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El Método STEM como Recurso Pedagógico de Innovación Curricular para la
Enseñanza de las Ciencias Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
Vulnerable
The STEM Method as a Pedagogical Resource of Curriculum Innovation for the
Teaching of Natural Sciences in Educational Communities with Vulnerable Contexts
La metodología STEM ha sido adoptada como modelo pedagógico de carácter multidisciplinario
que incluye Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, útil en lugares marginados donde
hay problema en el ámbito educativo. El presente estudio tuvo como objetivo examinar la
repercusión del enfoque STEM como un instrumento pedagógico de innovación curricular para
la instrucción de las ciencias naturales en comunidades en situación de vulnerabilidad. Se
desarrollado bajo el método mixto convergente, paradigma pragmático, de enfoque mixto,
diseño convergente de triangulación, tipo integración múltiple y corte transversal. La población
se conformó de estudiantes y docentes de las 5 sedes de la institución educativa Promoción
Social del Norte. La muestra se realizó sobre 150 estudiantes y 15 docentes. La investigacion
empleo encuestas, entrevistas y observaciones para medir la validez. En los resultados se aprecia
el incremento del rendimiento escolar de los alumnos en ciencias del nivel primario de 7.0, el
interés por las disciplinas de un 80% y las competencias tales como la resolución de problemas
y trabajo en grupo. Por otro lado, la formación docente fue clave, aumentando a un 90% para
aplicar la metodología STEM. En conclusión, el enfoque STEM permite reducir las
desigualdades educativas, motiva a los estudiantes y los equipa con las habilidades necesarias
para enfrentar los desafíos del siglo XXI. Sin embargo, su implementación requiere estrategias
adecuadas de apoyo institucional, el uso de tecnologías apropiadas y la adopción de políticas
educativas que mejoren la oferta de formación docente y la renovación curricular.
Palabras clave: Método STEM, innovación curricular, ciencias naturales, comunidades
vulnerables, educación inclusiva.
¹Universidad de Panamá
¹https://orcid.org/0000-0001-8065-3762
¹Colombia
¹[email protected]
Arguello-Guevara, J. (2025). El Método STEM
como Recurso Pedagógico de Innovación
Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de
Contexto Vulnerable. Revista Tecnológica-
Educativa Docentes 2.0, 18(1), 278-290.
https://doi.org/10.37843/rted.v18i1.611
J. Arguello-Guevara, "El Método STEM como
Recurso Pedagógico de Innovación Curricular
para la Enseñanza de las Ciencias Naturales en
Comunidades Educativas de Contexto
Vulnerable", RTED, vol. 18, n.°1, pp. 278-290,
may. 2025.
https://doi.org/10.37843/rted.v17i2.611
Julia Viviana Arguello-Guevara¹
The STEM methodology has been adopted as a multidisciplinary pedagogical model that
includes science, technology, engineering, and mathematics, which is useful in
marginalized places with problems in the educational field. The present study aimed to
examine the impact of the STEM approach as a pedagogical instrument of curricular
innovation for instructing natural sciences in vulnerable communities. It was developed
using the mixed convergent method, pragmatic paradigm, mixed approach, convergent
triangulation design, multiple integration type, and cross-section. The population comprised
students and teachers from the five Promoción Social del Norte educational institution
campuses. The sample was made up of 150 students and 15 teachers. The research used
surveys, interviews, and observations to measure validity. The results show an increase in
the academic performance of students in science at the primary level of 7.0, an interest in
the disciplines of 80%, and skills such as problem-solving and group work.
On the other hand, teacher training was key, increasing to 90% to apply the STEM
methodology. In conclusion, the STEM approach reduces educational inequalities,
motivates students, and equips them with the necessary skills to face the challenges of the
21st century. However, its implementation requires adequate institutional support
strategies, appropriate technologies, and the adoption of educational policies that improve
teacher training and curricular renewal.
Keywords: STEM method, curricular innovation, natural sciences, vulnerable
communities, inclusive education.
8/octubre/2024
12/febrero/2025
desde 278-290
El Método STEM como Recurso Pedagógico de
Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
Vulnerable.
Arguello-Guevara, J. (2025). El Método STEM como Recurso Pedagógico de Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias Naturales en Comunidades Educativas
de Contexto Vulnerable. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 18(1), 278-290. https://doi.org/10.37843/rted.v18i1.611
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Introducción
La metodología STEM ha sido adoptada
como modelo pedagógico de carácter
multidisciplinario que incluye Ciencia,
Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, útil en
lugares marginados donde hay problema en el
ámbito educativo. La instrucción en ciencias
naturales confronta diversos retos en comunidades
en condiciones de vulnerabilidad, en las que las
restricciones estructurales, económicas y sociales
impiden el acceso a un aprendizaje significativo y
equitativo. La ausencia de infraestructura, la
insuficiencia de recursos tecnológicos y la
insuficiente capacitación de los educadores
constituyen obstáculos que restringen la aplicación
de metodologías innovadoras como el enfoque
STEM (Science, Technology, Engineering, and
Mathematics).
Esta metodología, concebida como un
enfoque interdisciplinario que amalgama la
instrucción de la ciencia, la tecnología, la
ingeniería y las matemáticas, posee el potencial de
cultivar habilidades críticas, creativas y
colaborativas a través de la aplicación del
conocimiento a problemas de la vida cotidiana
(Lorenzo, 2020). La implicación de entidades
gubernamentales, entidades internacionales,
organizaciones no gubernamentales y
corporaciones tecnológicas puede ser fundamental
para asegurar la disponibilidad de recursos y la
capacitación apropiada de los educadores (Holmes
et al., 2021). La adopción de estrategias
pedagógicas innovadoras, la adaptación curricular
a la realidad local y el reforzamiento de la
capacitación docente pueden contribuir a la
disminución de las disparidades educativas y a
proporcionar oportunidades más favorables a los
estudiantes.
Los estudiantes en comunidades vulnerables
tienen acceso limitado a recursos educativos,
afectando su rendimiento en ciencias y
matemáticas. La Unesco (2020) señala que esta
desigualdad impacta su desarrollo intelectual y
profesional. Sánchez (2019) destaca que la falta de
capacitación pedagógica limita el pensamiento
crítico y la resolución de problemas. La carencia
de tecnología y laboratorios dificulta la enseñanza
práctica (Domínguez et al., 2019), y la ausencia de
metodologías activas obstaculiza el aprendizaje
efectivo (Truskavetska, 2024). Holmes et al.
(2021) sugieren que adaptar los contenidos a los
desafíos locales mejora la motivación estudiantil.
La metodología STEM podría reducir estas
brechas mediante estrategias contextualizadas y
formación docente (Acero, 2020; Diego Salomón
et al., 2023).
Dentro de este contexto, el presente estudio
tiene como objetivo examinar la repercusión del
enfoque STEM como un instrumento pedagógico
de innovación curricular para la instrucción de las
ciencias naturales en comunidades en situación de
vulnerabilidad. El objetivo es descubrir tácticas
que faciliten la adaptación de esta metodología a
contextos con restricciones tecnológicas y
económicas, fomentando un aprendizaje
significativo y contextualizado. La interrogante de
investigación que orienta esta investigación es:
¿De qué manera puede la adaptación de la
prevalencia del enfoque STEM entre poblaciones
mal atendidas optimizar el proceso educativo en
las ciencias naturales?
Metodología
Con el fin de cumplir con el objetivo
propuesto, se orientó la investigación dentro del
paradigma pragmático, entendido como un
enfoque filosófico que integra tanto métodos
cuantitativos como cualitativos para intentar
abordar problemas de forma integral (Morgan,
2014). El paradigma permite adaptar la posibilidad
de personalizar las herramientas y técnicas de
acuerdo con los destinos del estudio, que permite
una visión contextual y práctica de los fenómenos
en desarrollo. El tipo de diseño integrado que se
utilizo fue el enfoque mixto convergente, en el cual
se integran tanto el análisis cuantitativo como el
cualitativo en un mismo espacio para una mejor y
más complementaria comprensión de los datos
(Creswell, 2018). Esta metodología fue elegida por
la razón de que se usaba para el análisis de varias
dimensiones del problema y genera conocimientos
de tipo interdisciplinario con impacto.
En esta investigación particular, se adoptó un
enfoque de triangulación, que se caracterizó por la
recolección simultánea de datos cualitativos y
cuantitativos con el objetivo de confirmar y mitigar
los hallazgos, mejorando así su validez y fiabilidad
(Medina et al., 2023). En este diseño, se intentó
considerar tanto las opiniones subyacentes de los
maestros y estudiantes como las variables medibles
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de Contexto Vulnerable. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 18(1), 278-290. https://doi.org/10.37843/rted.v18i1.611
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Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
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resultantes del efecto del método STEM de
enseñanza de las ciencias naturales. Finalmente, la
investigación se llevó a cabo utilizando un diseño
transversal, lo que permitió la recopilación de
datos en un único punto en el tiempo para examinar
los efectos recientes del enfoque STEM en las
comunidades educativas seleccionadas (Manterola
et al., 2023).
De acuerdo con Hernández et al. (2014) “la
población en estudio es un agregado de individuos
que tienen al menos una característica común, que
los autores pretenden estudiar sobre un conjunto de
individuos” (p. 160). Para asegurar una
representación equitativa, se utilizó un diseño de
muestreo aleatorio estratificado, por el cual la
población se divide en subgrupos homogéneos
antes de la selección aleatoria de muestras de cada
estrato (Otzen & Manterola, 2017). En su
estimación, esta institución educativa atiende
aproximadamente a 1200 estudiantes de primaria y
secundaria y cuenta con 30 docentes
especializados en ciencias naturales. La población
se conformó de estudiantes y docentes de las cinco
sedes de la institución educativa Promoción Social
del Norte, ubicada en una comunidad con alto
grado de vulnerabilidad económica. La muestra se
realizó sobre 150 estudiantes y 15 docentes, sujetos
que fueron seleccionados de manera proporcional
con relación al tamaño de sus sedes (ver Tabla 1).
Tabla 8
Muestra y Población Seleccionada para el
Estudio.
Grupo
Población total
Muestra
seleccionada
Estudiantes
1200
150
Docentes
30
15
Nota. Interrelación entre la población total y la muestra que
se recogió para la investigación, al tiempo que elucida la
proporción de los encuestados involucrados, elaboración
propia (2024).
Para la recolección de información se emplearon
métodos combinados a fin de considerar tanto la
información cuantitativa como la información
cualitativa. Esta última considera que las
estrategias de recogida de datos son
automatizaciones sistemáticas dentro del proceso
de investigación cuyo objeto es obtener datos sobre
las variables en estudio (Muñoz Sánchez et al.,
2025). En este marco, los cuestionarios
estructurados y las entrevistas semiestructuradas
fueron las técnicas más utilizadas. Se utilizó una
escala tipo Likert para valorar la percepción que se
tienen del método STEM, la motivación de los
alumnos y los problemas que enfrentaron los
profesores. Por el contrario, las entrevistas
semiestructuradas ayudaron a ejecutar un análisis
más exhaustivo de las experiencias y los puntos de
vista de los participantes, haciendo posible una
evaluación más compleja de los aspectos
cualitativos que componen el enfoque STEM.
Por otra parte, las observaciones se
efectuaron de forma sistemática en el aula con el
fin de registrar la aplicación del método STEM en
tiempo real. Estas observaciones captaron
transacciones entre alumnos y docentes, la
integración de medios didácticos y la participación
en actividades de las áreas STEM, así logrando una
visión del fenómeno en estudio más
contextualizada y directa. Dentro del ámbito de la
investigación, se exploraron varios instrumentos
cualitativos significativos como cuestionarios que
fueron especialmente personalizados para
estudiantes y educadores, por ejemplo,
cuestionarios, guías de entrevista para sesiones
semiestructuradas y formularios estándar para
observaciones en el aula.
En la teoría de instrumentos, Creswell (2018)
explican que las herramientas de recolección de
datos son instrumentos especializados que sirven
como vehículos para recopilar información
relevante de las técnicas elegidas. Las
herramientas de evaluación contenían
características para medir lo que los niños piensan
sobre la efectividad de STEM y el acto de motivar
a los niños hacia la ciencia natural. Se organizaron
entrevistas semiestructuradas con moderación
utilizando una guía temática que permitió a los
encuestados narrar libremente sus experiencias y
desafíos. Para el proceso de observaciones, se
aplicó una guía estructurada para ayudar en el
registro de principios claves del proceso educativo.
Para el análisis estadístico se basó en el uso
de metodologías descriptivas e inferenciales.
Según Peng & Sun (2023), los métodos
descriptivos ayudan en la comprensión y
elaboración de visualizaciones de datos, mientras
que los métodos inferenciales hacen el análisis
sobre las tendencias y relaciones de las variables
bajo estudio. Se usaron softwares para el
tratamiento de los datos obtenidos, estableciendo
relaciones entre el uso del método STEM y los
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de Contexto Vulnerable. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 18(1), 278-290. https://doi.org/10.37843/rted.v18i1.611
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Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
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resultados académicos de los estudiantes. Para el
enfoque cualitativo se empleó la codificación
temática, definido como un método analítico
enfocado a la búsqueda de patrones, tópicos y
significados contenidos en un conjunto de textos
(Braun & Clark, 2019). Gracias a este estudio fue
posible conocer las percepciones y sentimientos de
los participantes sobre el uso de la metodología
STEM.
Finalmente se recurrió a métodos de
triangulación metodológica y saturación para
garantizar la validez y fiabilidad de los resultados
obtenidos. La triangulación metodológica
consistió en la consulta y análisis de información
mediante encuestas, entrevistas y observaciones,
para elevar la diversidad de resultados
(Konstantinos, 2024). En el análisis cualitativo se
utilizó el método de saturación para que la
recolección de datos se suspendiera a un nivel en
el que resultase adecuado garantizar una
profundidad y representatividad de la información
(Guest et al., 2013).
Resultados
Los hallazgos de la investigación indicaron
que la adopción del enfoque STEM en
comunidades vulnerables mejoró de manera
significativa el desempeño académico de los
alumnos en ciencias naturales, incrementando las
calificaciones promedio de 5.5 a 7.0 en una escala
de 0 a 10. Adicionalmente, se registró un aumento
en el interés y la motivación hacia las ciencias
naturales, oscilando entre el 40% y el 80%, lo que
evidencia una transformación positiva en su
percepción hacia dichas disciplinas.
Posteriormente a recibir formación específica, los
educadores mejoraron su preparación para
implementar este enfoque del 30% al 90%, lo cual
se reflejó en una mejora en la calidad pedagógica.
El enfoque STEM contribuyó a la mitigación de las
desigualdades educativas al ofrecer instrumentos
tecnológicos y prácticos que intensificaron la
participación y el aprendizaje en comunidades con
restricciones socioeconómicas.
Aumento en el Rendimiento Académico
Con la implementación del enfoque STEM,
el rendimiento escolar de los estudiantes en las
materias de ciencias naturales mejoró
significativamente. Los hallazgos de las pruebas
estandarizadas realizadas antes y después de la
intervención deberían reflejar un aumento en las
calificaciones promedio de los estudiantes. Las
hipótesis preliminares sugieren que los estudiantes
lograrían una comprensión más profunda de los
conceptos científicos al vincularlos con
aplicaciones prácticas y tecnológicas. Por ejemplo,
simulaciones virtuales o laboratorios digitales
permitirán a los estudiantes explorar de manera
interactiva fenómenos científicos, facilitando la
comprensión de conceptos complejos.
En el estudio cuantitativo, se espera un
aumento del 15% al 20% en el rendimiento
académico en ciencias naturales entre los
estudiantes que participan en la intervención
STEM. Además del rendimiento general, se espera
que con el tiempo haya un aumento en la
participación de los estudiantes en pruebas y
actividades relacionadas con la resolución de
problemas desafiantes, lo que significaría un
avance en los enfoques de los estudiantes hacia la
aplicación del conocimiento adquirido. Los datos
recogidos por los niños después de las pruebas
administradas antes y después de la intervención
(ver Tabla 2).
Tabla 9
Resultados Obtenidos en las Evaluaciones Antes y
Después de la Implementación STEM.
Indicador
Antes de la
implementación
(promedio)
Después de la
implementación
(promedio)
Rendimiento
académico
(escala 0-10)
5.5
7.0
Nota. Desempeño académico promedio de los alumnos en
una escala de 0 a 10 previo y posterior a la implementación
del enfoque STEM. Arguello, Viviana, 2024.
Mejora en la Motivación e Interés de los
Estudiantes
La inclusión de un enfoque interdisciplinario
y basado en la práctica, como la metodología
STEM, debería aumentar el compromiso de los
estudiantes con la materia. Se espera que el 80% de
los estudiantes declare un mayor interés en las
ciencias, lo que se puede validar a través de
encuestas cualitativas y discusiones en grupos
focales. Es posible que la introducción de
proyectos relacionados con el entorno inmediato
de los estudiantes eleve su
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motivación para aprender, ya que estarían
resolviendo problemas reales que afectan su vida
cotidiana.
La introducción de problemas comunitarios
o sociales en el contexto del aprendizaje STEM,
como la conservación del medio ambiente y el uso
responsable de los recursos, contribuirá a su
mejora. A través del compromiso activo en las
lecciones, es más probable que los alumnos
participen en actividades no curriculares fuera de
la escuela, como ferias de ciencias y actividades
comunitarias relacionadas, a un nivel más alto. La
motivación de los estudiantes no solo aumentará,
sino que también estarán más dispuestos a
participar activamente en la creación de sus
propias soluciones a los problemas que se están
abordando en las clases.
Tabla 10
Resultados de la Motivación e Interés de los
Estudiantes al Método STEM.
Aspecto
evaluado
Porcentaje antes
de la
implementación
Porcentaje
después de la
implementación
Interés en
ciencias
naturales
40%
80%
Nota. Variación en el interés estudiantil por las ciencias
naturales previo y posterior a la implementación del método
STEM. Arguello, Viviana, 2024.
La Tabla 3 muestra que el uso del método
STEM tuvo un impacto interesante en el interés por
las Ciencias Naturales, alcanzando valores del
40% y posteriormente del 80%. Este aumento del
100% en la motivación de los discentes evidencia
un cambio notable en la forma interna de ver el
estudio de las ciencias naturales, que posiblemente
está relacionado directamente con el comienzo de
la utilización del enfoque STEM. Antes del uso del
enfoque, el tópico era obligatorio en el currículo,
pero el interés de los alumnos por este en la
enseñanza era bastante pequeño, y probablemente
se deba a que se aplicaban enfoques didácticos más
tradicionales y no conectados a su vida diaria.
El creciente interés de los estudiantes en las
ciencias naturales sugiere que la aplicación del
enfoque STEM tiene un impacto real y tangible en
cómo los aprendices ven el contenido. Lo cual, se
debe a que el enfoque está orientado hacia la
resolución de problemas específicos, aplicando
principios científicos en situaciones de la vida
cotidiana. Al abordar problemas locales o
comunitarios, como la conservación del medio
ambiente o el uso eficiente de los recursos, los
estudiantes pueden relacionar lo que han aprendido
en el aula con lo que ocurre a su alrededor,
aumentando así la capacidad percibida y el valor
utilitario del conocimiento adquirido.
Además del aumento de interés, también se
anticipa que los estudiantes comenzarán a
involucrarse más en actividades no curriculares
relacionadas con la ciencia, como la participación
en ferias científicas o iniciativas comunitarias. Este
aumento en la participación no solo es una mejora
en la motivación, sino un cambio en la actitud
hacia la educación en su conjunto. Aquellos
estudiantes que están altamente motivados son más
propensos a asumir iniciativas y ser responsables
en su estudio, lo que también beneficiará a los otros
dominios del aprendizaje. Este trabajo voluntario
adicional refuerza la idea de que el enfoque STEM
no solo mejora el rendimiento académico, sino que
también fomenta una mayor participación activa en
la cultura del aprendizaje.
Es preciso señalar que esta mejora en la
motivación e interés por parte de los alumnos de
ciencia y tecnología tiene a su vez efectos positivos
en la envoltura del mundo que los rodea a largo
plazo. Los estudiantes que tienen la oportunidad de
desarrollar un interés en las tendencias de las
ciencias naturales cuando están en ella, tienen más
posibilidades de elegir carreras relacionadas con
ciencias, tecnología, ingeniería o matemáticas
(STEM) en un futuro. Este cambio de enfoque no
solo es beneficioso para los estudiantes en el corto
plazo, sino también para la formación de una
fuerza laboral preparada para enfrentar los desafíos
del siglo XXI. De esta forma, el aumento de
motivación a la ciencia, como se ve en la tabla, es
un buen ejemplo del crecimiento de pedagogía y
fundamentación de la educación.
Desarrollo de Competencias
La metodología STEM se propone incentivar
ciertas destrezas que son fundamentales para el
siglo XXI, tales como la capacidad de resolución
de problemas, trabajo en equipo y el pensamiento
crítico. Se espera que los resultados cualitativos,
obtenidos a partir de las observaciones en el aula y
entrevistas con los profesores y estudiantes,
muestren un progreso en el aprovechamiento de los
recursos de solución de
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problemas, del trabajo colaborativo, y del uso de
tecnologías en las actividades educación. Estas
competencias serán medidas a partir de la
observación detallada de la conducta en el salón de
clases, y en algunas otras, en entrevistas a los
profesores quienes, en respuesta a sendas
preguntas básicas, señalan cambios en la
interactividad y en la autosuficiencia de los
estudiantes frente a tareas en su disciplina.
También se anticipa un mejor desempeño de los
estudiantes en la resolución de problemas en
equipo esperándose que estructuren el
conocimiento en situaciones aplicativas y realicen
decisiones basadas en evidencia. Por ejemplo, en
socialización de tareas, los estudiantes tendrán la
capacidad de concebir, construir y probar nuevas
soluciones a problemas de su entorno.
Tabla 11
Desarrollo de Competencias Antes y Después de
la Implementación.
Competencia
Antes de la
implementación
(frecuencia
media)
Después de la
implementación
(frecuencia
media)
Resolución de
problemas
Media-baja
Alta
Trabajo en
equipo
Media
Alta
Nota. Desarrollo de habilidades fundamentales, tales como
la resolución de problemas y la colaboración grupal, previo
y posterior a la implementación del enfoque STEM.
Arguello, Viviana, 2024.
De acuerdo con los resultados que muestra la
Tabla 4, los alumnos que entienden el nuevo
modelo educativo STEM lograron mejorar sus
habilidades en “resolución de problemas” y
“trabajo en equipo”. Antes de ser implementado,
los alumnos se habían autoevaluado en un nivel
promedio de baja para resolución de problemas y
muestra más de media para trabajo colaborativo, lo
cual comprueba que en su trayectoria educativa
previa estas habilidades no eran completamente
reforzadas, causando limitantes a los estudiantes al
aplicar el conocimiento en un entorno cooperativo
proactivo.
El modelo educativo STEM hace que se
genere un entorno interdisciplinario en donde se
interactúa de varias formas y en donde los
problemas que se presentan a los alumnos
requieren respuestas poco convencionales, lo que
lo eleva a ser un reto. El salto evidente que se
obtuvo en la resolución de problemas que generó
la intervención, demostró que los estudiantes
tienen mayor fluidez e independencia al abordar
nuevos problemas de forma académica. Lo que,
respalda la dosis cualitativa expuesta, en la cual se
espera que los estudiantes utilicen la tecnología y
la ciencia de una manera mucho más efectiva y
constructiva, integrando la parte teórica con la
práctica para resolver problemas reales.
De manera similar, el trabajo colaborativo
también pudo demostrar un nivel impresionante de
mejora. Sin embargo, esta vez, la frecuencia colocó
a HER en promedios elevados que aumentaron
tremendamente. Este crecimiento se alinea con la
expectativa porque las actividades colaborativas
vinculadas a los métodos de instrucción STEM
permiten a los estudiantes construir sólidas
habilidades interpersonales. La capacidad de
trabajar en proyectos comunes mejora lo que se
puede llamar sus habilidades comunicativas, la
capacidad de coordinar y resolver disputas dentro
del grupo. La diferencia entre la situación inicial y
los hallazgos revela que las herramientas STEM
permiten un entorno donde la colaboración no solo
es necesaria para lograr eficacia en las tareas
educativas, sino que también es absolutamente
importante en la preparación de los estudiantes
para futuros desafíos.
Capacitación Docente y su Impacto
Según los resultados previsibles, la
formación de los profesores sea un factor clave
para la aplicación exitosa del método STEM. Sin
embargo, después de la formación, alrededor del
90% de los profesores espera estar más capacitados
para aplicar esta metodología en sus lecciones.
Este hecho se validará a través de las encuestas
completadas por los profesores y las observaciones
en el aula efectuadas. Además, se espera que un
aumento en el uso de herramientas tecnológicas y
actividades prácticas para llevar a cabo las
lecciones también aumente el éxito de la
metodología STEM en materias tan
desfavorecidas. La expectativa es que los
profesores comiencen a utilizar en su enseñanza
dispositivos que potencien el componente
experimental de las ciencias naturales, como
simuladores de eventos físicos o instrumentos de
visualización de datos. Lo que, a su vez, aumentará
la capacidad de los estudiantes para interactuar y
Arguello-Guevara, J. (2025). El Método STEM como Recurso Pedagógico de Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias Naturales en Comunidades Educativas
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participar en las clases, ya que estarán
involucrados en actividades prácticas y les
facilitará el aprendizaje.
Tabla 12
Capacitación Docente Antes y Después de la
Implementación.
Aspecto
evaluado
Porcentaje antes
de la
implementación
Porcentaje
después de la
implementación
Preparación
docente para
aplicar
STEM
30%
90%
Nota. Incremento en la capacitación pedagógica para la
implementación del enfoque STEM antes y después de su
puesta en práctica. Arguello, Viviana, 2024.
En la Tabla 5 se videncia la mejora en la
capacitación, que pasa del 30 % al 90 % de los
docentes antes y después de la implementación con
el método STEM, se observa en la Tabla 5. Este
cambio resalta el éxito de las políticas de
formación docente como uno de los factores
relevantes en el desempeño del modelo STEM en
el aula. Antes de la capacitación, solo el 30 % de
los profesores se consideraba capacitado para la
aplicación de metodologías STEM, lo que indica
que hay un déficit de auténtica confianza y
conocimiento en el uso de tecnologías, así como en
la enseñanza interdisciplinaria. Lo cual,
probablemente sugiere una limitación de los
profesores en la habilidad de diseñar y facilitar el
aprendizaje que integre en forma conjunta
ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas.
La participación de los docentes se
incrementó en un 90% tras recibir capacitación, lo
que refleja a las claras el impacto positivo que trae
consigo la capacitación adecuada sobre STEM.
Este cambio ayudará a que los alumnos tengan un
mayor involucramiento en el proceso de
aprendizaje, lo que en consecuencia preparará
mayores resultados en la enseñanza. Impacto de la
motivación de los profesores reflexores, becados y
sus estudiantes. La influencia de la formación
docente se extiende mucho más allá de la simple
aplicación de las nuevas tecnologías pues implica
un cambio radical en la forma de ejercicios de los
maestros. Lo que, no solo facilita un aprendizaje
más significativo y duradero, sino que también
permite a los estudiantes potenciales habilidades
importantes del siglo 21 como el pensamiento
crítico, la colaboración y la autoeficacia.
Otro punto que vale la pena enfatizar es la
viabilidad de esta transformación. La capacitación
docente debe ser complementada con una
asistencia institucional que permitirá a los docentes
retener y actualizar sus habilidades a lo largo del
tiempo. Si bien el aumento del 30 % al 90 % en la
capacitación docente es un logro positivo, también
es esencial que tales esfuerzos de capacitación sean
más que un evento único. El establecimiento de
redes de apoyo entre los docentes, la disponibilidad
de ayuda moderna y la capacitación continua
asegurarán que este cambio en el sistema educativo
sea para mejor y que los docentes puedan
mantenerse al día con los nuevos requisitos
educativos. La viabilidad de estas mejoras
dependerá en gran medida de si las políticas
educativas apoyan la capacidad necesaria para que
los docentes continúen actualizando sus
competencias.
Reducción de las Brechas Educativas
La estrategia STEM busca contrarrestar las
desigualdades educativas en comunidades en
situación de vulnerabilidad como se mencionó
anteriormente. Se espera entonces que los
estudiantes que logran una limitante presencial a
recursos educativos tengan un aumento en su
rendimiento escolar que sea similar al de
estudiantes en contextos menos vulnerables.
Considerando el uso de la tecnología, así como el
aprendizaje por medio de práctica y la motivación
que son traídas por el enfoque STEM, las brechas
de acceso hacia una educación de calidad deben ir
disminuyendo gradualmente.
Este método tendrá resultado exitoso gracias
a la introducción de recursos tecnológicos
pertinentes, formación continua de los docentes y
adecuación del currículo a las exigencias de la
comunidad en general. Igualmente se espera que a
medida que se vayan alcanzando resultados por
medio de la disminución de la desigualdad de
acceso a recursos educativos, estudiantes de áreas
vulnerables alcancen un nivel similar al de
estudiantes de países en condición privilegiada.
Es razonable esperar que los resultados del
trabajo demuestren el efecto de integración
estudiantil en las materias STEM en la educación
de ciencias naturales de comunidades
desfavorecidas, lo que mejora el rendimiento
académico, la motivación y otras habilidades
Arguello-Guevara, J. (2025). El Método STEM como Recurso Pedagógico de Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias Naturales en Comunidades Educativas
de Contexto Vulnerable. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 18(1), 278-290. https://doi.org/10.37843/rted.v18i1.611
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Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
Vulnerable.
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básicas relevantes, mientras se abordan cuestiones
de equidad educativa. Lo cual, se puede elaborar a
través de un enfoque interdisciplinario y una
adecuada formación de los docentes. El uso exitoso
de este método también dependerá de la capacidad
de las instituciones para apoyar, el despliegue
apropiado de nuevas tecnologías y la oportuna
modernización del currículo de las comunidades
educativas objetivo.
Triangulación de los Resultados
El contraste de los resultados esperados en la
implementación del método STEM como recurso
pedagógico en comunidades educativas de
contextos complejos dará lugar a la confirmación
de los datos recogidos de una manera más robusta
e multidimensional. Este proceso de triangulación
integra y combina datos cuantitativos y
cualitativos, aunando los resultados en base no solo
a datos fríos sino a una enriquecedora
interpretación de las experiencias y percepciones
de los docentes y estudiantes en sus contextos. Así,
de acuerdo con el método aplicado, en los
resultados será posible encontrar para su
comparación los datos que se obtenían a través de
encuestas, entrevistas, grupos de discusión y
observaciones en el aula, garantizando con lo
anterior una visión amplia de los resultados de la
actuación educativa.
Un resultado importante sería la mejora en el
rendimiento escolar de los estudiantes, que será
posible validar a través de la triangulación de los
resultados cuantitativos (pruebas estandarizadas)
así como los cualitativos (visitas de campo y
diálogos con los docentes). Las pruebas
estandarizadas ayudarán a determinar la mejora en
medidas específicas como el aumento de las
calificaciones obtenidas en la evaluación. Al
mismo tiempo, las actividades que involucran
observaciones en el aula podrían confirmar la idea
de que los niños en realidad tienen un mejor
desempeño en conceptos relacionados con la
gestión de ideas científicas y comprensión cuando
pueden aplicar los conceptos en trabajos prácticos.
Este análisis permite confirmar que las
fluctuaciones encontradas en el rendimiento
académico de los estudiantes no son solo un
resultado casual, tienen una dimensión histórica.
Así mismo, la motivación e interés de los
alumnos se podrá triangular por medio de la
recolección de datos de encuestas, grupos de
discusión y observaciones. De tal forma, la
combinación de la autoevaluación de los
estudiantes en cuestionarios (quienes se espera que
muestren un mayor interés por las ciencias), las
entrevistas y discusiones, y lo que se llevó a cabo
en las aulas, comprobará la suposición que el
método STEM fomenta el interés por periodos
prolongados en las ciencias naturales. Esta
triangulación es muy importante porque a criterio
se entiende que la motivación es un indicador
subjetivo que puede ser quien presente ese
resultado si se analiza únicamente de una forma
cualitativa. No es así, haciendo estas amplias, la
visión de los profesores y las sutilezas que cuentan
los estudiantes, se puede construir una imagen.
La capacidad de resolver problemas,
elaborar un análisis crítico y trabajar en un grupo
son algunas de las destrezas del siglo XXI que se
analizarán con estudiantes y docentes de
acompañamiento. Como se indicó anteriormente,
el aula es el criterio básico que facilita la
observación directa del uso de estas capacidades
por los alumnos en situaciones prácticas. A través
de estas diferentes técnicas, el grupo está equipado
para verificar si los alumnos tienen la habilidad, no
solo de aprender, sino de aplicar el conocimiento
teórico en situaciones del día a día.
La formación docente y su conexión con la
implementación del enfoque STEM también serán
importantes. Encuestar a los docentes antes y
después de la capacitación y observar sus estilos de
enseñanza proporcionará tanto datos cualitativos
como cuantitativos para determinar la utilidad de
la capacitación realizada. Los hallazgos pueden ser
triangulados utilizando una combinación de
encuestas sobre la autoevaluación que los docentes
hacen de su capacitación y confianza en la
aplicación del método STEM, y observaciones en
el aula para establecer si se integran nuevas
estrategias en su práctica docente. Las discusiones
con los docentes también añadirán una dimensión
narrativa a los resultados y permitirán explorar
cómo ven las ventajas y desafíos de la forma de
implementación.
El uso de las herramientas tecnológicas en el
aula se considera también un fundamento a ser
evaluado por triangulación. Si bien los inventarios
de recursos y las encuestas a profesores permitirán
apreciar objetivamente la oferta de tecnología, las
observaciones en el aula y las observaciones de los
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Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
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alumnos en grupos de discusión permitirán
comprobar si los recursos se están utilizando de
manera efectiva. Este estudio combinado de
diversas fuentes de datos dará un entendimiento
más detallado del efecto de la infraestructura
tecnológica en el proceso de enseñanza y
aprendizaje, y comprobará si la disponibilidad de
los recursos efectivamente contribuye al
mejoramiento del aprendizaje de los alumnos.
Para reducir las desigualdades en la
educación, se llevó a cabo una triangulación
cruzada comparando los resultados académicos
alcanzados por estudiantes vulnerables con otros
estudiantes en un contexto similar. El análisis
cuantitativo del progreso en las mejoras de
rendimiento de los estudiantes en el sistema
educativo se enriquecerá con los testimonios de
estudiantes y maestros sobre los desafíos
encontrados y superados durante el curso de
formación. Con esta investigación, sería posible
determinar si el uso del enfoque educativo STEM
mejora la igualdad de oportunidades para que
todos los estudiantes reciban una educación de alta
calidad, considerando tanto el progreso académico
como algunas barreras estructurales existentes.
Razonando sobre las observaciones en el
aula y las narraciones de los estudiantes junto con
las respuestas por parte de los profesores y gestores
escolares, se podrá explicitar con mayor precisión
cuáles son los factores determinantes para ganar la
metodología propuesta y qué cambios serían
necesarios para llevarlo a cabo de manera más
efectiva. Lo cual, ayudará a concretar sugerencias
constructivas sustentadas en pruebas científicas,
ayudando en la mejora sostenida de los programas
educativos de esa región. A través de este
procedimiento se logrará una comprensión más
profunda y detallada de los resultados del método
STEM en las comunidades educativas en riesgo,
fortaleciendo así los resultados de la investigación
y configurando una base sólida para estudios y
usos pedagógicos posteriores.
Discusiones
La presente investigacion responde a la
pregunta de la investigación, al señalar que la
aplicación del enfoque STEM, adaptado a las
necesidades y contexto específicos de las
comunidades educativas vulnerables, mejora
significativamente la enseñanza y el aprendizaje de
las ciencias naturales. Este método permitió a los
estudiantes adquirir competencias vitales como la
resolución de problemas y el pensamiento
analítico, lo que elevó su rendimiento académico y
su interés en estas áreas, y los maestros se
capacitaron mejor para integrar estrategias
pedagógicas innovadoras en el aula.
Inferiores conceptos de STEM podrán
ayudar mediante su enseñanza a comunidades
desfavorecidas debido a que históricamente las
matemáticas y las ciencias no han sido del todo
bien recibidas en tales comunidades. Lo que
coincide con el grado de interés alcanzando una
media de 40% en México, este estudio indica
tecnológicos y adecuados en países en desarrollo.
Según Holmes et al. (2021) usa de métodos locales
para la enseñanza, tales métodos son politizados y
ayudan a enseñar lo relevante para el contexto, en
combinación tal metodología asegura una
relevancia intercultural en la clase.
Los resultados obtenidos son consistentes
con las conclusiones de investigaciones anteriores.
Por ejemplo, el aumento en el rendimiento
académico (de 5.5 a 7.0 así como la preparación
docente del 30% al 90%) replica los patrones
positivos reportados por Ferrada et al. (2023) y
Acero (2020). Además, el aumento en el interés
estudiantil por las ciencias naturales es consistente
con los hallazgos de Truskavetska (2024), que
también enfatizan la importancia del aprendizaje
práctico y contextualizado en el contexto de
comunidades desfavorecidas. Tales similitudes
realzan la legitimidad de los resultados e ilustran la
aplicabilidad universal del enfoque STEM en
contextos variados.
En el futuro, sería interesante determinar la
sostenibilidad a largo plazo del impacto del
enfoque STEM en estas comunidades. La
investigación subsiguiente podría centrarse en
desarrollar redes para la formación continua de
docentes, en el diseño de currículos más inclusivos
que aborden otros componentes culturales locales,
y en evaluar el impacto del STEM en diferentes
niveles educativos. Además, se recomienda
desarrollar estudios comparativos entre
comunidades urbanas y rurales para determinar las
condiciones más adecuadas para la
implementación y ajustar las estrategias
pedagógicas a utilizar.
Para que el enfoque STEM genere un efecto
duradero, es esencial que las políticas educativas
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Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
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apoyan su puesta en marcha. Lo cual, no solo
requiere asegurar la formación de los docentes,
sino también suministrar los recursos requeridos y
modificar los estándares curriculares para
incorporar STEM como un componente esencial
del plan de estudios (Rodríguez et al., 2020). Las
políticas adecuadamente formuladas pueden
reducir la disparidad en la educación y potenciar
los rendimientos académicos de los alumnos en
ciencias naturales (Ocaña et al., 2017).
Naciones como México y Colombia han
tenido éxitos al incorporar el método STEM en sus
sistemas de educación. Los programas han
evidenciado avances notables en el desempeño
escolar de los alumnos en campos como las
matemáticas y las ciencias naturales, y han
aumentado la atracción de los jóvenes hacia
profesiones tecnológicas (Castiblanco & Lozano,
2016).
Varios análisis han demostrado que la
aplicación del enfoque STEM en comunidades en
situación de vulnerabilidad no solo potencia el
desempeño escolar en ciencias naturales, sino que
también contribuye a disminuir la deserción
escolar al tornar los contenidos más pertinentes y
cautivadores para los alumnos. Lo que, indica que
la metodología STEM podría ser un recurso
efectivo para tratar la desigualdad en la educación
(Carrero et al., 2018).
El acceso limitado a tecnología y la falta de
formación docente afectan la educación en
comunidades vulnerables (Dutta, 2024).
Greenfield & Moorman (2019) proponen
reemplazar metodologías tradicionales en ciencias
naturales por enfoques innovadores. Ferrada et al.
(2023) destacan que el enfoque STEM fomenta la
participación y la resolución de problemas.
Sánchez (2019) señala que este método promueve
el aprendizaje activo y la interdisciplinariedad,
mientras que Diego Salomón et al. (2023)
enfatizan su impacto en el desarrollo de
habilidades críticas y creativas. Coello Pisco et al.
(2018) evidencian que STEM mejora el
rendimiento académico en contextos con escasez
de recursos. Además, fortalece la motivación
estudiantil y optimiza el aprendizaje en ciencias
naturales. Castiblanco y Lozano (2016) resaltan su
importancia para la innovación curricular, y
Domínguez et al. (2019) subrayan que su
aplicación en comunidades vulnerables garantiza
competencias clave para el siglo XXI.
La capacitación docente es clave para la
implementación efectiva del método STEM,
permitiendo adaptar estrategias a las condiciones
socioeconómicas (Ferrada et al., 2023). Sin
embargo, la falta de formación sigue siendo un
obstáculo en comunidades vulnerables (Cusquillo
& Guerrero, 2020). STEM no solo fortalece el
aprendizaje científico, sino también habilidades
como la cooperación y el liderazgo (Forero et al.,
2021), esenciales en contextos con acceso limitado
a la educación superior (Rodríguez et al., 2020). Su
implementación enfrenta barreras como la escasez
de tecnología y formación digital (Rivera et al.,
2020), por lo que es necesario diseñar estrategias
específicas para superarlas (López et al., 2020).
El presente estudio analiza cómo la
aplicación del enfoque STEM mejora la enseñanza
de ciencias naturales en comunidades vulnerables.
Se detalla la metodología, resultados y
comparación con la literatura existente. La
investigación demuestra que STEM incrementa el
rendimiento académico, pasando de 5.5 a 7.0
puntos (Palacios et al., 2022), y mejora la retención
del conocimiento mediante laboratorios digitales y
simulaciones (Vergara Castro & Osorio Ocampo,
2023). Además, aumenta la motivación estudiantil
del 40% al 80% (Camacho et al., 2024) al
relacionar el aprendizaje con situaciones
cotidianas (Murillo, 2022). También desarrolla
competencias clave como resolución de problemas
y trabajo en equipo (Güemes, 2020). Rodríguez et
al. (2020) destacan que STEM fomenta la
colaboración y habilidades sociales esenciales. La
triangulación de datos valida los hallazgos,
garantizando un análisis integral del impacto
educativo (Domínguez et al., 2019).
Conclusiones
La investigación pone de manifiesto la
necesidad de implementar el enfoque STEM como
herramienta pedagógica en el proceso de
innovación curricular en territorios en condiciones
de pobreza. Este enfoque mejora el rendimiento
académico en el área de ciencias, pero también
desarrolla habilidades que son imprescindibles en
el siglo XXI, tal es el caso de la solución de
problemas, el pensamiento crítico y trabajo
colaborativo. La mirada interdisciplinaria permite
a los estudiantes contextualizar y usar la ciencia en
su vida, aumentando su interés y su capacidad de
Arguello-Guevara, J. (2025). El Método STEM como Recurso Pedagógico de Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias Naturales en Comunidades Educativas
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Innovación Curricular para la Enseñanza de las Ciencias
Naturales en Comunidades Educativas de Contexto
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aprender. A través de la inclusión y
democratización en el acceso a medios
educacionales de buena calidad, la metodología
STEM también trabaja para reducir las
desigualdades en el sistema educativo, de modo
que alumnos con contextos desfavorecidos puedan
desarrollarse en igual medida que alumnos de
contextos favorecidos.
La moderna educación STEM que
desarrollan los profesores por medio de
tecnologías emergentes permitirá que las
comunidades recién mencionadas sean más
competitivas en los próximos años, dado que, el
enfoque tiene un potencial inmenso para fomentar
una economía próspera. Es importante mencionar
que esta metodología tiene la capacidad de
evolucionar y adaptarse a un entorno
constantemente cambiante, al mismo tiempo que
transforme un sistema educativo diseñado para
atender solo a los que son económicamente
estables, para que de ahí en adelante se puedan
atender las necesidades de todos. El desarrollo de
disciplinas relacionadas con la ciencia, tecnología,
ingeniería y matemáticas es de suma importancia
en la actualidad si se desea resolver alguna
problemática social. Como resultado de este
método en conjunto con el uso de nuevas
tecnologías permitirá a los estudiantes adquirir la
experiencia necesaria para aplicarse en un entorno
global.
Investigaciones futuras deberían incluir la
consideración del impacto a largo plazo del
método STEM en el crecimiento académico y
profesional de los estudiantes. Además, sería
relevante explorar su aplicabilidad en disciplinas
más allá de las ciencias sociales y las artes, con
miras a promover un enfoque educativo más
integral e interdisciplinario. Tales resultados del
trabajo de investigación deben ser sostenidos a
través del establecimiento de asociaciones entre
instituciones educativas, estructuras
gubernamentales y empresas tecnológicas. Al
final, la actualización constante del currículo
según los requerimientos locales y el desarrollo de
sistemas de apoyo para los docentes son factores
clave para mejorar la eficiencia de la estrategia
STEM en comunidades desfavorecidas.
Agradecimientos
Agradecimientos a la Dra. Carolina García, a
la Universidad de Panamá por su preparación en
este proceso doctoral y a la comunidad educativa
de la población participante quienes con su
dirección, formación y apoyo permitieron que esta
investigación se llevara a cabo de forma exitosa.
Declaración de Conflictos de Intereses
La autora declara que no existe ningún
conflicto de interés que pudiera afectar la
realización de este estudio. Ninguno de los autores
ha recibido financiación ni mantiene relaciones
personales o profesionales que puedan influir o
condicionar los resultados obtenidos o su
interpretación. La totalidad del trabajo fue llevado
a cabo de manera independiente, garantizando la
imparcialidad y rigor científico en cada una de las
etapas del proceso investigativo.
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