman, 1994 y Pedretti, 2005):

Aunque los defensores de la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia destacan con insistencia sus méritos en la enseñanza de las ciencias, también reconocen las dificultades inherentes a su aplicación. Hughes (2000) y Pedretti y Forbes (2000) han articulado las oportunidades y los desafíos de la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia en cinco niveles diferentes, como se describe a continuación:

Valores y creencias: Los objetivos de la educación STSE pueden desafiar los valores y creencias de los estudiantes y los profesores, así como las opiniones convencionales y arraigadas culturalmente sobre los avances científicos y tecnológicos. Los estudiantes obtienen oportunidades de involucrarse y examinar en profundidad el impacto del desarrollo científico en sus vidas desde una perspectiva crítica e informada. Esto ayuda a desarrollar las capacidades analíticas y de resolución de problemas de los estudiantes, así como su capacidad para tomar decisiones informadas en su vida cotidiana.

A la hora de planificar e implementar las clases de educación STSE, los profesores deben ofrecer una visión equilibrada de los temas que se están explorando. Esto permite a los estudiantes formular sus propios pensamientos, explorar de forma independiente otras opiniones y tener la confianza para expresar sus puntos de vista personales. Los profesores también deben cultivar entornos de clase seguros y sin prejuicios, y deben tener cuidado de no imponer sus propios valores y creencias a los estudiantes.

Conocimiento y comprensión: La naturaleza interdisciplinaria de la enseñanza de ciencia, tecnología, ingeniería y ciencia exige que los profesores investiguen y recopilen información de diversas fuentes. Al mismo tiempo, los profesores deben desarrollar una sólida comprensión de cuestiones de diversas disciplinas (filosofía, historia, geografía, estudios sociales, política, economía, medio ambiente y ciencia). Esto es para que la base de conocimientos de los estudiantes pueda estructurarse adecuadamente para permitirles participar eficazmente en debates, discusiones y procesos de toma de decisiones.

Este ideal plantea dificultades. La mayoría de los profesores de ciencias están especializados en un campo científico en particular. La falta de tiempo y recursos puede afectar la profundidad con la que profesores y alumnos pueden examinar las cuestiones desde múltiples perspectivas. Sin embargo, un enfoque multidisciplinario de la enseñanza de las ciencias permite a los alumnos obtener una perspectiva más completa de los dilemas, así como de las oportunidades, que la ciencia presenta en nuestra vida diaria.

Enfoque pedagógico: según la experiencia y el nivel de comodidad del docente, se pueden utilizar diversos enfoques pedagógicos basados ​​en el constructivismo para estimular la enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia en el aula. Como se ilustra en la tabla siguiente, las pedagogías utilizadas en las aulas de enseñanza de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la ciencia deben llevar a los estudiantes a través de diferentes niveles de comprensión para desarrollar sus habilidades y confianza para examinar los problemas de manera crítica y tomar medidas responsables.

Los docentes se enfrentan con frecuencia al desafío de transformar las prácticas en el aula, pasando de enfoques orientados a tareas a otros que se centran en el desarrollo de la comprensión de los estudiantes y la transferencia de la capacidad de acción para el aprendizaje a los estudiantes (Hughes, 2000). La siguiente tabla es una recopilación de enfoques pedagógicos para la educación STSE descritos en la literatura (por ejemplo, Hodson, 1998; Pedretti y Forbes, 2000; Richardson y Blades, 2001):

La educación STSE se basa en formas holísticas de conocer, aprender e interactuar con la ciencia. Un movimiento reciente en la educación científica ha unido la educación científica y tecnológica con la conciencia social y medioambiental a través de exploraciones críticas del lugar. El proyecto Ciencia y ciudad, por ejemplo, se llevó a cabo durante los años escolares 2006-2007 y 2007-2008 con la participación de un grupo intergeneracional de investigadores: 36 estudiantes de primaria (6.º, 7.º y 8.º grado) que trabajaron con sus maestros, 6 investigadores universitarios, padres y miembros de la comunidad. El objetivo era reunirse, aprender ciencia y tecnología juntos y utilizar este conocimiento para proporcionar experiencias significativas que marcaran una diferencia en las vidas de amigos, familias, comunidades y entornos que rodean la escuela. La experiencia colectiva permitió a los estudiantes, maestros y alumnos fomentar la imaginación, la responsabilidad, la colaboración, el aprendizaje y la acción. El proyecto ha dado lugar a una serie de publicaciones:

• Alsop, S., & Ibrahim, S. 2008. Viajes visuales en la educación científica basada en lugares críticos. En YJ. Lee, & AK. Tan (Eds.), La educación científica en el nexo de la teoría y la práctica. Rotterdam: SensePublishers 291–303.
• Alsop, S., & Ibrahim, S. 2007. Searching for Science Motive: Community, Imaginery and Agency. Alberta Science Education Journal (edición especial, Shapiro, B. (Ed.) Investigación y redacción en educación científica de interés para quienes se inician en la profesión). 38(2), 17–24.

Ciencia y ciudad: una revista de campo

Una publicación colectiva, escrita por estudiantes, profesores e investigadores en conjunto, es la de una revista comunitaria que ofrece un formato para compartir las posibilidades que ofrecen las prácticas participativas que conectan a las escuelas con los conocimientos, las personas y los lugares locales.

*Alsop, S., Ibrahim, S., y Blimkie, M. (Eds.) (2008) Science and the city: A Field Zine. Toronto: Ontario. [Una publicación independiente escrita por estudiantes e investigadores y distribuida gratuitamente a comunidades de investigadores, estudiantes y padres].

Tokyo Global Engineering Corporation es una organización de servicios educativos que ofrece programas de educación STSE de última generación gratuitos a estudiantes de ingeniería y otras partes interesadas. Estos programas tienen como objetivo complementar, pero no reemplazar, los cursos STSE requeridos por los programas de estudio de grado académico. Los programas son oportunidades educativas, por lo que a los estudiantes no se les paga por su participación. Toda la correspondencia entre los miembros se completa por correo electrónico y todas las reuniones se llevan a cabo por Skype, siendo el inglés el idioma de instrucción y publicación. A los estudiantes y otras partes interesadas nunca se les pide que viajen o abandonen sus ubicaciones geográficas, y se les anima a publicar documentos de la organización en sus idiomas personales primarios, cuando el inglés es un idioma secundario.

• Ciencia ciudadana , proyectos de limpieza en los que la gente puede participar.
• Evaluación educativa
• Teoría del aprendizaje (educación)
• Ciencia
• Campos STEM

• Aikenhead, GS (2003) Educación en ciencias, tecnología y ciencias: una rosa con otro nombre. En Una visión para la educación científica: Respondiendo al mundo de Peter J. Fensham , (ed.) Cross, R.: Routledge Press.
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• Consejo de Ministros de Educación de Canadá

El sitio web de los Consejos de Ministros de Educación de Canadá es un recurso útil para comprender los objetivos y la posición de la educación STSE en los planes de estudio canadienses.

• [3] Sitio STEPWISE
• Plan de estudios de ciencias del Reino Unido
• Estándares curriculares de ciencias de EE. UU.

Estos son ejemplos de libros disponibles para obtener información sobre la educación STS/STSE, las prácticas de enseñanza en ciencias y temas que pueden explorarse en las lecciones STS/STSE.

• Alsop S., Bencze L., Pedretti E. (eds), (2005). Análisis de la enseñanza ejemplar de las ciencias. Lentes teóricos y un espectro de posibilidades para la práctica, Open University Press, Mc Graw-Hill Education
• Bencze, JL (editor) (2017). Educación en ciencia y tecnología que promueve el bienestar de las personas, las sociedades y los entornos . Dordrecht: Springer.
• Gailbraith D. (1997). Análisis de cuestiones: ciencia, tecnología y sociedad. Toronto: Trifolium Books. Inc.
• Homer-Dixon, T. (2001). La brecha del ingenio: ¿podemos resolver los problemas del futuro? (pub.) Vintage Canada.