Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS

25 https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.5611 ISSN (impreso): 0212-4521 / ISSN (digital): 2174-6486 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Investigaciones didácticas García-Carmona, A. (2023). Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS. Enseñanza de las Ciencias, 41(1), 25-41. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.5611 Recepción: enero 2022 • Aceptación: octubre 2022 • Publicación: marzo 2023 25 41 Antonio García-Carmona Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS Integration of Engineering in Science and Technology Education from an STS Perspective Antonio García-Carmona Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, Universidad de Sevilla, España. [email protected] • https://orcid.org/0000-0001-5952-0340 RESUMEN • Presentamos un análisis crítico sobre la integración de la ingeniería en propuestas curriculares del ámbito científico-tecnológico, auspiciada por el movimiento educativo STEM. Para ello, revisamos las principales perspectivas y planteamientos que se están haciendo al respecto. A continuación, analizamos qué novedad supone introducir explícitamente la ingeniería en el tradicional currículo de tecnología en España. Luego, examinamos bibliografía relevante sobre el tema para determinar qué relaciones podrían establecerse entre la tecnología y la ingeniería. Finalmente, hacemos una propuesta de conceptualización de estas dos disciplinas, incluyendo sus relaciones con la ciencia, que sintoniza con el marco de la educación CTS, y que puede servir de referente en diseños didácticos de integración curricular para el ámbito científico-tecnológico. PALABRAS CLAVE: Ámbito científico-tecnológico; Educación CTS; Educación STEM; Ingeniería; Tecnología. ABSTRACT • We present a critical analysis of the integration of engineering in curricular proposals for science and technology education, sponsored by the STEM educational movement. To this end, we revise the main perspectives and approaches considered in this regard. Next, we analyse what novelty it means to explicitly introduce engineering into the traditional curriculum for technology education in Spain. Then, we review relevant literature on the topic to determine which relationships could be established between technology and engineering. Finally, we make a proposal for the conceptualization of these two disciplines, including their relationships with science, which is in line with the educational framework of STS and can serve as a benchmark in didactic designs for curricular integration in science and technology education. KEYWORDS: Scientific-technological domain; STS education; STEM education; Engineering; Technology. 26 Antonio García-Carmona ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Si la actividad de diseño está muy valorada en el discurso, la ingeniería en la práctica incluye también y sobre todo actividades menos prestigiosas que, sin embargo, son decisivas [...]: mantenimiento, planificación, organización y respuestas a imprevistos. (Vinck, 2014, p. 235, traducción propia) INTRODUCCIÓN En trabajos anteriores hemos analizado la llegada del movimiento STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) a nuestro contexto educativo (García-Carmona, 2020a; Toma y García-Car- mona, 2021). Concluimos que su acogida se está haciendo de forma acrítica y mediante una política de hechos consumados que, previsiblemente, no favorecerá la implantación generalizada y efectiva de un enfoque STEM1 auténtico en las aulas. Para sostener esto, esgrimimos argumentos epistemológicos, ontológicos, didácticos, curriculares y basados en resultados de investigación; los cuales no vamos a reproducir aquí por razones de espacio, pero podríamos sintetizarlos diciendo que, en el impulso de la educación STEM, parece obviarse que no es posible tener leche de vaca sin vacas2. El problema es que esa acogida acrítica está propiciando que muchas propuestas educativas sean etiquetadas como STEM por el mero hecho de ser –continuando con la metáfora– «líquidos blanquecinos»; lo que no hace más que desvirtuar este enfoque. Si bien no vamos a detenernos tampoco en señalar los motivos y las consecuencias de ello en el ámbito de la educación científico-tecnológica (García-Carmona, 2020a). Asumimos que STEM es un movimiento educativo de enorme influencia cuyos designios, aunque controvertidos, han venido para quedarse. Tanto es así que el nuevo currículo para la educación básica establece la competencia STEM como una de las ocho competencias clave (Real Decreto 217/2022). De modo que ello obliga a seguir profundizando en el análisis de aquellos aspectos más peliagudos de la educación STEM, con vistas a dilucidar cómo podría bosquejarse su implementación en las aulas apropiadamente. Uno de esos aspectos es la atención explícita a la ingeniería en la educación científico-tecnológica, y más concretamente a las prácticas que desempeñan las personas dedicadas a esta disciplina (National Research Council [NRC], 2012). La ingeniería se añade a la tecnología, una disciplina cercana a ella desde un punto de vista epistemológico y ontológico, que constituye un área curricular con gran tradición en la mayoría de los sistemas educativos del mundo (De Vries, 2018). Y sucede que los intentos de integrar la ingeniería con la tecnología en propuestas educativas STEM, tratando de visibilizar cada una de ellas, suelen tener como resultado aproximaciones bastante limitadas de ambas; pero, sobre todo, de la tecnología. Efectivamente, se manejan conceptualizaciones reduccionistas que confieren a la tecnología un estatus de cierta inferioridad con respecto a la ingeniería. Recuerda a lo que ya sucediera entre la ciencia y la tecnología en determinadas interpretaciones de la educación CTS (Ciencia-Tec- nología-Sociedad), donde la tecnología era reducida a «ciencia aplicada» (Acevedo-Díaz, 1998; Buch, 2003). Una concepción que, además de errónea (Bunge, 2016), inducía a pensar en la tecnología como una disciplina subordinada o subsumida en la ciencia (Layton, 1988). Pese a la importancia del tema, consideramos que no está siendo objeto de suficiente discusión en el ámbito de la educación científico-tecnológica. Pero ¿es apropiado admitir concepciones simplistas de la tecnología en propuestas curriculares donde se integra con la ingeniería? ¿Qué planteamientos suscitan esa simplificación conceptual de la tecnología con respecto a la ingeniería? Asimismo, ¿cuál es realmente la nueva aportación de la ingeniería al tradicional ámbito curricular científico-tecnológico? Por otra par- 1. Integración de varias de las materias curriculares que componen el acrónimo en una misma situación de aprendizaje. 2. Metáfora usada por Mario Bunge en su crítica al utilitarismo de los economistas neoclásicos y estadistas «miopes» sobre el peligro que enfrenta la tecnología, si no se apoya a las ciencias básicas (Raynaud, 2018, p.14). 27 Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 te, si la tecnología y la ingeniería deben visibilizarse en propuestas de integración curricular del ámbito científico-tecnológico, ¿qué aspectos y relaciones entre ciencia, tecnología e ingeniería podrían manejarse? La finalidad de este artículo es ofrecer algunas respuestas a estas preguntas, sin duda, complejas, apoyándonos para ello en planteamientos y perspectivas concordantes con marcos teóricos del enfoque CTS. OBSTÁCULOS PARA LA INTEGRACIÓN DIDÁCTICA ENTRE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Tradicionalmente, la integración de la tecnología en la educación científica ha sido un asunto espinoso de resolver (Acevedo-Díaz, 1998; Layton, 1988; Maiztegui et al., 2002). Sin embargo, con el movimiento educativo STEM no solo no se ha avanzado en este propósito (García-Carmona, 2020a; Pleasants et al., 2019), sino que se ha complicado aún más por el agregado de la ingeniería. Por ejemplo, Ring-Whalen et al. (2018) analizaron el proceso de diseño de unidades de STEM integrado, en una muestra de 21 profesores de ciencias preuniversitarios estadounidenses. Encontraron que la mayoría de los profesores integraba la ingeniería con relativa facilidad, mediante procesos de diseño ingenieril usados como contextos para el aprendizaje de contenidos de ciencias. En cambio, la tecnología supuso para algunos profesores una pieza misteriosa difícil de determinar y encajar en el diseño integrado de las unidades. También se observan dificultades en el análisis de documentos educativos enmarcados en STEM. Por ejemplo, Park et al. (2020), al analizar la naturaleza de STEM en documentos curriculares de EE. UU., Corea y Taiwán, decidieron considerar la ingeniería y la tecnología como un único campo, argumentando que la línea entre ellas es fluida. Similarmente, Daugherty et al. (2014) se refieren a la tecnología y la ingeniería como un todo indisociable con la expresión «educación en tecnología e ingeniería», al reflexionar sobre el papel de estas en la educación STEM. Kim y Song (2021) hacen algo parecido cuando analizan las concepciones de profesorado coreano sobre la naturaleza de la tecnología e ingeniería, usando «NOTE» (Nature of Technology and Engineering) como acrónimo unificador de ambas disciplinas. Otros autores llegan aún más lejos y plantean prescindir directamente de una de esas dos disciplinas en el enfoque educativo STEM. Por ejemplo, McComas y Burgin (2020) proponen eliminar la «T» del acrónimo (sería «SEM», en tal caso) para favorecer su desarrollo en el aula, aduciendo la estrecha relación entre tecnología e ingeniería y –según ellos– la falta de estatus disciplinario de la tecnología frente a la ingeniería. Realmente, no entendemos este último argumento, a la vista de la bibliografía existente sobre la tecnología como disciplina académica y profesional (e.g., Acevedo-Díaz, 1998; Raynaud, 2018), además de como área curricular asentada en el ámbito educativo preuniversitario de la mayoría de los países (De Vries, 2018). Lo anterior es solo una muestra de trabajos en los que se vislumbran dificultades para distinguir entre ingeniería y tecnología. En numerosas propuestas de educación STEM, la cuestión se resuelve concibiendo la tecnología como un recurso o herramienta (generalmente, tecnologías de la información y comunicación, y otras aplicaciones software) para facilitar el desarrollo de actividades enmarcadas en este enfoque educativo (Churi et al., 2021; Dogan y Robin, 2015; Ellis et al., 2020). Si bien, esto constituye una concepción simplista y, por tanto, distorsionada de la tecnología (Sanders, 2009). Como se verá después, la tecnología es un campo del saber humano mucho más amplio y holístico que esa simple idea. Otra concepción bastante extendida es la de tecnología como producto o resultado de la ingeniería (Ellis et al., 2020). Lo cuestionable no es que esta sea una de las acepciones de tecnología, sino la limitación que supone restringirla a esa sola, tratándose de toda una disciplina académica (Acevedo, 1998; 28 Antonio García-Carmona ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Raynaud, 2018). Es como si redujéramos la ciencia a su producto final: el conocimiento científico. Sin embargo, nadie discute que la ciencia es, a la vez, un conjunto de conocimientos, un modo de conocer y una relación de procesos/métodos (Bell, 2009), cuyo desarrollo está íntimamente ligado a las circunstancias socioculturales de cada época (García-Carmona y Acevedo, 2018). Entonces, ¿qué puede justificar que la concepción de tecnología sea reducida al producto o el resultado de la ingeniería en propuestas educativas de integración de ambas? Ciertamente es difícil saberlo, aunque podemos apuntar dos posibles razones a modo de conjeturas. Una es la inercia provocada por la necesidad de dar visibilidad y protagonismo a la ingeniería (NRC, 2012) que, hasta hace muy poco, era una disciplina desatendida –al menos, explícitamente– en los planes y las propuestas curriculares del ámbito científico-tecnológico. Prueba de esto es lo que Bybee3 (2011) escribió poco antes de la publicación de los últimos estándares nacionales para la enseñanza de las ciencias en EE. UU. (NRC, 2012), con relación a la educación en ingeniería: [...] la verdad es que el acrónimo suele referirse a la ciencia o a las matemáticas, o a ambas. Rara vez se refiere a la tecnología y casi nunca incluye la ingeniería. Aunque la nación está preocupada por la educación STEM, la «T» es solo ligeramente visible y la «E», invisible. Una gran oportunidad para los estándares de educación en ingeniería es hacer visible la «E» en la educación STEM (Bybee, 2011, p. 26; traducción propia). De manera que, en un afán por dar mayor protagonismo a la ingeniería en la educación STEM, y dada su gran proximidad a la tecnología, muchos rasgos o elementos característicos de esta última han sido ahora atribuidos a la ingeniería (véase, por ejemplo, Quellmalz, 2015). Lo cual se ha traducido, inevitablemente, en una merma de la noción de tecnología. La otra razón posible, aunque ligada a la anterior, es que muchas propuestas educativas para un STEM integrado sitúan la ingeniería en el centro de estas; incluso cuando la integración se hace con solo dos de las disciplinas del acrónimo (Roehrig et al., 2021). De hecho, para Quinn et al. (2020) la ingeniería es la disciplina que mejor representaría la naturaleza integrada de STEM. Por tanto, la atribución a la tecnología de un estatus más desarrollado y ontológicamente similar al de la ingeniería supondría una amenaza para los cimientos de este marco de educación STEM. Sin embargo, la propuesta de centralidad de la ingeniería, en la integración disciplinar auspiciada por la educación STEM, genera dudas más que razonables en contextos educativos donde el ámbito curricular científico-tec- nológico está conformado por materias de ciencias, matemáticas y tecnología; pero ninguna bajo la denominación de ingeniería. QUÉ APORTA LA INGENIERÍA AL TRADICIONAL ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO La propuesta más conocida sobre la integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica es la establecida en el documento estadounidense A Framework for K-12 Science Education (NRC, 2012). Esta se concreta en que los estudiantes participen en las prácticas de ingeniería enumeradas en la tabla 1. No obstante, según esta propuesta, solo las prácticas 1 (Definir problemas) y 6 (Diseñar soluciones) son consideradas exclusivas de la ingeniería; las restantes se asumen indistintamente como prácticas de la ciencia y de la ingeniería, aunque luego esas prácticas se matizan para cada una de estas disciplinas. Además, las prácticas sugeridas en este documento poseen un marcado cariz epistémico, descuidándose así la vertiente sociológica de la actividad científico-tecnológica (García-Carmona, 2021b). 3. Conviene saber que Rodger Bybee fue uno de los académicos que lideraron la elaboración del documento A Framework for K-12 Science Education (NRC, 2012). 29 Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Tabla 1. Prácticas de ingeniería propuestas en el documento A Framework for K-12 Science Education (NRC, 2012, p. 3; traducción propia) 1. Definir problemas 2. Desarrollar y usar modelos 3. Planificar y realizar investigaciones 4. Analizar e interpretar datos 5. Usar pensamiento matemático y computacional 6. Diseñar soluciones 7. Participar en la argumentación a partir de pruebas 8. Obtener, evaluar y comunicar información En el contexto educativo español, el área curricular de tecnología se implantó a principios de los noventa con la LOGSE4. Ya entonces, muchas de las prácticas de ingeniería, antes citadas, se contemplaban de alguna manera en los objetivos generales de esta área (Real Decreto 1007/1991), solo que no eran etiquetadas como prácticas, sino como capacidades que desarrollar por el alumnado. Se hacía referencia, por ejemplo, a abordar problemas tecnológicos; diseñar y construir objetos; planificar proyectos; comunicar ideas y decisiones adoptadas; evaluar la idoneidad de los diseños desde diferentes puntos de vista; etc. Incluso se iba más lejos en determinados aspectos, con una atención expresa a la creatividad, organización, idoneidad, viabilidad, funcionalidad y gestión de recursos. Asimismo, se incluía la dimensión sociológica del desarrollo científico-tecnológico. Lo único que no hacía esta propuesta curricular era mencionar explícitamente la ingeniería. Todo esto puede comprobarse en la tabla 2. Con la LOGSE se dio impulso también a la idea de currículo integrado y la organización curricular en ámbitos (García Rubio, 2018), que sugiere, entre otras, la posibilidad de integrar las áreas de ciencias, matemáticas y tecnología en un ámbito comúnmente llamado científico-tecnológico. En la propia propuesta de objetivos para el área de tecnología (tabla 2) se hace mención a ello (véase el objetivo 5). 4. Ley Orgánica 1/1990, de 3 de octubre, de Ordenación General del Sistema Educativo. 30 Antonio García-Carmona ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Tabla 2. Objetivos generales para el área de tecnología en el marco de la LOGSE (Real Decreto 1007/1991, Anexo I, pp. 74-75) 1. Abordar con autonomía y creatividad problemas tecnológicos sencillos trabajando de forma ordenada y metódica para estudiar el problema, seleccionar y elaborar la documentación pertinente, concebir, diseñar y construir objetos o mecanismos que faciliten la resolución del problema estudiado y evaluar su idoneidad desde diversos puntos de vista. 2. Analizar objetos y sistemas para comprender su funcionamiento, la mejor forma de usarlos y controlarlos y las razones que han intervenido en las decisiones tomadas en su diseño y construcción. 3. Planificar la ejecución de proyectos tecnológicos sencillos, anticipando los recursos materiales y humanos necesarios, seleccionando y elaborando la documentación necesaria para organizar y gestionar su desarrollo. 4. Expresar y comunicar las ideas y decisiones adoptadas en el transcurso de la realización de proyectos sencillos, así como explorar su viabilidad y alcance utilizando los recursos gráficos, la simbología y el vocabulario adecuado. 5. Utilizar en la realización de proyectos tecnológicos sencillos los conceptos y habilidades adquiridos en otras áreas, valorando su funcionalidad y multiplicidad de perspectivas y saberes que convergen en la satisfacción de las necesidades humanas. 6. Mantener una actitud de indagación y curiosidad hacia los elementos y problemas tecnológicos, analizando y valorando los efectos positivos y negativos de las aplicaciones de la ciencia y de la tecnología en la calidad de vida y su influencia en los valores morales y culturales vigentes. 7. Valorar la importancia de trabajar como miembro de un equipo en la resolución de problemas tecnológicos, asumiendo sus responsabilidades individuales en la ejecución de las tareas encomendadas con actitud de cooperación, tolerancia y solidaridad. 8. Analizar y valorar críticamente el impacto del desarrollo científico y tecnológico en la evolución social y técnica del trabajo, así como en la organización del tiempo libre y en las actividades de ocio. 9. Analizar y valorar críticamente los efectos que sobre la salud y seguridad personal y colectiva tiene el respeto de las normas de seguridad e higiene, contribuyendo activamente al orden y a la consecución de un ambiente agradable en su entorno. 10. Valorar los sentimientos de satisfacción y disfrute producidos por la habilidad para resolver problemas que le permiten perseverar en el esfuerzo, superar las dificultades propias del proceso y contribuir, de este modo, al bienestar personal y colectivo. * Nota: Se resalta en negrita aquello que puede relacionarse con las prácticas de ingeniería, y en cursiva, lo relativo a la sociología de la tecnología. Tres lustros después, se pondría en marcha la LOE5, en cuyas disposiciones curriculares (Real Decreto 1631/2006) se establecían prácticamente los mismos objetivos para el área de tecnología que en la LOGSE, por lo que no los vamos a reproducir6. Años más tarde entraría en vigor otra reforma curricular (Real Decreto 1105/2014) tras la puesta en marcha de la LOMCE7. Esta reforma del currículo no proponía objetivos generales para las materias, sino estándares de aprendizaje ligados a los distintos bloques de contenidos. Al revisar, por ejemplo, estos estándares en la concreción de la LOMCE para la Comunidad Autónoma de Andalucía (Orden de 14 de julio de 2016), se halla que la materia de tecnología para la ESO conservaba gran parte de los objetivos establecidos en las leyes precedentes. Asimismo, incorporaba el Diseño Asistido por Ordenador como una de las novedades más destacables. 5. Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación. 6. Con la LOE se introdujeron las competencias básicas; entre ellas, la competencia matemática y la competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico, que integraba tímidamente la tecnología. A partir de la LOMCE, la competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología constituyen un solo bloque competencial. 7. Ley Orgánica 8/2013, de 9 de diciembre, para la mejora de la calidad educativa. 31 Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 LA INGENIERÍA EN EL MARCO DE LA LOMLOE No ha sido hasta la actual reforma curricular (Real Decreto 217/2022), derivada de la implantación de la LOMLOE8, cuando se ha empezado a hablar de ingeniería. Aunque su introducción es bastante general y parca. En la descripción de la competencia STEM se dice: La competencia en matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería (competencia STEM por sus siglas en inglés) entraña la comprensión del mundo utilizando los métodos científicos, el pensamiento y representación matemáticos, la tecnología y los métodos de la ingeniería para transformar el entorno de forma comprometida, responsable y sostenible (Real Decreto 217/2022, p. 41.598). No sabemos a qué se refiere el currículo con los métodos de la ingeniería. Asimismo, no se hace mención alguna a la ingeniería en los cinco descriptores operativos de la competencia STEM (Real Decreto 217/2022, pp. 41.599-41.600), solo a conocimientos y procedimientos/métodos científicos, matemáticos y tecnológicos. No obstante, resulta llamativo encontrar en el currículo de Biología y Geología, como algo aislado en la amplia prescripción de las materias del ámbito científico-tecno- lógico, el indicador competencial siguiente: «Analizar y explicar fenómenos biológicos y geológicos representándolos mediante modelos y diagramas, utilizando, cuando sea necesario, los pasos del diseño de ingeniería (identificación del problema, exploración, diseño, creación, evaluación y mejora)» (Real Decreto 217/2022, pp. 41.610 y 41.613). En nuestra opinión, es una mención forzada y poco precisa de la ingeniería. En primer lugar, porque es debatible que esos pasos sean propios o exclusivos de la ingeniería. Debería haberse concretado cuál es la naturaleza del problema, y especificar qué se diseña, ya que en ciencias experimentales y en matemáticas también se resuelven problemas y se diseñan investigaciones. En segundo lugar, porque no se aclara en qué fases de una investigación científica pueden aplicarse los pasos del diseño ingenieril, teniendo en cuenta que la finalidad de la ciencia no es fabricar artefactos, sino generar conocimiento sobre la naturaleza (el indicador competencial se refiere a analizar y explicar fenómenos biológicos y geológicos). Poco más adelante, dentro de la descripción de la competencia STEM, se lee lo siguiente: «La competencia en tecnología e ingeniería comprende la aplicación de los conocimientos y metodologías propios de las ciencias para transformar nuestra sociedad» (Real Decreto 217/2022, p. 41599). Con lo cual, el currículo transmite la idea de que la tecnología y la ingeniería consisten en aplicar conocimientos y prácticas de la ciencia. Esto, de algún modo, fomenta –y lamentablemente perpetúa– la idea ingenua de tecnología (ahora incluyendo a la ingeniería) como «ciencia aplicada». Por lo demás, las disposiciones curriculares enmarcadas en la LOMLOE retoman muchos de los objetivos del área de tecnología, propuestos en las enseñanzas mínimas reguladas en las leyes anteriores. Asimismo, entre los aspectos más novedosos se incluyen saberes básicos relativos a: pensamiento computacional (mencionado también en las materias de biología y geología, y matemáticas), inteligencia artificial, ingeniería de datos, automatización y robótica. Su inclusión supone, sin duda, una actualización del área de tecnología. Si bien ello no es una consecuencia atribuible a influencias del movimiento educativo STEM. Como se ha visto, el área de tecnología, en España, se ha caracterizado por ir incorporando los últimos avances científico-tecnológicos a lo largo de las sucesivas reformas educativas. Finalmente, criticamos con pesar que el nuevo currículo desatienda la comprensión de aspectos básicos sobre la naturaleza de la ingeniería y de la tecnología. Como ya se viene insistiendo, la simple participación en prácticas científicas y de ingeniería (o de tecnología, si se prefiere) no implica que se comprenda para qué son importantes estas prácticas, qué aportan en la construcción de conocimientos y productos tecnológicos, cuáles son sus limitaciones y cuándo son pertinentes desempeñarlas, entre 8. Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre, por la que se modifica la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación. 32 Antonio García-Carmona ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 otras cuestiones (García-Carmona, 2020b, 2021b; Pleasants y Olson, 2019). Este metaconocimiento resulta, además, imprescindible para promover integraciones curriculares apropiadas y significativas de dichas disciplinas (García-Carmona, 2020a). De modo que esto debería estar claramente establecido en el currículo, no solo como sugerencias dirigidas a los educadores y diseñadores de propuestas didácticas, sino también como meta de aprendizaje para el alumnado. En síntesis, (1) la ingeniería no es mínima ni adecuadamente conceptualizada en el nuevo currículo para la educación científico-tecnológica básica en España, y su mención llega a ser casi anecdótica; (2) la adopción de la perspectiva STEM no aporta nada sustancialmente novedoso –para bien o para mal– a la tradición curricular de la educación científico-tecnológica de este país; y (3) la comprensión de la naturaleza de las disciplinas que comprenden STEM, esencial para dar sentido a este enfoque educativo, no es considerada explícitamente en el currículo, más allá de algunas referencias a la naturaleza de la ciencia (García-Carmona, 2022). QUÉ ENTENDEMOS POR TECNOLOGÍA E INGENIERÍA Acabamos de decir que una comprensión básica de la naturaleza de las disciplinas, que se desean transponer didácticamente para su uso escolar, debería ser tenida en cuenta por los educadores y diseñadores de currículos. Sin embargo, observamos que, en buena parte de las propuestas educativas STEM, la tecnología es reducida a artefacto (García-Carmona, 2020a) y la ingeniería a la práctica de diseño (Antink-Meyer y Brown, 2019; Cunningham y Carlsen, 2014). Por tanto, la naturaleza de ambos campos queda desvirtuada. En cuanto a la tecnología, porque también debería incluir, entre otros muchos aspectos, los conocimientos propios y procesos sistemáticos que aplica en la resolución de problemas (Acevedo-Díaz, 1998; Cullen y Guo, 2020; García-Carmona, 2021a). Y con respecto a la ingeniería, porque se obvian otras prácticas como el mantenimiento de sistemas sociotécnicos, la organización o la respuesta a imprevistos, que están entre las actividades más habituales de los ingenieros e ingenieras (Vinck, 2014). Asimismo, algunos autores (e.g., Pleasants y Olson, 2019) critican la desatención a una cuestión clave para lograr un enfoque educativo STEM auténtico: la relación de la ingeniería con la ciencia. Nosotros añadimos que este enfoque tampoco aborda adecuadamente la relación entre tecnología e ingeniería; o entre ciencia y tecnología, que sí ha sido profusamente conceptualizada en la educación CTS (e.g., Acevedo-Díaz, 1998, 2006; Acevedo-Díaz et al., 2003; Buch, 2003). En un estudio orientado a determinar los rasgos de la naturaleza de la ingeniería, Pleasants y Olson (2019) se quejan del poco interés que esta recibe en la educación STEM; y, por tanto, de la falta de un debate serio en torno al constructo de ingeniería. Aunque la naturaleza de la tecnología no ha sido tan desarrollada como la naturaleza de la ciencia, sí ha recibido más atención que la referente a la ingeniería durante las últimas décadas (e.g., Acevedo-Díaz, 1998; Pleasants et al., 2019). Entre otras razones, porque, a diferencia de la ingeniería, la tecnología es una materia escolar con tradición en la educación preuniversitaria. Asimismo, los planteamientos de la educación CTS, cuyo origen es muy anterior al enfoque STEM, sugieren atender explícitamente a la tecnología en sus relaciones con la ciencia y la sociedad (Acevedo-Díaz et al., 2003; Buch, 2003; Layton, 1988). Pleasants y Olson (2019) hacen un trabajo extraordinario para desentrañar los rasgos característicos de la ingeniería, incluyendo la relación que guarda con la ciencia, a fin de favorecer su integración en el ámbito escolar. Sin embargo, no se ocupan de las relaciones entre ingeniería y tecnología. Los rasgos o dimensiones que estos autores proponen para conceptualizar la naturaleza de la ingeniería se compendian en la tabla 3. 33 Integración de la ingeniería en la educación científico-tecnológica desde un prisma CTS ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Tabla 3. Dimensiones para conceptualizar la naturaleza de la ingeniería, según Pleasants y Olson (2019, p. 154; traducción propia) 1. Diseño en ingeniería 2. Especificaciones, limitaciones y objetivos 3. Recursos de conocimientos de ingeniería 4. Producción de conocimiento en ingeniería 5. Alcance de la ingeniería 6. Modelos de los procesos de diseño 7. Integración cultural de la ingeniería 8. Cultura interna de la ingeniería 9. Ingeniería y ciencia Hace cerca de cuatro décadas, al tratar de clarificar el significado de tecnología en los estudios sobre CTS, Kline (1985) proponía las siguientes acepciones: (i) conjunto de productos artificiales fabricados por las personas (herramientas, instrumentos, máquinas, artefactos y todo tipo de sistemas); (ii) conocimientos, metodologías y destrezas necesarias para poder diseñar y realizar tareas productivas (know-how); (iii) recursos humanos y materiales del sistema sociotécnico de producción; y (iv) sistema sociotécnico necesario para el uso y mantenimiento de los productos fabricados, incluyendo los aspectos legales. De acuerdo con las dimensiones de Pleasants y Olson (2019) para la naturaleza de la ingeniería, puede decirse que la noción de tecnología propuesta por Kline integra muchos de los aspectos que ahora se atribuyen a la ingeniería. En 1990, la American Association for the Advancement of Science [AAAS] publicaba el emblemático libro Science for all Americans (Project 2061), que dedica un capítulo a la naturaleza de la tecnología. En este capítulo puede leerse: «La tecnología [...] es una empresa social compleja que incluye no solamente la investigación, el diseño y las artes, sino también las finanzas, la fabricación, la administración, el trabajo, la comercialización y el mantenimiento en el mundo actual» (AAAS, 1990, versión española online no paginada). A continuación, se dice que «La ingeniería es el componente de la tecnología que está ligado de manera más estrecha con la investigación científica y los modelos matemáticos. [...] consiste en el análisis de un problema y en el diseño de su solución» (AAAS, 1990, versión española online no paginada). Por tanto, en este marco didáctico la ingeniera es entendida como parte de la tecnología. En un trabajo pionero para diferenciar entre ciencia y tecnología, Acevedo-Díaz (1998) analiza en profundidad la práctica tecnológica en sus dimensiones técnica, organizativa e ideológico-cultural. Concluye que la tecnología es un campo del saber humano complejo y holístico, que abarca: (1) productos y herramientas tecnológicas; (2) un conjunto de conocimientos, técnicas y métodos, incluyendo los sistemas organizativos y de desarrollo; y (3) todo lo que deriva de su sociología (economía, mercado, industria, consumo, política, ética, etc.). Por tanto, se trata de una visión multifacética de la tecnología, alineada con los dos marcos conceptuales anteriores, pero sin mencionar la ingeniería. Acevedo-Díaz cita a los ingenieros solamente para hacer referencia a profesionales que integran la comunidad de tecnólogos. Waight y Abd-El-Khalick (2012) se posicionan en una perspectiva similar a la de Acevedo-Díaz, y sugieren las siguientes dimensiones de la naturaleza de la tecnología para fines educativos: (i) contexto cultural y papel de los valores en la tecnología, (ii) progreso tecnológico, (iii) tecnología como parte de sistemas, (iv) difusión tecnológica, (v) tecnología como solución y (vi) experticia tecnológica. Estos autores tampoco se ocupan explícitamente de la ingeniería en su conceptualización de tecnología, aunque puede decirse que las prácticas de ingeniería están incluidas, si se consideran los marcos de NRC (2012) y Pleasants y Olson (2019) para esta última. 40 Antonio García-Carmona ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Waight, N. y Abd-El-Khalick, F. (2012). Nature of Technology: Implications for design, development, and enactment of technological tools in school science classrooms. International Journal of Science Education, 34(18), 2875-2905. https://doi.org/10.1080/09500693.2012.698763 Zeidler, D. L., Herman, B. C., Clough, M. P., Olson, J. K., Kahn, S. y Newton, M. (2016). Humanitas emptor: Reconsidering recent trends and policy in science teacher education.Journal of Science Teacher Education,27(5), 465-476. https://doi.org/10.1007/s10972-016-9481-4 41 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 41-1 (2023), 25-41 Integration of Engineering in Science and Technology Education from an STS Perspective Antonio García-Carmona Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, Universidad de Sevilla, España. gar[email protected] • https://orcid.org/0000-0001-5952-0340 The STEM education movement (Science, Technology, Engineering and Mathematics) has arrived in the Spanish educational context to stay; to the extent that, within the framework of the new education law (known as «LOMLOE» by its acronym in Spanish), the latest official curriculum approved for basic education establishes STEM competence as one of the eight key competences. This makes it necessary to continue to analyse the most critical or complex aspects of the STEM approach, with a view to elucidating how to favour its implementation in the classroom in a genuine and viable way. One of the most complex aspects of STEM education is the explicit attention to engineering and more specifically to the practices of those engaged in this discipline. This brings engineering together with technology, which is a discipline that is epistemologically and ontologically very close to the former, as well as a curricular area with a long tradition in most education systems. It happens that many of the attempts to integrate engineering with technology in STEM educational proposals, trying to give visibility to each of them, result in quite limited approaches of both disciplines; but, above all, of technology. In effect, reductionist conceptualisations are used that give technology an inferior status with respect to engineering. This reminds us of what happened between science and technology at the beginning of STS (Science-Technology-Society) education, where technology was very often reduced to «applied science». Despite the controversial nature of this matter, it is not currently the subject of sufficient discussion in the field of science and technology education. But is it appropriate to assume simplistic perspectives of technology in curricular proposals where it is integrated with engineering? Which perspectives or approaches give rise to this situation of a certain undervaluing of technology, with respect to engineering, in such proposals? Furthermore, what is the new contribution of engineering and its practices to the traditional scientific-technological curriculum? On the other hand, if technology and engineering are to be made visible in proposals for curriculum integration in the scientific-technological field, what aspects and relations between science, technology, and engineering could be handled? This article presents a critical analysis of the integration of engineering in curricular proposals for science and technology education, sponsored by the STEM educational movement. To this end, the main perspectives and approaches considered in this regard are revised. Next, an analysis of what novelty it means to explicitly introduce engineering into the traditional curriculum for technology education in Spain. Then, literature on the topic is reviewed to determine which relationships could be established between technology and engineering. Finally, a proposal is made for the conceptualization of these two disciplines, including their relationships with science, which is in line with the educational framework of STS and can serve as a benchmark in didactic designs for curricular integration in science and technology education. The most novel aspect of the proposal is that it includes explicit allusions to engineering, which is conceived as the part of technology through which technological products are designed and produced. The proposal also states that engineering is based on knowledge of science and mathematics but also on other experiential knowledge, not necessarily formal logic, when designing and producing artefacts. In addition, this refers to the fact that engineering, like science, employs systematic working methods; although it also applies trial-and-error methods to make empirical adjustments and refine designs. Regarding the sociological component of technology (financing, market, values, etc.) and, therefore, of engineering, the proposal assumes a similar perspective to that of STS education.