Introducción

El proceso de enseñanza y de aprendizaje de contenidos matemáticos ha sido foco de estudio desde hace décadas ^{(Godino, 2010}; ^{Oré, 2012}; ^{Vieira, 2019)}. Se han reportado diferentes acercamientos teóricos desde la didáctica de esta ciencia, lo que ha aportado elementos para una mejor comprensión de los fenómenos asociados ^{(Cantoral y Farfán, 2001}; ^{Ruiz, Chavarría y Alpízar, 2006)}.

Históricamente, los enfoques tradicionalistas han sido pilar del currículum de la escuela en sus diferentes niveles educativos. Esta visión se caracterizaba por limitar el aprendizaje de la matemática escolar a la memorización de procedimientos algorítmicos ^{(Herrera, Montenegro y Poveda, 2012)}. La centración en los procedimientos y la falta de comprensión de las aplicaciones de la matemática son consideradas por múltiples investigaciones como las principales causas del fracaso escolar en esta disciplina ^{(Blum et al., 2007)}. Muestra de ello son los resultados en las evaluaciones como Programa para la Evaluación Internacional de los Estudiantes (PISA), donde México ocupa los últimos lugares, ya que se evalúa la capacidad de los alumnos para usar las matemáticas en contextos extramatemáticos ^{(SEP, 2023)}.

Los enfoques no tradicionales de la enseñanza de esta ciencia buscan comprender a las Matemáticas como una disciplina que ofrece herramientas para la resolución de problemas en otros campos del saber ^{(Parra, 2013)}. Uno de estos enfoques se corresponde con el STEAM (Ciencias, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas), donde para aprender matemáticas, es necesario un planteamiento transversal donde la Ciencia, la Tecnología y la Ingeniería otorguen los contextos de aplicación de los contenidos a aprender ^{(Lam, 2022)}.

Entre los beneficios que ha demostrado la metodología STEAM en el aula de clases se encuentran una experiencia de aprendizaje más participativa, que se basa en las experiencias de los alumnos, además de la vinculación de problemas con contextos de la vida cotidiana y profesional. Esto conlleva a la promoción de habilidades para la comprensión de problemas y la solución de los mismos mediante la generación de propuestas ^{(Cruz y Díaz, 2014}; ^{Lam, 2022)}.

El desarrollo de estas habilidades juega un papel decisivo en la elección de carreras universitarias. De acuerdo con ^{Avedaño y Magaña (2017)}, los países asiáticos tienen mayores niveles de elección de carreras asociadas a la ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas, mientras que en países occidentales representan una menor cantidad. En México, según la ^{Secretaría de Economía (2023)}, 25% de la población con educación superior eligió una carrera STEAM.

La presente investigación reconoce que para la elección de carreras STEAM, se hacen necesarios estudios que comprendan las expectativas de los alumnos y las alumnas desde el nivel básico, ya que es allí donde se desarrollan las habilidades y se generan las motivaciones relacionadas con estas temáticas. Ahora bien, se pretende centrar el foco de atención hacia el grupo de estudiantes que tiene un porcentaje menor (8%) en la elección de carreras STEAM: las niñas y mujeres.

Como lo proponen ^{Simón, Rodríguez y Farfán (2022)}, se requieren investigaciones que analicen cómo las mujeres ponen en juego su conocimiento matemático desde niveles iniciales. Esto con el objetivo de tener más elementos de consideración en el diseño de estrategias de intervención en el aula.

Por lo anterior, el objetivo de este estudio es conocer las expectativas en áreas STEAM de un grupo de alumnos y alumnas de educación primaria y educación media superior. Además de identificar posibles diferencias entre éstos considerando las variables género y edad. Se pretende responder a las preguntas de investigación: ¿cuáles son las expectativas en áreas STEAM de alumnas y alumnos de nivel primaria y bachillerato?, y ¿existen diferencias significativas entre las expectativas en áreas STEAM respecto al género y al nivel educativo?

Marco teórico

Estudios de género y STEAM

El siglo XXI ha sido testigo de una revolución social, científica y tecnológica que no hubiéramos imaginado en los siglos pasados ^{(Garzón y Osuna, 2019)}. No obstante, pese a los grandes avances antes mencionados, en materia de igualdad de género aún hay mucho por alcanzar. ^{Aguilar et al. (2013)} afirman que la sociedad fomenta un conjunto de creencias existentes o estereotipos sobre cómo se comportan y realizan su vida hombres y mujeres, es decir sus roles de género.

Específicamente en el área de matemáticas, diversos estudios han mostrado cómo los estereotipos afectan el desempeño académico de mujeres, al considerarlas con pocas habilidades para el dominio matemático ^{(Gamboa, 2012}; ^{Baldeón, Valencia y Alvarado, 2020)}. Por su parte, ^{Flores (2007)} identifica algunas prácticas educativas en el aula de matemáticas que crean desigualdades para las mujeres y su aprendizaje, entre ellas: la tendencia al uso del lenguaje docente masculinizado, la formulación de preguntas y problemas matemáticos a hombres sobre mujeres, y el bajo reconocimiento y estímulos ante las respuestas de las alumnas.

Por lo anterior, la matemática educativa como ciencia ha impulsado los estudios de género y matemáticas en México desde hace más de dos décadas, enfocándose sobre todo en los niveles de educación primaria y secundaria ^{(Ursini y Ramírez, 2017)}. Las temáticas han abarcado actitudes hacia las matemáticas ^{(González et al., 2012}; ^{Sánchez y Ursini, 2010)}; relaciones en el salón de clase entre profesorado y alumnado ^{(Flores, 2007}; ^{Salazar, Hidalgo y Blanco, 2010)}, así como la influencia de la familia ^{(García, Hernández y Bazán, 2017)}.

La variable a considerar en la presente investigación está relacionada con las expectativas hacia áreas STEAM. De acuerdo con ^{Carbonero, Martín y Arranz (1998)} las expectativas representan actitudes y creencias que determinan las intenciones personales e influyen en el comportamiento. Específicamente, las expectativas personales y laborales sobre las matemáticas influyen en la elección de carreras de áreas STEAM; éstas se forman con base en aspectos familiares, antecedentes culturales y aspiraciones personales ^{(Juvera y Hernández, 2021)}.

Con el objetivo de medir diferentes variables asociadas a la elección de carreras STEAM, se han diseñado e implementado diferentes instrumentos tanto cualitativos como cuantitativos; la mayoría de éstos fueron creados para estudiantes de nivel bachillerato. Uno de los principales es el presentado por ^{Aschbacher, Li y Roth (2010)}, quienes analizan longitudinalmente el desarrollo de identidades, participación y aspiraciones de alumnos hacia ciencia, ingeniería y medicina. Otros cuestionarios relacionados son la encuesta STEM Career Interest ^{(Kier, Blanchard, Osborne y Albert, 2014)}, el cuestionario I-STEAM ^{(Avedaño y Magaña, 2017)}, el Cuestionario de actitudes hacia carreras profesionales STEAM y no STEM ^{(Guzey, Harwell y Moore, 2014)} y el presentado por ^{Magaña et al. (2023)}, que combina elementos de los instrumentos anteriores.

Se seleccionó como herramienta para la recolección de datos la Encuesta de expectativas de niños y niñas en relación con las áreas STEAM de ^{Juvera y Hernández (2021)}, que tiene como propósito conocer las expectativas e intereses de los estudiantes sobre las cinco áreas STEAM. La elección se basa en el diseño de la encuesta, que además de centrarse en el análisis de las expectativas, utiliza términos comprensibles para estudiantes desde los 9 años de edad.

Metodología

Esta investigación se enmarca en un paradigma positivista, puesto que considera que la realidad es absoluta y medible ^{(Mejía, 2022)}. En coherencia con esta perspectiva, se sigue una metodología cuantitativa que permite una comprensión completa y enriquecida del fenómeno en estudio. Se realizó un diseño de investigación cuasi experimental. La población se conforma por alumnos y alumnas de dos niveles educativos: educación primaria y bachillerato. Las instituciones de ambos niveles educativos tienen las siguientes características:

Siguiendo la recomendación de ^{Monje (2011)}, la población tiene características homogéneas y adecuadas. Por ello, se buscó que ambas instituciones tuvieran similitudes respecto a otras variables que, como se mencionó en el marco teórico, pudieran influir en la elección de carrera, entre ellas el nivel socioeconómico. Se realizaron encuestas previas tanto a estudiantes como al personal directivo respecto a dichos elementos. El objetivo de esta decisión fue hacer visible en el proceso metodológico la variable género como la seleccionada para estudio y su efecto en la elección de carrera.

La muestra se conformó por el estudiantado que contestó la encuesta que se les envió. Por diversas razones, no todos participaron; algunas de ellas fueron inasistencias en el momento de la recolección de datos y la negación a formar parte de la investigación. En total colaboraron 74.24% de estudiantes de nivel primaria y 52.02% de nivel bachillerato. Los participantes fueron en total 325, de los cuales 196 eran estudiantes de primaria y 129 de bachillerato (ver Tabla 1).

Como se mencionó, la herramienta de investigación que se utilizó es la Encuesta de expectativas de niños y niñas en relación con las áreas STEAM descrita en la investigación de ^{Juvera y Hernández (2021)}, que fue validada previamente por los autores. El instrumento contiene un total de 20 reactivos donde se muestran actividades específicas de las áreas STEAM. Los estudiantes responden a cada actividad considerando cinco opciones: desde “Me encanta” hasta “Me desagrada mucho”. La Tabla 2 muestra la distribución de los reactivos.

El instrumento fue distribuido a través de docentes de las instituciones elegidas. En el nivel primaria la aplicación fue hecha mediante la guía de los maestros, puesto que en algunas edades los alumnos estaban aún en el proceso de aprendizaje de la lectoescritura. En bachillerato, el cuestionario se envió por medio electrónico y los estudiantes lo contestaron de manera individual. La aplicación se realizó en un periodo de una semana. Para el análisis, se realizaron dos tipos de pruebas: descriptivas e inferenciales. Los resultados se muestran en la siguiente sección.

Resultados descriptivos

Se presentan los resultados del análisis descriptivo, por nivel educativo, por área STEAM y por género.

Resultados inferenciales

Los análisis realizados buscaron conocer si existen diferencias significativas entre las puntuaciones de los participantes de ambos niveles educativos. Además, de explorar si el género representaba un factor decisivo en las expectativas sobre el STEAM. Por esto, en primer lugar, se sometieron los datos a la prueba Kolmogórov-Smirnov (KS), para analizar su normalidad, ya que compara la función de distribución teórica con la empírica y calcula un valor de discrepancia máxima entre ambas distribuciones ^{(Pedrosa et al., 2014)}. La Tabla 7 muestra los resultados.

Los resultados de la tabla muestran que las distribuciones de datos que corresponden a hombres y mujeres de ambos niveles educativos, de los 20 reactivos del instrumento, presentan valores p menores a 0.01. Esto indica que dichas distribuciones no son normales. Por tanto, para llevar a cabo el análisis correspondiente para determinar si hay diferencias significativas entre las distribuciones, se realizó la prueba de hipótesis de Mann-Whitney que partió de los siguientes supuestos:

Las primeras dos pruebas tenían como intención valorar si había diferencias significativas entre las expectativas en áreas STEAM respecto al género en primaria y en bachillerato. La tercera prueba estaba relacionada con analizar si había diferencias significativas entre las expectativas en áreas STEAM entre alumnas de primaria y alumnas de bachillerato. Los resultados se muestran en la Tabla 8.

Discusión

Los resultados descriptivos permiten evidenciar que, tanto en el nivel educativo primaria como en bachillerato, son los alumnos quienes tienen mayores expectativas en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. Por otro lado, las alumnas presentan mayores expectativas en el área de artes.

Estos hallazgos están en línea con estudios previos que han demostrado diferencias de género en la inclinación hacia las disciplinas STEAM. ^{Wang y Degol (2017)} encontraron que las niñas tienden a preferir las artes y las matemáticas, mientras que los niños tienen una inclinación mayor hacia la tecnología y la ingeniería. Asimismo, ^{Juvera y Hernández (2021)}, identifican que las motivaciones de las niñas están especialmente inclinadas hacia las artes. De acuerdo a la ^{UNESCO (2019)}, las mujeres eligen carreras relacionadas con ciencias sociales humanidades y artes, y sólo una minoría opta por aquéllas relacionadas con tecnología, matemáticas o ingeniería.

Sin embargo, resalta también el hecho de que, en la educación primaria, las diferencias porcentuales entre las respuestas de alumnas y alumnos es poca, y éstas se incrementan en el bachillerato. Así, por ejemplo, 63.4% de las niñas y 64.3% de los niños mencionan que les gustaría o encantaría “reparar una computadora”. En este mismo reactivo, en el nivel bachillerato, esta diferencia aumentó de 59.6% en las alumnas a 91.1% en los alumnos.

Los resultados anteriores se complementan con los hallados en los análisis inferenciales. Respecto al nivel primaria, se evidenció que los reactivos donde hubo diferencias significativas entre alumnos y alumnas, fueron los correspondientes a curar una enfermedad, diseñar una App, crear un videojuego, manejar un avión, crear un robot, ser especialista de moda, trabajar en el espacio y crear animaciones.

Ahora bien, fue posible observar puntuaciones más altas de alumnas que de alumnos en algunos reactivos y viceversa en otros. Es necesario aclarar que las puntuaciones más altas implican un menor grado de expectativas, debido a que las respuestas “me encanta” tenían un valor de 1 punto, y las de “me desagrada mucho” tenían un valor de 5 puntos. Ante esto, fue viable analizar que los alumnos tenían significativamente mayor grado de expectativas hacia las actividades: curar una enfermedad, diseñar una aplicación, crear un videojuego, manejar un avión, crear un robot, trabajar en el espacio y crear animaciones. Por otro lado, las alumnas mostraron significativamente mayor grado de expectativas hacia la actividad: ser especialista de moda.

En el nivel bachillerato se mostraron diferencias significativas entre las respuestas de hombres y mujeres en los reactivos correspondientes a: diseñar una aplicación, crear un videojuego, crear un robot, reparar una computadora, ser especialista en moda, descubrir una nueva fórmula matemática y participar en un concurso de matemáticas.

De estos reactivos, los alumnos mostraron estadísticamente mayores expectativas respecto a las alumnas en las actividades: diseñar una aplicación, crear un videojuego, crear un robot, reparar una computadora, descubrir una nueva fórmula matemática y participar en un concurso de matemáticas. Por otro lado, las alumnas mostraron estadísticamente mayores expectativas respecto a los alumnos en la actividad: ser especialista en moda. Ambos niveles muestran resultados que evidencian una brecha histórica de género en las áreas relacionadas con la tecnología y la ciencia, que corresponden con el Reporte Global de Género ^{(Foro Económico Mundial, 2023)}.

Al comparar los resultados de las alumnas de primaria y las alumnas de bachillerato, se encontraron diferencias significativas en sus expectativas en las actividades: crear una red social, manejar un avión, construir calles, ser especialista en moda, bailar frente a un gran público y descubrir una nueva fórmula matemática. Específicamente, son las alumnas de bachillerato quienes muestran significativamente más expectativas hacia actividades como: crear una red social, manejar un avión, construir calles, ser especialista en moda, bailar frente a un gran público. Por otro lado, las alumnas de primaria demuestran significativamente más expectativas hacia la actividad de descubrir una fórmula matemática.

Los resultados reflejan que las expectativas en áreas STEAM se incrementan con el paso por diferentes niveles educativos en las alumnas encuestadas. Esto puede discrepar de algunos resultados de investigación, tales como el de ^{Grañeras, Moreno e Isidoro (2022)}, quienes muestran que la brecha de género lejos de cerrarse con el tiempo tiende a consolidarse a medida que avanza el nivel educativo.

Ante tales resultados, cabe mencionar que existen otras variables asociadas cómo las experiencias de la población estudiantil, donde influyen una serie de factores sociales ^{(Gamboa, 2012}; ^{Baldeón, Valencia y Alvarado, 2020)}.

Conclusiones

El propósito de esta investigación fue examinar las expectativas hacia actividades relacionadas con las diferentes áreas del STEAM entre estudiantes de nivel primaria y nivel bachillerato. Además, analizar la relación de las expectativas respecto al género. Este estudio es esencial para entender cómo fomentar el interés en STEAM del estudiantado desde una edad temprana y contribuir al desarrollo de competencias clave para el futuro.

Los resultados demuestran que los alumnos, indistintamente del nivel educativo, presentan mayores expectativas hacia actividades STEAM en las áreas de tecnología, ingeniería y matemáticas. Por otra parte, son las alumnas la que están más interesadas en el área de artes. Ciencia parece ser un área cuyas actividades encuentran atractivas tanto alumnas como alumnos.

Resalta entre los resultados, que los hombres muestren mayores expectativas hacia actividades como el manejo de aviones, la construcción de robots o el diseño de videojuegos o aplicaciones, mientras que las mayores expectativas de las mujeres se enfocan en la creación de galerías de arte o el trabajo como especialista de moda.

Las disparidades son influidas por barreras relacionadas con factores socioculturales: estereotipos de género, falta de referentes o de apoyo comunitario y factores psicosociales como la motivación y la autoconfianza ^{(Fundación SERES, 2024)}.

De acuerdo con ^{Wang y Degol (2017)} las diferencias en interés en áreas STEAM de los niños y niñas, tienen implicaciones en la práctica educativa, pero también en la política y la economía. ^{Arredondo, Vázquez y Velázquez (2019)} describen cómo la disminución de la brecha de género en sus habilidades STEAM, abonaría en el desarrollo tecnológico y de innovación de los países, especialmente en América Latina.

Este estudio pretende contribuir a la obtención de una radiografía respecto a la importancia de visibilizar la brecha de género que existe en alumnas de distintos niveles educativos. Sin embargo, un resultado interesante e inesperado fue el incremento en las expectativas de áreas STEAM en el nivel educativo bachillerato respecto a la educación primaria. Esto se diferencia de lo que establece la ^{ONU (2022)}, quien menciona que la brecha de género en la educación STEM, si bien se advierte desde los primeros niveles educativos, tiende a incrementarse a medida que las alumnas avanzan en los niveles subsiguientes.

Este resultado resalta la importancia de continuar las investigaciones que describen propuestas concretas para la incorporación de mujeres en áreas STEAM desde su formación. En México específicamente, desde las reformas actuales, la SEP muestra un interés por la implementación de estrategias que apoyen el desarrollo de habilidades STEAM desde los primeros niveles educativos.

Las conclusiones de este estudio abren diversas líneas de investigación futura, en primer lugar, sería relevante profundizar en los factores particulares dentro del nivel educativo que influyen en la inclinación hacia STEAM, como el apoyo parental, la disponibilidad de recursos educativos y la exposición a actividades extracurriculares relacionadas con STEAM.

Además, se sugiere investigar intervenciones específicas que puedan reducir las diferencias de género en la inclinación hacia estas disciplinas, promoviendo un interés más equilibrado entre niñas y niños. También sería valioso explorar cómo la formación docente y el desarrollo profesional continuo pueden influir en la capacidad de los maestros para fomentar el interés en STEAM entre sus estudiantes.