Diseño y validación de metodologías didácticas aplicadas en el aula de educación primaria para mejorar el dominio cognitivo y emocional en la enseñanza/aprendizaje de competencias STEM

Abstract

La presente Tesis Doctoral se enmarca dentro de la línea de investigación enfocada al desarrollo, implementación y validación de recursos didácticos basados en la educación integrada en STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) para mejorar la enseñanza científico-tecnológica desde las primeras edades educativas. El primer objetivo ha sido diagnosticar y valorar el dominio cognitivo y el dominio afectivo del alumnado de Educación Primaria y del maestro en formación ante la enseñanza-aprendizaje de las áreas STEM. El segundo objetivo ha estado dirigido a diseñar, implementar y validar talleres integrados en STEM para la enseñanza de contenidos científico-tecnológicos en Educación Primaria. Se ha contado con diferentes muestras objeto de estudio. Específicamente, se ha tenido acceso a 2417 alumnos de distintos niveles de la etapa primaria y a 606 estudiantes del Grado en Educación Primaria. Estas muestras se dividieron en diferentes grupos constituyéndose submuestras en función de las fases de la investigación. Los datos obtenidos en la fase de diagnóstico revelan la existencia de bajos niveles de conocimiento y competencias STEM en el alumnado de primaria y en los maestros en formación, así como un notable descenso en la manifestación de emociones positivas a lo largo de la escolarización. Las intervenciones realizadas en la fase de intervención ponen de manifiesto que la metodología integrada en STEM produce notables mejoras en el dominio cognitivo y afectivo de los maestros en formación y del alumnado de primaria. En consecuencia, se concluye que la educación STEM tiene un impacto positivo en los estudiantes de distintas etapas educativas.

This doctoral thesis is part of the research line focused on the development, implementation and validation of teaching resources based on integrated education in STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) to improve scientific-technological education from the earliest educational ages. The first objective was to diagnose and assess the cognitive and affective domain of primary school pupils and trainee teachers in relation to the teaching-learning of STEM areas. The second objective was aimed at designing, implementing and validating integrated STEM workshops for teaching scientific-technological content in Primary Education. Different samples have been used as the object of study. Specifically, we have had access to 2417 students from different levels of the primary stage and 606 students of the Degree in Primary Education. These samples were divided into different groups, forming sub-samples according to the phases of the research. The data obtained in the diagnostic phase reveal the existence of low levels of STEM knowledge and competences in primary school students and trainee teachers, as well as a notable decrease in the manifestation of positive emotions throughout schooling. The interventions carried out in the intervention phase show that the STEM-integrated methodology produces notable improvements in the cognitive and affective domains of trainee teachers and primary school pupils. Consequently, it is concluded that STEM education has a positive impact on students at different educational stages.