LIBRO STEM

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Diseño Autoguiado de Unidades Didácticas STEM
en Contextos Multigrado

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Diseño Autoguiado de Unidades STEM
integradas en Contextos Multigrado

Autores y Autoras

Jhonny Medina Paredes, Académico UACh, sede Puerto Montt
Angela Castro Inostroza, Académica UACh, sede Puerto Montt.
Nicole Castrelo Silva, Profesora Escuela Francisco Chávez, Navidad
Rodrigo Jiménez Villarroel, Académico UACh, sede Puerto Montt
Adolfo Vidal Álvarez, profesor Escuela Quitra Quitra, San Pablo
Marlys Vargas Mancilla, Escuela Rural Palihué, Los Muermos
Cintia San Martín, Escuela Rural Pucatrihue, San Juan de la Costa
Patricio Ampuero Aguilar, Escuela Rural Los Riscos, Purranque
Gisela Morales Chávez, Escuela Rural Pocoihuén Alto, Cochamó

ISBN Libro Impreso: 978-956-390-201-3
ISBN Libro Digital: 978-956-390-202-0
RPI en trámite
© Universidad Austral de Chile, 2022
Primera Edición: 2022
Puerto Montt, Chile

Diagramación y diseño: Luis Camilo Oyarzún Ibarra
Impresión: Imprenta América, Puerto Montt
Ilustraciones: María Paz Barra Andalaft

Está autorizada la reproducción parcial de este libro para fines educativos o sin fines de
lucro, sin ningún permiso especial de los autores y autoras, bajo la condición de que se
indique la fuente de la que proviene. No está autorizado el empleo de esta publicación
para su venta o para otros usos comerciales. Se agradecería informar alguna experiencia
de implementación e innovación didáctica basada en el contenido de este libro, al
correo [email protected]

En este libro, en la mayoría de los casos, se utilizan de manera inclusiva términos
como “el docente”, “el estudiante”, “el profesor”, “el niño”, entre otros, y su plurales (así
como otras palabras equivalentes en el contexto educativo) para referirse a hombres
y mujeres. Esta decisión permite evitar la saturación gráfica que podría obstaculizar la
comprensión de la lectura.

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Equipo Académico

Se trata de un equipo multidisciplinario orientado a la investigación e innovación
en educación al interior del Instituto de Especialidades Pedagógicas (IEPE) de la
Universidad Austral de Chile, sede Puerto Montt.

Angela Castro Inostroza
Profesora de Matemáticas egresada de la Universidad
de la Frontera y Magíster en Educación Matemática
en la misma casa de estudios. Máster en investigación
en Didáctica de las Matemáticas y las Ciencias por la
Universidad Autónoma de Barcelona y Doctora en
Educación por la misma universidad. Sus líneas de
interés académico son la Etnomatemática, la Educación
STEM y la Inclusión Educativa.

Rodrigo Jiménez Villarroel
Profesor de Matemáticas y Computación egresado de la
Universidad de Concepción y Magíster en Educación en
la misma casa de estudios. Pasante en Didáctica de las
Matemáticas en el IUFM de Toulouse, Francia. Sus líneas
de interés académico son la Educación Ambiental para el
Desarrollo Sustentable, la formación inicial de profesores
de matemática y la Educación Interdisciplinar.

Jhonny Medina Paredes
Profesor de Matemática y Física egresado de la
Universidad de Concepción, Magíster y Doctor en Ciencias
en Física Educativa por el Instituto Politécnico Nacional
de México. Sus líneas de interés académico son Didáctica
de la Física, Educación STEM y Evaluación Educativa.

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Nicole Castrelo Silva
Profesora de Biología y Ciencias Naturales egresada de la
Pontificia Universidad católica de Valparaíso y Magíster
en Didáctica de las Ciencias Experimentales en la misma
casa de estudios. Posee un diplomado en manejo y
gestión sustentable de la biodiversidad. Sus líneas de
interés académico son la Educación para el Desarrollo
Sustentable, investigación acción y la Educación STEM
integrada.

Profesores multigrado

Patricio Ampuero Aguilar
Profesor de estado en Educación General Básica,
Universidad de Chile sede Osorno. Especialidad
Matemáticas 1ero. A 8vo. Básico Universidad San Sebastián
Osorno. Pasantía en el extranjero para profesores rurales,
Universidad del Comahue, Argentina. Profesor Mentor
para docentes principiantes, Universidad de Los Lagos.
Magíster en Didáctica de Las Matemáticas, Universidad
San Sebastián de Osorno. Experiencias significativas:
Microempresa contexto para el aprendizaje, produciendo
en forma orgánica bajo invernadero, verduras cultivadas
con humus de lombriz Isenia Foétida, comercializadas
en supermercados locales, la producción de yerbas
medicinales secas envasadas, con logo y comercializadas
en el medio local; fabricación y elaboración de sidra de
manzana envasadas con logo y comercializada en la
comunidad y elaboración de mermeladas de mosqueta
y mora, envasadas con logo y comercializadas en
medio local, experiencias expuestas a nivel provincial

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Marlys Vargas Mancilla
Egresada Universidad de Los Lagos de Osorno como
Profesora de Educación General Básica. Posee un
Postítulo con Mención en Estudio y Comprensión de la
Naturaleza 2° ciclo, otorgado por la Universidad Austral
de Chile. Se ha desempeñado por 22 años en la Educación
Rural y actualmente trabaja en Escuela Rural Palihué de
la Comuna de Los Muermos. “Siento que los niños y
niñas rurales son pequeños innovadores y constructores
para su escuela o comunidad, dando grandes respuestas
o soluciones a sus problemas”. Las Unidades STEM
ha llegado en gran parte a colaborar con el Docente
multigrado en sus prácticas de Matemáticas y Ciencias
naturales, oportunidad para el aprendizaje junto a los y
las estudiantes.

Gisela Morales Chávez
Docente en Educación General Básica con postítulo en la
asignatura de Lenguaje y Comunicación. Se desempeña
desde el año 2014 en la Escuela Rural Básica San Antonio
de la localidad de Pocoihuén Alto, comuna de Cochamó;
es una unidad educativa bidocente-multigrado y
atiende desde primero a sexto básico. Está a cargo del
aula combinada formada por estudiantes de cuarto,
quinto y sexto básico y realiza todas las asignaturas
del curriculum nacional. Ser docente de aula multigrado
es un agrado ya que a la vez todos aprendemos en
comunión y podemos realizar diversas actividades desde
la inclusión y con apoyo de diversos proyecto de aula,
en los que podemos integrar asignaturas.

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Adolfo Vidal Álvarez
Profesor de educación General Básica licenciado en
Educación, con postítulo en la asignatura de Ciencias
Naturales y Tecnología, egresado de la Universidad
de los Lagos, Osorno. Actualmente docente Encargado
(unidocente 1°-6° año) de la Escuela Rural Quitra
Quitra de la comuna de San Pablo, provincia de Osorno.
Coordinador del microcentro San Pablo. “Las unidades
STEM brindan la posibilidad de generar instancias
de trabajo con los alumnos, en donde se involucran
las ciencias, tecnología y matemáticas, esto permite
vincular a la comunidad en los proyectos planificados,
lo que permite aprender haciendo (constructivismo),

que resulta en un aprendizaje significativo”.

Cintia San Martín
Profesora de Educación General Básica con Mención
en Matemáticas y Ciencias Naturales, egresada de la
Universidad de Santiago de Chile, actualmente es docente
de la Escuela Rural Pucatrihue ubicada en la comuna
de San Juan de la Costa. Llegó a vivir a la ciudad de
Osorno a principios del año 2019, desde Talagante (RM),
dispuesta a entregar sus conocimientos y pasión por
la educación en alguna escuela rural. Es así como en
2020 comienza su trabajo en Pucatrihue, convirtiéndose
al año siguiente en la Coordinadora del Microcentro

Newentain.

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Agradecimientos

A Patricio, Marlys, Gisela, Adolfo y Cintia, profesores multigrado de la Región de
Los Lagos, por creer en este proyecto y confiar en que la colaboración conjunta
y el co-diseño de herramientas que enriquecen el aula multigrado son posibles,
además de poner a disposición sus saberes, experiencias y tiempo para desarrollar
las unidades desarrollados y presentadas en este texto, fruto del co-diseño de
unidades STEM multigrado.
También agradecer a la fundación Siemens Stiftung por permitir materializar
este libro, para aportar a la construcción de conocimiento de educación STEM en
el contexto multigrado, su difusión y valoración, en la formación continua del
profesorado.

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Contexto de Elaboración

El presente libro se desarrolla y financia a través del Proyecto de colaboración
entre el Centro de Docencia Superior en Ciencias Básicas de la Universidad Austral
de Chile, Sede Puerto Montt y la FUNDACIÓN SIEMENS - STIFTUNG (2021-2022),
denominado “Educación STEAM en el territorio Sur-Austral: acciones conjuntas
para impulsar el enfoque en distintas comunidades educativas”.

Considerando la necesidad de generar recursos que permitan y alienten a
los docentes multigrado a diseñar unidades STEM, dentro de las iniciativas
desarrolladas en esta colaboración, se propuso un proyecto que tenía como
objetivo elaborar un libro práctico con orientaciones pedagógicas para alentar y
apoyar a los docentes multigrado a diseñar unidades STEM integradas a partir
del co-diseño de estas.

Este trabajo inició con un taller virtual para docentes multigrado en el diseño
de unidades STEM. Con la convicción que los y las docentes multigrado tienen
muchos conocimientos y experiencias que aportan significativamente a los
procesos de enseñanza y aprendizaje, la segunda etapa del proyecto contempló
jornadas de trabajo colaborativo con los y las docentes multigrado de la Región de
los Lagos (Chile) autores de este libro, para co-diseñar unidades STEM integradas,
las cuales corresponden a los ejemplos compartidos en este libro. Este espacio
articulador entre la teoría y la práctica contextualizada del aula multigrado
permitió armonizar la perspectiva teórica que viene desde la academia con la
perspectiva práctica del profesorado proveniente de su valiosa experiencia en el
aula. Este intercambio de experiencias y saberes culminó en el libro de diseño
auto guiado de unidades STEM en contextos multigrado que servirá como insumo
para muchos otros profesores y profesoras multigrado, tanto a nivel nacional
como internacional.

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Simbología

La simbología que se presenta a continuación permite conocer la naturaleza de la
acción que se requiere o solicita al profesorado multigrado para que, por medio de
su desarrollo, avance en el diseño de su unidad integrada STEM propia.

Reflexión
Se trata de instancias de reflexión abierta respecto a temas
generales.
Actividad de Reflexión
Es una actividad vinculada a temas específicos,
especialmente centrados en la reflexión dialéctica con
experiencias propias.
Actividad Práctica
Actividad de elaboración de carácter creativo a partir de
ejemplos.
Práctica Guiada - Elaboración
Es un conjunto de actividades con insumos de
acompañamiento y guiado, cuya elaboración es de mayor
complejidad y se vincula a las necesidades contextuales y
específicas de la escuela.
Síntesis
Espacio donde se expresan las ideas más importantes de un
capítulo o apartado.
Consideraciones didácticas
Corresponden a recomendaciones o sugerencias para
consolidar aspectos claves del proceso de diseño de la
unidad didáctica STEM integrada que se construye.



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Índice

Introducción 16
Capítulo 1: Contexto multigrado y sus desafíos. 21
26
La educación STEM integrada y el aula multigrado. 30
Capítulo 2: Aspectos Iniciales. 31
35
STEM: Una propuesta educativa interdisciplinar. 37
Diseño de Unidades Didácticas STEM integradas: Atendiendo a los desafíos del aula. 41
Grandes Ideas STEM: Enfrentando el desafío del Aprendizaje Profundo y Equilibrado. 43
Grandes Ideas STEM: Cuadro de clasificación y ejemplo. 45
Actividad Práctica. 46
Capítulo 3: ¿Cómo se inicia el diseño de una unidad STEM integrada? 49
Atributos del tema de una Unidad Didáctica STEM integrada. 53
Visualizar una gran idea STEM y sus componentes. 56
El caso de la crisis hídrica. 61
El caso del diseño de un vehículo de rescate multiterreno. 67
Práctica Guiada. 70
Capítulo 4: Etapa de Planificación de la Unidad Didáctica STEM. 73
Reorganización de los aprendizajes de la unidad. 80
Reorganizando aprendizajes en la unidad de Crisis Hídrica. 85
Diferenciación. 90
Aplicación de la estrategia de diferenciación en la unidad de Crisis Hídrica. 92
Actividad Práctica. 103
Elaboración de actividades STEM. 104
Práctica Guiada. 115
Planificación de la Unidad Didáctica STEM. 116
Capítulo 5: Planificación de la Unidad Didáctica STEM. 123
Co-Diseño STEM: Sustentabilidad alimentaria. 132
Co-Diseño STEM: Un enemigo poderoso. 134
Reflexiones y consideraciones didácticas generales 140
Glosario
Referencias

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Introducción

Hace algunos años establecimos un vínculo con el contexto educativo rural
multigrado, al advertir que, en comparación con los entornos urbanos, suele no
ser foco de innovaciones educativas como, por ejemplo, propuestas basadas en la
metodología STEM. Así, construimos un marco teórico para el diseño de unidades
didácticas STEM integradas que fue valorado positivamente, en términos de su
viabilidad y coherencia, por un grupo de 14 profesores y profesoras multigrado de
la Región de Los Lagos, que participaron de una serie de talleres teórico-prácticos
relacionados con la puesta en marcha de este marco. De esta experiencia formativa
profesional emergió el primer libro, denominado Diseño de Unidades STEM
integradas en contextos Multigrado: Orientaciones y Reflexiones , que incorpora
los momentos del marco teórico, ejemplos de unidades STEM y consideraciones
didácticas que enriquecen el proceso de diseño y posterior implementación de la
unidad STEM.

En esta ocasión, el presente texto se sustenta en el marco didáctico anterior con
algunos refinamientos generados a partir de nuevos hallazgos, esta vez, puesto
en acción directa para el diseño de unidades STEM integradas por parte del
profesorado multigrado interesado. Esto significa que a lo largo de las páginas
el o la docente multigrado se encontrará con actividades de diversa naturaleza
adecuadamente simbolizadas (de reflexión, de reflexión y práctica, de elaboración
guiada) y acompañadas de insumos teóricos propios de este marco en evolución,
que le permitirán construir su propia unidad didáctica STEM como un producto
final.

Este primer libro se puede descargar
gratuitamente desde el sitio web de la
carrera de Pedagogía en Matemáticas de la
Universidad Austral de Chile Sede Puerto
Montt. Para acceder al material puede
escanear el código QR.

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Las razones de esta propuesta práctica para el profesorado son variadas. La
primera, el convencimiento que la metodología STEM se trata de una innovación
educativa alineada con los desafíos actuales que presenta este contexto educativo,
por ejemplo, la promoción de la circulación de saberes, el respeto por la diversidad
dentro del aula y el abordaje de problemáticas reales y contextualizadas como
espacio de aprendizaje. Segundo, creemos que todo docente multigrado tiene la
capacidad y autonomía profesional, conocimiento de sus estudiantes y riqueza
contextual para elaborar propuestas didácticas a partir del marco didáctico
teórico que subyace a este texto y con ello, construir armoniosamente saberes
teóricos y prácticos.

Tercero, dadas las características geográficas en que se desempeña el profesorado
multigrado, muchas veces escuelas remotas y aisladas, es pertinente ofrecer
posibilidades de autoaprendizaje profesional a través de la creación didáctica de
carácter práctico y autoguiado, como es el foco de este texto.

Así, en esta misma línea, el presente libro promueve algunas cualidades de gran
importancia para el desarrollo profesional del profesorado multigrado, como
las posibilidades de autoaprendizaje docente, el desarrollo de la capacidad de
innovación al crear un diseño STEM y el desarrollo de la capacidad de agencia al
integrar problemáticas propias del contexto de los escolares en la sala de clases
y con su abordaje influir constructivamente en el territorio. De esta manera,
el profesorado multigrado estará afianzando una identidad profesional docente
más cercana al profesional reflexivo, con sentido crítico y social, con capacidad
de pronunciamiento y posicionamiento, respecto de la realidad donde se inserta.

Por otro lado, en relación con la creación y diseño de la unidad didáctica STEM
que se establece en el presente libro, el profesorado que se aventure en dicho
proceso tendrá la oportunidad de experimentar su carácter progresivo y gradual
- pues capítulo a capítulo, el profesorado transitará por actividades prácticas
sumativas hasta culminar su diseño didáctico STEM - y recursivo, dado que si
el proceso de diseño lo requiere, el profesorado puede modificar las actividades
prácticas anteriores para delinear adecuadamente su diseño.

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Para arribar al diseño de una unidad didáctica STEM integrada para el aula
multigrado, el profesorado transitará por una serie de etapas adecuadamente
enriquecidas con ejemplos, aspectos teóricos y momentos de reflexión y creación
didáctica.

La primera etapa contempla el contexto educativo multigrado nacional y sus
desafíos, así como las razones de acercar la metodología STEM a estos entornos
educativos. La segunda etapa tiene relación con los aspectos iniciales que se
vislumbran para el diseño de unidades STEM, con base en el marco teórico
construido. La tercera etapa responde a la creación de la estructura de la
integración en STEM y responde a la pregunta ¿Cómo iniciamos el diseño de una
unidad STEM integrada? La cuarta etapa avanza hacia la etapa de planificación
de la unidad didáctica por medio de la elaboración de la Ruta de Aprendizaje. A
continuación, la quinta etapa contempla un espacio de metacognición, donde el
profesorado revisita su diseño didáctico, etapa por etapa, y reflexiona acerca de
las decisiones tomadas y los productos generados en cada una de las actividades
desarrolladas. En la etapa siguiente, la sexta, se ofrecen ejemplos de unidades
STEM integradas, emanados de un arduo y enriquecedor trabajo de codiseño
entre el equipo de autores y autoras de este texto, esto es, académicos, formadores
de profesores y docentes multigrado de la Región de Los Lagos.

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ILUSTRACIÓN



Capítulo 1

CONYTESXUTSODMESUALFTÍIOGRS:ADO

¿POR QUÉ ACERCAR PROPUESTAS STEM
AL CONTEXTO MULTIGRADO?

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22

Capítulo 1: Contexto multigrado y sus desafíos,
¿Por qué acercar propuestas STEM al contexto multigrado?

La educación multigrado existe en los países como una forma de atender la
necesidad de brindar educación a niñas y niños de lugares rurales que — por vivir
normalmente lejos de centros urbanos — tienen escasas posibilidades de acceder
a contextos tradicionales de enseñanza; entendiendo como tradicionales aquellos
en que cada docente atiende un solo nivel a la vez (Taole, 2017; Vera-Bachman y
Salvo, 2016). Particularmente, en nuestro país, según los datos proporcionados por
el Ministerio de Educación al año 2020 (MINEDUC) existen 5076 escuelas rurales,
de las cuales 2357 corresponden a escuelas multigrado. Aun cuando las regiones
de La Araucanía y de Los Lagos, seguidas de las regiones del Maule y de Coquimbo,
son las regiones que concentran mayor cantidad de escuelas multigrado, todas las
regiones, sin excepción, presentan en su geografía escuelas con esta modalidad
multigraduada, como se observa en la gráfica siguiente.. Esto nos habla de la
importancia que a nivel nacional cobra este tipo de establecimientos educativos y
como sus necesidades y requerimientos en la formación de muchos niños y niñas
no deben ser desatendidos.

Fuente: Ministerio de educación (2020).
Todas las escuelas, incluidas las multigrado, deben brindar a las y los estudiantes
que se educan en sus aulas experiencias de aprendizaje suficientemente relevantes
como para permitirles la apropiación de contenidos y el desarrollo de habilidades
que hagan posible su desenvolvimiento en la sociedad actual, entendiendo la
multidisciplinariedad de los problemas de esta época y aportar en la solución de
estos (UNESCO 2015; Castro, Jiménez y Medina, 2021).

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Ahora bien, garantizar este tipo de formación en el aula multigrado supone un
desafío considerable y complejo, toda vez que en una misma aula convergen
niños y niñas de diversas edades con diferentes intereses, necesidades, contextos
y experiencias de vida, y el o la docente debe hacerse cargo de esta realidad. Tal
escenario hace imperioso el empleo de estrategias de enseñanza que consideren la
organización espacio temporal y la selección de recursos curriculares adecuados
(Peirano et al., 2015). En este sentido, se han reportado investigaciones (Hyry-
Beihammer y Hascher, 2015) en las que se informa de estrategias que, con el fin
de facilitar la gestión del aula, tienden a disminuir la heterogeneidad, en vez de
respetarla y promoverla. Entre ellas se pueden mencionar:

Curriculum paralelo: En esta estrategia las y los estudiantes
comparten los mismos temas, pero estudian el programa de estudios
correspondiente a su grado, con cada grado enseñado al mismo
tiempo. En este caso el o la docente debe preparar material por
separado para todos los grados, lo que les demanda una gran
cantidad de trabajo.

Rotación curricular: En esta modalidad, toda la clase estudia el
programa de estudios de un grado durante un año escolar y el
siguiente año continúan con el programa de estudios correspondiente
al grado que continúa. Este método puede causar dificultades para
las y los estudiantes cuando deben estudiar temas utilizando
materiales diseñados para grados superiores.

Enseñanza de toda la clase: En este método, la totalidad de las y los
estudiantes estudian al mismo tiempo la misma materia usando el
mismo material.

Escalamiento de asignaturas: En esta metodología, cada grado
trabaja en una materia distinta, enseñándose por turnos a cada uno
de ellos mientras los otros trabajan de manera independiente. Esto,
básicamente corresponde a que dos o más clases ocupen la misma
aula.

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El rasgo que caracteriza a las prácticas descritas anteriormente es la intención
(inconsciente o no) de organizar la clase haciéndola similar a una clase donde
se enseña a un solo grado. Esta tendencia a homogeneizar la sala de clases,
naturalmente, no rescata la diversidad presente en el aula como un potenciador
del aprendizaje de todo el grupo de estudiantes de manera colaborativa e inclusiva.
Por el contrario, existen otro tipo de prácticas —que debiesen ser consideradas
al momento de situarse en un aula multigrado— cuyo fin es respetar la
heterogeneidad presente en este tipo de aulas. Entre ellas se pueden citar:

Curriculum espiral: En este método los conceptos que se estudian en
los grados inferiores se analizan y amplían para los grados superiores;
es decir, las y los estudiantes comparten los mismos temas, pero el
contenido se organiza en concordancia con las diferentes etapas o
niveles en que se encuentra el estudiantado.

Planes de trabajo personales: En esta práctica se preparan planes que
pueden incluir diferentes tareas y temas que las y los estudiantes
pueden desarrollar utilizando diversos métodos y materiales,
respetando la autonomía en el orden, la forma y los tiempos. Lo
importante es que las tareas se completen en los tiempos estipulados.

Aprendizaje entre pares: En esta modalidad las y los niños aprenden
a solicitar y dar ayuda en las diferentes tareas que deben desarrollar.
Explicar las materias a otra persona puede conducir a una estructura
congnitiva más organizada que solo aprender por sí mismo (Webb
et al. 2002).

Enseñar una materia a todos los grados y en diferentes niveles
de dificultad: Esta estrategia permite agrupar a niños y niñas de
diferentes grados, edades y habilidades y enseñarles el mismo tema
del plan de estudios al mismo tiempo, comenzando con elementos
comunes y luego seguir con tareas y actividades diferenciadas.

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Desarrollar actividades para grupos no enseñados: Las y los
estudiantes de grados superiores pueden investigar y recopilar
información por sí mismos, lo que permite destinar más tiempo
para trabajar con el estudiantado que requiere más apoyo..

A pesar de la existencia de este tipo de estrategias que respetan y promueven
la heterogeneidad, los estudios revelan que predomina el uso de estrategias que
se orientan más a homogeneizar, sin promover la circulación de saberes entre
el alumnado que compone un aula multigrado (p. e. Boix y Bustos, 2014; Hyry-
Beihammer y Hascher, 2015; Taole, 2020).

REFLEXIÓN

¿En mi práctica profesional qué estrategias utilizo?
¿Estas estrategias tienden a respetar la
heterogeneidad presente en mi aula?

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ACTIVIDAD DE REFLEXIÓN

¿Podrías pensar en un momento en particular en
que hayas utilizado estrategias para promover la
heterogeneidad presente en tu sala de clases?
¿Qué dificultades experimentaste?

La Educación STEM integrada y el aula multigrado
La educación STEM integrada es una metodología de enseñanza que, entre otros
elementos, recoge dos aspectos de gran importancia que se han mencionado
respecto del aula multigrado: permite el desarrollo de experiencias de aprendizaje
relevantes que posibilitan la adquisición de contenidos y el desarrollo de
habilidades del siglo XXI, y respeta la heterogeneidad presente en el aula como
un elemento clave para el aprendizaje.
Se conceptualiza como una mirada focalizada en el aprendizaje activo de las
y los estudiantes mediante el abordaje de problemas o proyectos que para su
solución o implementación requieren del conocimiento y la aplicación de más de
una disciplina STEM en conjunto con el empleo de habilidades del siglo XXI, tales
como colaboración, creatividad, pensamiento crítico y comunicación (Nadelson
y Seifert, 2017 y 2019).

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En tal acción, integra la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la matemática al
mundo real mediante experiencias de aprendizaje rigurosas y relevantes que
permiten a las y los estudiantes la concientización de cómo estas se combinan
para hacerse cargo de problemáticas reales (Nadelson y Seifert, 2019).

Por ser un enfoque que integra el aprendizaje activo y la interdisciplinariedad,
la educación STEM tiene el valor de preparar a las niñas y niños con las
herramientas para contribuir en forma paulatina y continuada al desarrollo
de la sociedad (Castro et al., 2020; Ortiz-Revilla et al., 2020), así como hacer del
currículum algo que les parezca más útil, provisto de relevancia y capaz de
generar motivación (Nesmith y Cooper, 2019; Rennie et al., 2018). Además, hace
posible que los temas sean abordados con diferentes estadios de profundidad,
ofreciendo diversas formas de adquirir conocimientos, desarrollar habilidades y
expresar el aprendizaje logrado (Clayton et al., 2010), aspectos que son medulares
a la hora de hacerse cargo de la heterogeneidad característica de los contextos
educativos multigraduados (Shareefa, 2021).

Existen variados estudios que dan cuenta de lo útil y adecuada que resulta ser la
Educación STEM integrada en ambientes de enseñanza tradicional (p. e. Tytler
et al., 2019; Struyf et al., 2019; Koul et al., 2018; Tati et al. 2017; Shealer y Shealer,
2014, entre otros). En dichas investigaciones se reporta, por ejemplo, el diseño
de rampas para el acceso en sillas de ruedas (Tytler et al., 2019) o el diseño y
modelado en 3D de un vecindario (Shealer y Shealer, 2014) situaciones que sin
duda son relevantes y motivadoras para las niñas y niños, y movilizan diversos
conocimientos y habilidades. Qué duda cabe que este tipo de experiencias, que
abordan situaciones reales y contextualizadas, serían también motivadoras
y desafiantes para niñas y niños de escuelas multigrado, al observar como
ellos y ellas pueden contribuir a las soluciones de problemáticas propias de su
contexto. Sin embargo, la implementación de este enfoque es algo incipiente
en la educación multigrado, situación en la que que se desea contribuir en los
capítulos siguientes mediante miradas teóricas, orientaciones, consideraciones y
reflexiones didácticas, que devengan en la elaboración de una unidad didáctica
STEM integrada por parte del profesor y profesora multigrado.

28

ILUSTRACIÓN

Capítulo 2

ASPECTOS INICIALES

29

30

Capítulo 2: Aspectos Iniciales

Como se menciona al final del capítulo anterior, se han desarrollado numerosos
estudios que proporcionan evidencia del valor de la educación STEM integrada
en contextos formales de enseñanza tradicional (English y King, 2019; Koul et
al., 2018; Lehrer y Schauble, 2012; McDonald, 2016; Ng y Chan, 2019; Struyf et al.,
2019; Tati et al., 2017, entre muchos otros), destacando el valor de este tipo de
experiencias en la formación los ciudadanos del siglo XXI. Sin embargo, a pesar
del potencial de la educación STEM para hacer frente a muchos de los desafíos
de la enseñanza multigrado señalados en el apartado anterior, el cómo acercarla
a este contexto es un desafío en vías de exploración.

En este sentido, es fundamental instar y apoyar al profesorado multigrado
para que emprendan, desde sus propias experiencias y contextos, el diseño de
unidades didácticas STEM integradas como una forma de hacer frente al reto que
enfrentan en el desarrollo de experiencias de aprendizaje auténticas y relevantes
para las y los escolares como las que materializa esta metodología educativa y,
de esta manera, promuevan el aprendizaje activo, la circulación y apropiación
de saberes y espacios de aprendizaje individual y cooperativo que respeten la
heterogeneidad inherente del estudiantado que asiste a sus salas de clases.

El aprendizaje en STEM tiene el potencial para preparar a los ciudadanos y
ciudadanas con las herramientas que necesitan tanto para vivir en sociedad
como para contribuir en ella y transformarla (Castro et al., 2020; Ortiz-Revilla
et al., 2020); así como para hacer el currículum más útil, relevante y motivador
para los estudiantes (Rennie et al., 2018). Además, STEM permite abordar una
amplia variedad de temas con distintos grados de profundidad, ofreciendo
diferentes formas de expresión de lo que se está y ha aprendido, así como diversos
mecanismos para desarrollar los conocimientos y las habilidades involucradas
(Clayton, 2010). Tal antecedente didáctico es clave para incorporar el potencial
formativo de la realidad heterogénea del entorno multigrado (Shareefa, 2021) y
promover el encuentro de saberes entre las y los estudiantes de diversas edades
y niveles presentes en esta sala de clases en torno a un tema común.

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REFLEXIÓN

¿Consideras que la metodología STEM
puede ser apropiada para tu contexto escolar?

¿Qué desafíos presentaría?

STEM: una propuesta educativa interdisciplinar

En contextos tradicionales de enseñanza, se han documentado experiencias
innovadoras de aprendizaje interdisciplinario en STEM, que sugieren que integrar,
al menos, parte del programa de estudios STEM genera un currículo relevante
y motivador (Rennie et al., 2018). Sin embargo, existen desafíos asociados a
la interdisciplinariedad en STEM que complejizan el diseño de unidades de
esta naturaleza: por ejemplo, consensuar una definición para la integración y
mantener la integridad epistémica de las áreas integradas (English, 2016; Honey
et al., 2014; Tytler et al., 2019), es decir, la naturaleza inherente de cada disciplina
en relación con su enseñanza y construcción de conocimiento que le es propio.

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Hay diferentes perspectivas de qué significa un programa de estudios integrado y
se han establecido diversas categorías de integración (Gresnigt et al., 2014). Desde
la disciplinariedad, que fragmenta el saber en disciplinas aisladas y se funda en
la asignaturización del saber, a la multidisciplinariedad, donde las disciplinas se
enseñan separadamente para luego describir grados crecientes de superposición
(Rennie et al., 2018) y avanzando a mayores niveles de encuentro en los saberes
disciplinares, como en la interdisciplinariedad y la transdisciplinariedad. El
siguiente cuadro sintetiza e ilustra estas ideas:

Elaboración propia a partir de English, 2016.
Bajo el enfoque educativo STEM integrado se busca generar una propuesta
interdisciplinaria, aceptando que los desafíos o problemas reales que involucra
requieren destrezas donde intervienen saberes disciplinares con conexiones
temporales estrechas e imprecisas en distintos periodos de tiempo. En ese
sentido, es indispensable para el o la docente multigrado que desee diseñar e
implementar una propuesta STEM integrada, atender la naturaleza temporal
de las interacciones entre las áreas integradas y la existencia de límites difusos
entre estas (English, 2016; Ortiz-Revilla et al., 2020).

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Autores como Tytler et al. (2019) señalan que la descripción —como áreas que
se cruzan o regiones superpuestas— de las interacciones entre las disciplinas
STEM integradas es útil, por ejemplo, para determinar qué parte del programa de
estudio se podría integrar, pero insuficiente para determinar cómo los conceptos
asociados interactúan en el tiempo.

Estos autores señalan que el entrelazamiento de los conocimientos disciplinarios
se produce en diferentes escalas de tiempo, tanto para el estudiantado cuando se
enfrenta al proceso de resolución de un problema, como para el profesorado al
introducir y promover ideas y prácticas propias de cada disciplina.

Otra problemática asociada a la interdisciplinariedad en STEM es la pérdida de
integridad epistémica de las disciplinas que se integran (English, 2016; Tytler
et al., 2019). Las unidades integradas no siempre median una construcción
profunda del conocimiento en las áreas involucradas (Chalmers et al., 2017),
destacándose, por ejemplo, que no todas las matemáticas pueden o deben ser
aprendidas dentro de un programa integrado, pues no siempre se desarrollan
profunda y coherentemente.

Desde esta perspectiva, el proceso de construcción de propuestas interdisciplinarias
se considera más que la suma de los conocimientos y las prácticas de las áreas
que se integran, y va más allá de la selección de objetivos de aprendizaje en cada
disciplina, siendo necesario y fundamental encontrar puntos de encuentro y de
diferencia entre estas en el tiempo (Ortiz-Revilla et al., 2020; Tytler et al., 2019)
y desde allí realizar tratamientos didácticos apropiados.

Por otra parte, English (2016) afirma que en las propuestas educativas STEM
integradas generalmente el foco está puesto en las ciencias naturales y que
el aprendizaje de las matemáticas goza de menos beneficio. En este sentido,
se requiere identificar formas en que el aprendizaje en cada disciplina pueda
distribuirse uniformemente para que los beneficios en un área no reduzcan las
ganancias en otras, es decir, un aprendizaje equilibrado, armónico y profundo
de cada una de las disciplinas que se integran.

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REFLEXIÓN

¿Qué metodologías educativas conoces que integran disciplinas?
¿En qué nivel se encuentran?
¿Crees que algunas disciplinas se benefician más que otras en ambientes
integrados de enseñanza y aprendizaje que conoces?

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Diseño de Unidades Didácticas STEM integradas:
Atendiendo a los desafíos del aula multigrado.

Enfrentar los múltiples desafíos que presenta el aula multigrado y que fueron
expuestos anteriormente, supone para el profesorado tener una abierta
disposición a incorporar metodologías innovadoras como lo es la educación STEM
integrada y a reflexionar didácticamente respecto de las fortalezas, pero también
dificultades y limitaciones que el contexto educativo y las propias capacidades
docentes presentan. Igualmente, también se encuentra el reto que significa la
interdisciplinariedad al momento de diseñar e implementar unidades didácticas
STEM en el contexto multigrado y la invitación a optar por estrategias de
enseñanza que consideren la diversidad presente en la sala de clases como motor
para el aprendizaje, por lo que es fundamental hacer un tratamiento gradual de
estos desafíos a lo largo de este texto.

ACTIVIDAD DE REFLEXIÓN

Esta actividad es un espacio de reflexión didáctica respecto de la
interdisciplinariedad y la valoración de la heterogeneidad dentro del aula
multigrado para el aprendizaje. Para comenzar, estudie la actividad de Educación
Básica que se presenta a continuación, analizando detenidamente los objetivos
de aprendizaje expresados y la actividad integrada propuesta. Luego responda
las interrogantes planteadas.

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¿Se pueden alcanzar los aprendizajes propuestos?
¿Se pueden considerar logrados los objetivos de aprendizaje
integrados en esta actividad en el desarrollo de la progresión de
los aprendizajes asociados en cada disciplina?
¿Esta actividad permite promover la circulación de
saberes en el aula multigrado?

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Grandes Ideas STEM: Enfrentando el
desafío del Aprendizaje Profundo y Equilibrado.

Otro de los desafíos que enfrenta el aula multigrado tiene relación con la
necesidad de promover aprendizajes profundos —entendido como un proceso
que dota de significado y sentido al conocimiento desde una perspectiva crítica—.
Una  manera de enfrentar este desafío es considerar el tratamiento de Grandes
Ideas STEM (Clayton et al., 2010; Hurst, 2015; Rennie et al., 2018).

Las Grandes Ideas STEM son definidas como ideas clave que vinculan numerosos
entendimientos disciplinares en conjuntos coherentes que resultan fundamentales
para comprender y conocer STEM en una variedad de campos, pudiendo ser
idea de contenido (abarcando conceptos, teorías, estrategias y modelos) o ideas
de proceso (asociadas a la adquisición y el uso efectivo del conocimiento del
contenido) (Hurst, 2015).

¡Visualicemos tipos de Grandes Ideas STEM!

Alternativa 1: Busquemos una idea que involucre conocimientos o habilidades
que estén en las dos disciplinas que desea integrar, reconociendo cómo esta idea
se concibe en cada una.

Idea: Forma y Función
Componentes de esta gran idea
Ciencias Naturales: Relaciones entre la composición de un
objeto y sus usos, los seres vivos y sus comportamientos, y
los materiales y sus propiedades físicas.

Matemáticas: Factores, múltiplos y primos, reglas de
divisibilidad, teselaciones y formas 2D, pensamiento
multiplicativo, magnitud relativa de números.

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ACTIVIDAD PRÁCTICA

Seleccione un objetivo de aprendizaje de ciencias naturales
y otro de matemáticas coherentes con esta gran idea y
describa una actividad que tribute a su logro.

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Alternativa 2: Seleccione una o más ideas dentro de una disciplina STEM que
tenga(n) aplicación en otra disciplina STEM.

Grandes Desafío: Diseño de un volantín que pueda volar a 450 m
ideas de altura

científicas en Ideas abordadas
el contexto
de un Disciplina de aplicación (Tecnología): Proceso de diseño.

problema de Ideas científicas (ciencias y matemáticas): Medida, forma
diseño en y función (forma, material, estructura, etc.) masa, presión
tecnología. y velocidad.

ACTIVIDAD PRÁCTICA

Analice la progresión curricular de matemáticas, identifique
y seleccione algunos objetivos de aprendizaje que pueden
abordarse con el diseño de un volantín.

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Alternativa 3: Al abarcar grandes ideas que involucran contenido STEM que
permiten el abordaje interdisciplinario de problemas relevantes.

Abordaje de una Idea: Sistemas sostenibles
gran idea que abarca
Componentes de esta gran idea
contenido STEM
Ciencias naturales: Ecosistema, recursos, clima,
autosustentabiliad.

Matemáticas: Proporciones, área, procesamiento
de datos, interpretación de tablas y gráficos,
magnitudes y medidas

ACTIVIDAD PRÁCTICA

Piense en una problemática o situación asociada a la
sustentabilidad (desarrollo sustentable). Argumente por qué
ella se trataría de una gran idea que abarca contenido STEM,
delineando posibles componentes de Ciencias Naturales y de

Matemáticas involucrados.

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Grandes Ideas STEM: Cuadro de clasificación y ejemplo
Es posible desarrollar una integración interdisciplinar por medio del uso de un
continuo de grandes ideas STEM de tres posibles formas, las que son organizadas
en el siguiente cuadro, acompañadas con algunos ejemplos.

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Elaboración propia a partir de Chalmers et al. (2017)
Considerar las aplicaciones interdisciplinarias de las grandes ideas STEM para
promover una comprensión profunda de las áreas integradas podría ser una
buena forma para mediar un aprendizaje profundo (Lehrer y Schauble, 2012;
Johnson et al., 2016; Silk et al., 2010), pero se requiere determinar cuál es la
mejor forma de implementarlas y evaluar su impacto en el aprendizaje de cada
disciplina, por ello, es fundamental avanzar en la concreción en la sala de clases
de los diseños didácticos STEM integrados. Por otra parte, al explorar los ejemplos,
es posible inferir que las grandes ideas no son entendimientos acabados, por el
contrario, el profesorado multigrado puede formular sus propias grandes ideas a
desarrollar durante la unidad didáctica integrada.

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ACTIVIDAD PRÁCTICA

Analice el cuadro anterior con ejemplos de cada tipo de gran idea y sugiera
algunos propios para cada clasificación, argumentando sus decisiones. Para

ello utilice el siguiente cuadro:



Capítulo 3

¿CÓMO SE INICIA EL

SDTISEEMÑOIDNETUENGARUANIDDAAD?

45

46

Capítulo 3: ¿Cómo se inicia el diseño de una unidad STEM integrada?

Como se ha argumentado en los apartados anteriores, para diseñar una unidad
STEM integrada en contextos multigrado se tiene que considerar tanto la
promoción de aprendizajes profundos y equilibrados en las áreas STEM que
se desean integrar, el carácter interdisciplinar inherente de STEM, así como la
heterogeneidad presente en estos contextos. Pero ¿cómo podemos diseñar una
unidad que satisfaga estos desafíos? ¿Qué debemos considerar?

Definir un tema

Una forma de acercarnos es pensar en el tema troncal que queremos abordar con
nuestros estudiantes durante la unidad. Existen muchas problemáticas o desafíos
relevantes que pueden ser abordadas en una unidad STEM como, por ejemplo,
la crisis hídrica o el diseño de un vehículo de rescate multiterreno. Pero ¿cómo
saber cuál escoger?, ¿cómo saber si este tema es apropiado para mi unidad? Son
interrogantes que se logran despejar si se atiende a los atributos que una unidad
STEM integrada debe cautelar y que se tratan a continuación.

Atributos del tema de una Unidad Didáctica STEM integrada

Un primer paso para decidir el tema troncal para la unidad didáctica STEM
integrada, es analizar si esta temática satisface atributos fundamentales en
relación con las características de las y los estudiantes del aula multigrado,
independiente del contexto y nivel escolar que se involucre. Así, por ejemplo,
si involucra aspectos propios del territorio en el que está inmersa la escuela,
resultando motivadora y relevante para la vida de los estudiantes. Podemos
preguntarnos, por ejemplo, el tema ¿es relevante para la comunidad en la que
está inmersa la escuela?, ¿podría contribuir de alguna forma a esta y a la vida
de los estudiantes?, ¿cuál es el propósito de la unidad más allá de lo curricular?
Existen muchas problemáticas o desafíos relevantes con un carácter global y
local, que tienen pertinencia territorial.

Siguiendo con nuestro ejemplo, la crisis hídrica, como tema, es una problemática
real que experimentan muchas comunidades educativas y la sociedad en general,

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y su estudio promovería tanto la capacidad de agencia de los estudiantes frente
a este importante desafío del siglo XXI, como el desarrollo de aprendizajes en
áreas STEM (Castro et al., 2021).

Por otra parte, el diseño de un vehículo de rescate multiterreno también podría
ser una temática relevante para una comunidad educativa, y promover en
los estudiantes tanto el desarrollo de aprendizajes STEM como el desarrollo de
habilidades del siglo XXI. No obstante, su pertinencia y relevancia dependerá del
contexto geográfico en la que la escuela destinataria de la unidad se encuentra
inmersa y las características de sus estudiantes.

Por ejemplo, esta temática podría ser pertinente y relevante para una escuela
que se ubica en una zona con muchas quebradas y de difícil acceso; o en donde
por sus características geográficas la comunidad en la que se encuentra la
escuela, experimente dificultades para ser asistida en caso de algún accidente. El
siguiente cuadro explica los atributos y, además, para aumentar su comprensión,
se añaden preguntas didácticas orientadoras para el docente, que le permitan
dar cuenta de cada uno de estos atributos cuando emprenda el camino creativo
de este tipo de experiencias innovadoras. Es posible considerar este cuadro como
una Lista de Chequeo de atributos.

Elaboración propia.

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ACTIVIDAD PRÁCTICA

A continuación, ofrecemos un espacio
de práctica para familiarizarse con el inicio del proceso de diseño de una
unidad didáctica STEM integrada propia. Complete la tabla respondiendo
fundamentadamente las preguntas formuladas, considerando para ello su

contexto educativo y territorial.

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Si desea saber más, de manera breve y
concisa, sobre la huella hídrica puede
visualizar el siguiente video elaborado
por TV Agua México. Para ello solo debe
escanear el código QR.

Visualizar una gran idea STEM y sus componentes
Aunque los atributos anteriores, relacionados con la vida de las y los estudiantes,
son aspectos importantes para la elección del tema troncal de la unidad STEM
multigrado, también se deben considerar otros aspectos asociados al desarrollo
de los aprendizajes involucrados, tales como la gestión de la enseñanza. Así,
resulta necesario analizar cuáles son los aprendizajes involucrados en la temática
de la unidad y si estos se logran desarrollar en profundidad, con coherencia,
interdisciplinariedad y equilibrio entre las áreas STEM a integrar. El siguiente
cuadro, organiza este segundo conjunto de atributos.

Elaboración propia.

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REFLEXIÓN

A las preguntas asociadas a estos atributos, se añaden decisiones de
gran importancia para diseñar la unidad didáctica STEM en un contexto
multigrado, por ejemplo:

1. ¿Cuál(es) es(son) la(s) gran(des) idea(s) STEM que involucra?,
¿A qué tipo(s) de gran(des) idea(s) STEM conressponde(n)?
2. ¿Cuáles son los conocimientos asociados a esta(s) idea(s)?
(Chalmers et al., 2017; Clayton, 2010).
3. ¿Qué componentes involucrados en esta(s) idea(s) pueden ser
abordados en cada nivel escolar y son relevantes en cada uno
de ellos? (Castro et al., 2021).