El aprendizaje de las matemáticas y las ciencias en educación escolar: logros y motivación – Informe Eurydice

La red educativa europea Eurydice ha publicado el informe El aprendizaje de las matemáticas y las ciencias en educación escolar: logros y motivación (CINE 1 y 2), en el que se investiga cómo el sistema educativo, las estructuras curriculares, los objetivos y las prácticas de enseñanza y aprendizaje pueden contribuir a mejorar el conocimiento, las habilidades y las competencias de los estudiantes en matemáticas y ciencias. El informe tiene un enfoque específico en las estructuras de apoyo existentes dirigidas al alumnado de bajo rendimiento.

El curso de referencia para este informe es el 2020/21 y para su elaboración se han tenido en cuenta varias fuentes de datos:

  • información recopilada por las unidades nacionales de Eurydice en 37 países europeos teniendo como principales fuentes: la legislación, los planes de estudios y recomendaciones oficiales emitida por las autoridades educativas de más alto nivel,
  • información del informe Eurydice sobre el tiempo de instrucción en el curso 2020/21,
  • datos cuantitativos de dos encuestas de evaluación internacionales: el Estudio Internacional de Tendencias en Matemáticas y Ciencias (TIMSS) de 2019 de la IEA y la encuesta PISA de 2018 de la OCDE.

El informe aborda brevemente los desafíos relacionados con la pandemia de COVID-19 en general y cómo influyeron en la enseñanza de las matemáticas y las ciencias en particular (ver especialmente el Capítulo 2, pero también los Capítulos 4 y 6). Sin embargo, en la mayoría de los casos, el informe considera las circunstancias “normales” al describir las formas en que los estudiantes estuvieron aprendiendo.

A su vez, se analizan los porcentajes de bajo rendimiento, utilizando una combinación de métodos cualitativos y cuantitativos, como resultados condicionados a diferentes características de los sistemas educativos. Asimismo, el informe también presenta información complementaria extraída de encuestas de evaluación internacionales para proporcionar una mejor comprensión del contexto de aprendizaje de los estudiantes.

El informe consta de siete capítulos, cuyo contenido es el siguiente:

  • El capítulo 1 presenta los principales indicadores de los niveles de rendimiento en matemáticas y ciencias en los países europeos, centrándose principalmente en el porcentaje de bajo rendimiento en relación con el objetivo de la UE.
  • El Capítulo 2 describe el impacto de la pandemia de COVID-19 en la organización de la educación escolar durante el año escolar 2020/21, así como las respuestas digitales a la pandemia.
  • El Capítulo 3 investiga el tiempo de instrucción asignado en los currículos/documentos de orientación en toda Europa a la enseñanza de las matemáticas y las ciencias en los centros educativos.
  • El Capítulo 4 analiza la organización de la enseñanza de las ciencias en la educación obligatoria, el profesorado de matemáticas y ciencias, y la evaluación mediante exámenes certificados y pruebas nacionales en ambas materias.
  • El Capítulo 5 explora la presencia de varios temas específicos en los planes de estudio que pueden aumentar el interés de los estudiantes y su comprensión de las matemáticas y las ciencias. También analiza brevemente las formas en que ciertos temas de sostenibilidad ambiental se incluyen en los planes de estudio de ciencias. Se revisan los enfoques de las tecnologías digitales como facilitadores del aprendizaje en matemáticas y ciencias y como elemento igualmente motivador.
  • El capítulo 6 está dedicado a examinar los sistemas y medidas de apoyo al aprendizaje en la enseñanza de las matemáticas y las ciencias en Europa.
  • El Capítulo 7 examina las características de los sistemas educativos tal como se presentan en los capítulos anteriores e investiga qué características de la organización, evaluación y apoyo del currículo podrían estar asociadas con porcentajes más bajos de bajo rendimiento en los sistemas educativos europeos.

Entre las conclusiones más relevantes del informe cabe destacar:

  1. Cuanto mayor es la proporción de estudiantes con bajo rendimiento en la educación primaria, mayor será esta tasa en educación secundaria.
  2. Los sistemas educativos que brindan apoyo al aprendizaje durante la jornada escolar formal (en lugar de solo después de la jornada escolar) tienden a tener porcentajes más bajos de estudiantes de bajo rendimiento en ambas materias: matemáticas y ciencias.
  3. Implicar a docentes especializados en apoyar al alumnado de bajo rendimiento puede mejorar la eficacia de la prestación de apoyo al aprendizaje.
  4. Los países que implementan pruebas nacionales de matemáticas tienden a tener niveles más bajos de estudiantes que carecen de competencias básicas en la materia.
  5. Aumentar el tiempo dedicado al aprendizaje de las matemáticas o las ciencias en la primera etapa de educación secundaria junto con las medidas de apoyo proporcionadas a los estudiantes con dificultades de aprendizaje reduce las tasas de bajo rendimiento.
  6. Cada vez más países están dividiendo la enseñanza de las ciencias en asignaturas separadas en la primera etapa de educación secundaria.
  7. Los currículos de ciencias pueden beneficiarse de la inclusión de cuestiones socio-científicas. Por ejemplo, los sistemas educativos que hacen referencia a temas socio-científicos en los currículos tienen una mayor proporción de estudiantes de 15 años que alcanzan una cierta alfabetización científica básica.
  8. Los temas relacionados con la protección de la naturaleza o la reducción de la contaminación están en los planes de estudios en todos los países, pero la sostenibilidad ambiental todavía no se encuentra entre los principios educativos clave en la mitad de los sistemas educativos europeos.
  9. Hay escasez de profesores especialistas en matemáticas y ciencias, y una gran necesidad de más desarrollo profesional continuo en estos campos.
  10. A pesar del gran impacto de la pandemia de COVID-19 en las experiencias de aprendizaje de los estudiantes, solo una minoría de los sistemas educativos ha implementado medidas adicionales de apoyo al aprendizaje.
  11. Para reducir el porcentaje de bajo rendimiento, una combinación de medidas políticas puede ser más eficaz que las acciones separadas. El análisis de este informe encontró una relación significativa entre los siguientes factores y las bajas tasas de rendimiento:
    1. apoyo al aprendizaje durante la jornada escolar formal, organizado o impartido por docentes a lo largo de la educación primaria y secundaria,
    2. mayor tiempo total de instrucción para matemáticas y ciencias, especialmente en educación secundaria
    3. seguimiento sistemático del rendimiento de los estudiantes, es decir, pruebas nacionales ya administradas en educación primaria
    4. contenidos curriculares que fomenten la reflexión y se relacionen con la vida de los estudiantes.

La siguiente figura muestra que todos los sistemas educativos con menos del 20% de los estudiantes sin conocimientos básicos en ciencias y matemáticas tienen al menos una de las siguientes medidas implementadas, pero lo más habitual es que tengan dos o tres: (1) pruebas nacionales en educación primaria; (2) apoyo al aprendizaje durante el horario lectivo durante la primera etapa de educación secundaria; (3) implicación de profesorado especialista en apoyo de alumnado con bajo rendimiento.