STEM en Educación Secundaria Obligatoria: un análisis de las políticas, agentes y factores que influyen en su integración

• Autores: Enrique García Tort
• Directores de la Tesis: Laura Monsalve Lorente (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 913
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Manuel Fernández Soria (presid.), María Carmen Palmero Cámara (secret.), Elmys Escribano Hervis (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Educación por la Universitat de València (Estudi General)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RODERIC
• Resumen
  • español

    El enfoque STEM (Science, Tecnology, Engineering and Maths) es un movimiento político, educativo y metodológico que representa a las materias, profesiones y competencias científicas en educación, y que nace con el objetivo de aumentar los niveles de vocación y competencia científico-tecnológica entre los futuros ciudadanos y ciudadanas. Las STEM forman parte de las principales estrategias políticas educativas internacionales, por lo que su integración ha sido marcada como uno de los objetivos educativos clave en planes como los Objetivos de Desarrollo Sostenible o el programa Horizonte Europea 2020. No obstante, a pesar de la relevancia de la competencia STEM para el desarrollo económico y social de las sociedades actuales, los datos mostrados por los últimos informes indican un declive en el nivel de competencia STEM en el alumnado de Educación Secundaria Obligatoria, afectando especialmente al número de mujeres graduadas en campos de estudio STEM. Por todo ello, es necesario el planteamiento de investigaciones que exploren qué variables acaecen en la realidad educativa de los centros influyendo en el éxito de los proyectos STEM para así orientar las políticas educativas y la formación permanente del profesorado hacia una mejor integración de las STEM en Educación Secundaria Obligatoria. La presente tesis tiene como objetivo de identificar, extraer, analizar y comparar las diferentes políticas, agentes y factores que median e influyen sobre el éxito de los proyectos STEM, así como el grado de integración de este enfoque metodológico en las aulas de Educación Secundaria Obligatoria, en el contexto de la Comunidad Valenciana (España). Para ello se estableció un marco metodológico cualitativo, optando por diferentes análisis en función de las variables a estudiar. En primer lugar, se elaboró un análisis comparativo de los currícula STEM entre España y los países de la Unión Europea con mejores resultados en la prueba PISA 2022 en las áreas de Ciencia y Matemáticas: Estonia y Finlandia. Por otro lado, se realizaron entrevistas semiestructuradas bajo el marco metodológico del Análisis Cualitativo Multinivel a los diferentes agentes educativos formales que intervienen en el contexto de la Comunidad Valenciana: Administración educativa, dirección escolar, profesorado STEM y agentes sociales (N = 65). En el estudio participaron un total de 10 centros de Educación Secundaria, 5 públicos y 5 privados-concertados, seleccionados a partir de sus características mediante un muestreo no probabilístico intencionado estratificado. Los resultados obtenidos del estudio comparativo reflejan diferencias curriculares en el tratamiento de las STEM, especialmente en el enfoque transdisciplinar de Estonia y Finlandia versus el enfoque multidisciplinar de España. No obstante, ninguna de las variaciones curriculares justificó por sí misma las diferencias obtenidas en las pruebas diagnóstico, por lo que las variables más determinantes debieron residir en aspectos políticos, económicos y estructurales. De esta forma, el porcentaje de inversión pública según PIB, la ratio y la carga lectiva de Ciencias y Matemáticas fueron las variables que obtuvieron una relación directamente proporcional a los resultados posteriores en PISA 2022. Continuando con los resultados, las entrevistas en profundidad permitieron establecer el supuesto papel que cada agente educativo debería encarnar para lograr la integración de las STEM. Comenzando con la Administración educativa, su papel no sólo debería limitarse al diseño curricular o la supervisión, sino que ésta debería adoptar un rol facilitador que permita atender y reducir las barreras y dificultades que sufren las comunidades educativas a través de la escucha activa y la toma de contacto con las realidades educativas. En cuanto a la dirección escolar, se le exige un papel proactivo de impulso y apoyo a las acciones STEM integradoras a través de acciones centradas en el liderazgo pedagógico como el fomento de la formación docente, la gestión horaria, la coordinación, la difusión o la motivación hacia el cambio. Por su parte, el profesorado ostentaría el rol más próximo a la acción integradora, donde deberá desarrollar un papel de guía, de orientador, de diseño, y de coordinación y cooperación inter e intradepartamental. Para ello será necesario que el profesorado crea en aquello que enseña, cuide y procure su formación pedagógica, y sea capaz de conectar la teoría científico-tecnológica con los aspectos más prácticos y relacionados con los desafíos de la vida cotidiana. En último lugar, los agentes sociales ejercerían el papel de asesoría, de defensa, negociación y representación ante la Administración, de divulgación de buenas prácticas docentes, y de formación permanente del profesorado. En cuanto a los factores que intervienen en la integración de las STEM, los agentes educativos entrevistados manifestaron toda una serie de barreras que dificultan su realización. Entre ellas: la poca formación pedagógica, la ausencia de liderazgo en los centros, la escasez de recursos y financiación, la elevada ratio, la falta de tiempo y espacio para la coordinación docente, y el exceso de burocracia. Sin embargo, los análisis estadísticos aplicados a la categorización de las entrevistas en profundidad revelaron que las únicas variables que fueron capaces de explicar la realización de acciones STEM integradoras eran la formación docente del profesorado, la creencia en los ámbitos de conocimiento como herramienta para la integración STEM y la importancia otorgada al liderazgo pedagógico de la dirección escolar. En consecuencia, la presente tesis doctoral ha permitido constatar la importancia de los procesos de subjetivación a la hora de que los principios políticos y curriculares puedan encarnarse en acciones específicas en el aula, especialmente en una labor tan compleja y disruptiva como la integración de las STEM. Las políticas educativas STEM, hasta ahora centradas en la dotación tecnológica y el diseño curricular, no están alineadas con los factores más influyentes para la integración que este estudio ha podido identificar: una formación permanente docente que resuelva las inquietudes didácticas y pedagógicas del profesorado y unas condiciones laborales que permitan la construcción de un liderazgo pedagógico y una comunidad docente que crea, apueste y priorice la integración de las STEM frente a los retos y dificultades sobrevenidos. Para garantizar la continuidad de la investigación y la transferencia de los resultados, se propone un diseño de formación docente basado en los principios del Job Shadowing y el modelo Effective Professionalm Development que permite dar respuesta a los principios de tecnología, realismo, pedagogía, continuidad y productividad que demanda el profesorado STEM de la Educación Secundaria de la Comunidad Valenciana.

  • català

    L'enfocament STEM (Science, Tecnology, Engineering and Maths) és un moviment polític, educatiu i metodològic que representa a les matèries, professions i competències científiques en educació, i que naix amb l'objectiu d'augmentar els nivells de vocació i competència científic-tecnològica entre els futurs ciutadans i ciutadanes. Les STEM formen part de les principals estratègies polítiques educatives internacionals, per la qual cosa la seua integració ha sigut marcada com un dels objectius educatius clau en plans com els Objectius de Desenrotllament Sostenible o el programa Horitzó Europa 2020. No obstant això, malgrat la rellevància de la competència STEM per al desenrotllament econòmic i social de les societats actuals, les dades mostrades pels últims informes indiquen un declivi en el nivell de competència STEM en l'alumnat d'Educació Secundària Obligatòria, afectant especialment el nombre de dones graduades en camps d'estudi STEM. Per tot això, és necessari el plantejament d'investigacions que exploren quines variables esdevenen en la realitat educativa dels centres influint en l'èxit dels projectes STEM per a així orientar les polítiques educatives i la formació permanent del professorat cap a una millor integració de les STEM en Educació Secundària Obligatòria. La present tesi té com a objectiu d'identificar, extraure, analitzar i comparar les diferents polítiques, agents i factors que medien i influïxen sobre l'èxit dels projectes STEM, així com el grau d'integració d'este enfocament metodològic a les aules d'Educació Secundària Obligatòria, en el context de la Comunitat Valenciana (Espanya). Per a això es va establir un marc metodològic qualitatiu, optant per diferents anàlisis en funció de les variables a estudiar. En primer lloc, es va elaborar una anàlisi comparativa dels currículums STEM entre Espanya i els països de la Unió Europea amb millors resultats en la prova PISA 2022 en les àrees de Ciència i Matemàtiques: Estònia i Finlàndia. D'altra banda, es van realitzar entrevistes semiestructurades sota el marc metodològic de l'Anàlisi Qualitativa Multinivell als diferents agents educatius formals que intervenen en el context de la Comunitat Valenciana: Administració educativa, direcció escolar, professorat STEM i agents socials (N = 65). En l'estudi van participar un total de 10 centres d'Educació Secundària, 5 públics i 5 privats-concertats, seleccionats a partir de les seues característiques mitjançant un mostreig no probabilístic intencionat estratificat. Els resultats obtinguts de l'estudi comparatiu reflectixen diferències curriculars en el tractament de les STEM, especialment en l'enfocament transdisciplinar d'Estònia i Finlàndia versus l'enfocament multidisciplinari d'Espanya. No obstant això, cap de les variacions curriculars va justificar per si mateixa les diferències obtingudes en les proves diagnòstiques, per la qual cosa les variables més determinants degueren residir en aspectes polítics, econòmics i estructurals. D'esta manera, el percentatge d'inversió pública segons PIB, la ràtio i la càrrega lectiva de Ciències i Matemàtiques van ser les variables que van obtenir una relació directament proporcional als resultats posteriors a PISA 2022. Continuant amb els resultats, les entrevistes en profunditat van permetre establir el suposat paper que cada agent educatiu hauria d'encarnar per a aconseguir la integració de les STEM. Començant amb l'Administració educativa, el seu paper no sols hauria de limitar-se al disseny curricular o la supervisió, sinó que esta hauria d'adoptar un rol facilitador que permeta atendre i reduir les barreres i dificultats que patixen les comunitats educatives a través de l'escolta activa i la presa de contacte amb les realitats educatives. Quant a la direcció escolar, se li exigix un paper proactiu d'impuls i suport a les accions STEM integradores a través d'accions centrades en el lideratge pedagògic com el foment de la formació docent, la gestió horària, la coordinació, la difusió o la motivació cap al canvi. Per part seua, el professorat ostentaria el rol més pròxim a l'acció integradora, on haurà de desenrotllar un paper de guia, d'orientador, de disseny, i de coordinació i cooperació inter i intradepartamental. Per a això serà necessari que el professorat crega en allò que ensenya, cuide i procure la seua formació pedagògica, i siga capaç de connectar la teoria científic-tecnològica amb els aspectes més pràctics i relacionats amb els desafiaments de la vida quotidiana. En últim lloc, els agents socials exercirien el paper d'assessoria, de defensa, negociació i representació davant l'Administració, de divulgació de bones pràctiques docents, i de formació permanent del professorat. Quant als factors que intervenen en la integració de les STEM, els agents educatius entrevistats van manifestar tota una sèrie de barreres que dificulten la seua realització. Entre elles: la poca formació pedagògica, l'absència de lideratge en els centres, l'escassesa de recursos i finançament, l'elevada ràtio, la falta de temps i espai per a la coordinació docent, i l'excés de burocràcia. No obstant això, les anàlisis estadístiques aplicades a la categorització de les entrevistes en profunditat van revelar que les úniques variables que van ser capaces d'explicar la realització d'accions STEM integradores eren la formació docent del professorat, la creença en els àmbits de coneixement com a ferramenta per a la integració STEM i la importància atorgada al lideratge pedagògic de la direcció escolar. En conseqüència, la present tesi doctoral ha permés constatar la importància dels processos de subjectivació a l'hora que els principis polítics i curriculars puguen encarnar-se en accions específiques a l'aula, especialment en una labor tan complexa i disruptiva com la integració de les STEM. Les polítiques educatives STEM, fins ara centrades en la dotació tecnològica i el disseny curricular, no estan alineades amb els factors més influents per a la integració que este estudi ha pogut identificar: una formació permanent docent que resolga les inquietuds didàctiques i pedagògiques del professorat i unes condicions laborals que permeten la construcció d'un lideratge pedagògic i una comunitat docent que crega, aposte i prioritze la integració de les STEM enfront dels reptes i dificultats sobrevinguts. Per a garantir la continuïtat de la investigació i la transferència dels resultats, es proposa un disseny de formació docent basat en els principis del Job Shadowing i el model Effective Professionalm Development que permet donar resposta als principis de tecnologia, realisme, pedagogia, continuïtat i productivitat que demanda el professorat STEM de l'Educació Secundària de la Comunitat Valenciana.

  • English

    The STEM (Science, Technology, Engineering and Maths) approach is a political, educational and methodological movement that represents scientific subjects, professions and skills in education, and which was born with the aim of increasing the levels of scientific-technological vocation and competence among future citizens. STEM is part of the main international educational policy strategies, so its integration has been marked as one of the key educational objectives in plans such as the Sustainable Development Goals or the European Horizon 2020 program. However, despite the relevance of STEM competence for the economic and social development of today's societies, the data shown by the latest reports indicate a decline in the level of STEM competence among students in Compulsory Secondary Education, especially affecting the number of women graduates in STEM fields of study. Therefore, it is necessary to conduct research that explores which variables occur in the educational reality of schools influencing the success of STEM projects in order to guide educational policies and teacher training towards a better integration of STEM in compulsory secondary education. The aim of this thesis is to identify, extract, analyze and compare the different policies, agents and factors that mediate and influence the success of STEM projects, as well as the degree of integration of this methodological approach in the classrooms of Compulsory Secondary Education, in the context of the Valencian Community (Spain). For this purpose, a qualitative methodological framework was established, opting for different analyses depending on the variables to be studied. First, a comparative analysis of the STEM curricula between Spain and the European Union countries with the best results in the PISA 2022 test in the areas of Science and Mathematics: Estonia and Finland. On the other hand, semi-structured interviews were conducted under the methodological framework of Multilevel Qualitative Analysis to the different formal educational agents involved in the context of the Valencian Community: educational administration, school management, STEM teachers and social agents (N= 65). A total of 10 secondary schools participated in the study, 5 public and 5 private-subsidized, selected on the basis of their characteristics by means of a stratified non-probabilistic purposive sampling. The results obtained from the comparative study reflect curricular differences in the treatment of STEM, especially in the transdisciplinary approach of Estonia and Finland versus the multidisciplinary approach of Spain. However, none of the curricular variations by themselves justified the differences obtained in the diagnostic tests, so the most determining variables must have resided in political, economic and structural aspects. Thus, the percentage of public investment according to GDP, the ratio and the teaching load in Science and Mathematics were the variables that obtained a directly proportional relationship with the subsequent results in PISA 2022. Continuing with the results, the in-depth interviews allowed us to establish the supposed role that each educational agent should play in order to achieve STEM integration. Starting with the educational administration, its role should not only be limited to curriculum design or supervision, but it should adopt a facilitating role that allows it to address and reduce the barriers and difficulties experienced by educational communities through active listening and contact with educational realities. School management is required to play a proactive role in promoting and supporting STEM-inclusive actions through actions focused on pedagogical leadership such as the promotion of teacher training, timetable management, coordination, dissemination and motivation for change. For their part, teachers would play the role closest to the integrative action, where they should develop a guiding, orienting, design, and inter- and intra-departmental coordination and cooperation role. To this end, teachers must believe in what they teach, take care of their pedagogical training, and be able to connect scientific-technological theory with the more practical aspects related to the challenges of daily life. Finally, the social agents would play the role of advising, defending, negotiating and representing the Administration, disseminating good teaching practices, and providing ongoing teacher training. As for the factors involved in the integration of STEM, the educational agents interviewed expressed a series of barriers that hinder their implementation. Among them: poor pedagogical training, lack of leadership in the centers, scarcity of resources and funding, high ratios, lack of time and space for teacher coordination, and excessive bureaucracy. However, statistical analyses applied to the categorization of the in-depth interviews revealed that the only variables that were able to explain the implementation of integrative STEM actions were teacher training, the belief in knowledge domains as a tool for STEM integration, and the importance given to the pedagogical leadership of school management. Consequently, the present doctoral thesis has allowed us to ascertain the importance of subjectification processes when policy and curricular principles can be embodied in specific actions in the classroom, especially in such a complex and disruptive task as STEM integration. STEM education policies, so far focused on technological endowment and curriculum design, are not aligned with the most influential factors for integration that this study has been able to identify: ongoing teacher training that addresses didactic and pedagogical concerns of teachers and working conditions that allow the construction of pedagogical leadership and a teaching community that believes in, bets on and prioritizes STEM integration in the face of supervening challenges and difficulties. To guarantee the continuity of the research and the transfer of the results, a teacher training design is proposed based on the principles of Job Shadowing and the Effective Professional Development model that allows to respond to the principles of technology, realism, pedagogy, continuity and productivity demanded by the STEM teachers of Secondary Education in the Valencian Community.