La educación media superior (EMS) en México es ahora considerada parte de la educación obligatoria en el país. Ante esta obligatoriedad el desarrollar una educación que tenga un mayor impacto en el entorno tanto productivo como educativo cobra una mayor importancia. El aprendizaje basado en proyectos y casos prácticos ha demostrado ser una forma de generar un aprendizaje significativo, aunque desarrollarlo con los escasos recursos que se tienen en las instituciones públicas en el país representa un enorme reto. Por otra parte, está comprobado que las habilidades ligadas al enfoque de las ciencias integradas, a saber: ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM, por sus siglas en inglés), son muy importantes en la integración de un aprendizaje más activo y con mejor comprensión de los contenidos científicos. En la EMS en México existen el modelo tradicional de educación, la formación técnica y el modelo dual (ahora mediante el modelo mexicano de formación dual); sin embargo, a pesar de que son buenos esfuerzos, están más enfocados en la educación tradicional, en la capacitación técnica o en la resolución de problemas para adquirir experiencia que en desarrollar una habilidad de “ingenio” para la resolución de problemas prácticos pero no enfocados necesariamente al trabajo en una empresa en particular; habilidad que les permita tener facilidad para resolver problemas y enfrentarse mejor a compromisos como hacer frente al estudio de una ingeniería y posteriormente a diferentes tareas de investigación aplicada.

Así, pues, tomando como base el programa Project Lead The Way (PLTW), que se desarrolló en Estados Unidos, el Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos de Querétaro (Cecyteq) desarrolló un programa denominado Bases de Ingeniería, el cual busca desarrollar en los estudiantes de EMS habilidades que les permitan enfrentarse con mayor éxito ya sea tanto a los estudios universitarios de ingeniería como al desarrollo de actividades profesionales en su especialidad técnica en el campo laboral. Este artículo muestra el seguimiento a la eficiencia del programa y la satisfacción que este ha provocado en los estudiantes. Lo anterior con la finalidad de entender cómo aplicar programas especiales que permitan formar talento competitivo a pesar de no contar con un incremento de los recursos materiales disponibles, en un primer comparativo en los planteles Corregidora, Huimilpan, Menchaca, Montenegro, Pedro Escobedo, Querétaro y San Juan del Río.

De acuerdo con cifras del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática [Inegi] (2017), Querétaro es el quinto estado en México con mayor crecimiento, solo seguido de Aguascalientes, Baja California Sur, Quintana Roo y Yucatán. Y siguiendo datos de la Secretaría de Desarrollo Sustentable [Sedesu] (2015), se cuenta en el estado con 22 parques industriales o tecnológicos, teniendo como sectores estratégicos alimentos, bebidas, automotriz, electrodomésticos y aeroespacial. En un estado con una economía tan creciente, el desarrollo de la educación, y en particular la media superior, se vuelve crucial. Particularmente debido a que una parte de los egresados de dicho nivel se incorpora desde ese momento a la vida laboral, mientras que el resto decide seguir estudiando para obtener una licenciatura o ingeniería e incorporarse en el mercado laboral al término de esta.

A nivel nacional, la educación media superior, según el Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación [INEE] (2014), tuvo el mayor aumento con 1.7 millones de alumnos, seguida de la educación superior con casi 1.4 millones. Por ejemplo, en el estado de Querétaro, el subsistema de los Colegios de Estudios Científicos y Tecnológicos del estado de Querétaro (Cecyteq) en los últimos seis años (2008-2015) creció más de 200 % su matrícula de estudiantes. Actualmente, el Cecyteq es la primera opción de educación media superior en el estado mediante un modelo de bachillerato tecnológico bivalente vinculado con el sector productivo de la región, el cual debe ser fortalecido con la educación basada en ingeniería.

De acuerdo con Peña y Bermúdez (2016), la formación educativa se ve reforzada por la vinculación entre la empresa y las instituciones, lo cual permite que sea más significativo el aprendizaje cuando existe la posibilidad de desarrollar proyectos reales con un enfoque innovador. En un estudio conducido por Cu Balán (2005) sobre las trayectorias previas de los estudiantes de ingenierías en Campeche, se identificaron como principales causas del bajo desempeño la falta de orientación, de motivación y los conocimientos bajos del nivel medio superior, lo que muestra la importancia de esta preparación preliminar. Este no es un caso aislado, ya que ha sido analizado por Mares et al. (2012), Sosa, Barrientos, Castro y García (2010) y Sosa, Tuyub y Aparicio (2014), entre otros. La posibilidad que tiene un país de acceder a estudios superiores de desarrollo y bienestar depende del nivel escolar de su población y de su capacidad de resolver problemas e innovar.

González, González y Miles (2001) mencionan que adaptar la oferta educativa a las necesidades de mercado laboral ha sido un tema escasamente analizado, y que cuando ha sido analizado, ha sido de manera muy empírica. Bunk (1994), por su parte, aclara que una persona que tiene conocimientos, destrezas y actitudes que permiten que resuelva los problemas de forma autónoma y flexible posee una competencia profesional. Esto se logra en parte con los programas basados en ingeniería. Los estudios muestran que los países que han planeado su futuro dando la mayor prioridad a la cobertura y calidad de su sistema educativo, así como al desarrollo de la ciencia, la ingeniería y la tecnología, han logrado acceder a la sociedad del conocimiento (Navarro, Iglesias y Torres 2006). La formación del acervo de talento de estas disciplinas es una tarea estratégica para la nación y demanda un liderazgo visionario que tiene por resultado, en el mediano y largo plazo, llegar a niveles superiores de lo que ahora se denomina la economía del conocimiento.

Ahora bien, para García, Reyes y Burgos (2017) es importante considerar las habilidades ligadas a la ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM, por sus siglas en inglés). En esa misma línea, Becker y Park (2011) afirman que la integración de estas asignaturas tienen un efecto positivo en los estudiantes. Sin embargo, de acuerdo en esta ocasión con Vo, Zhu y Diep (2017), las disciplinas del STEM deben cumplir dos requisitos: 1) ser de los campos de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas y 2) clasificar dentro de uno de los cuatro grupos pertenecientes a las ciencias duras.

Para hablar mejor de las características que se buscan en los programas de ingeniería es importante mencionar que se buscan habilidades y destrezas basadas en la concepción de competencia. Para Sebastián (2012), la base de las competencias son los rasgos y características que ayudan a explicar el por qué la gente se inserta en diferentes experiencias y adquiere diferentes niveles de destrezas, habilidades y conocimientos, que son el segundo peldaño, el cual solo se alcanza mediante una serie de experiencias de aprendizaje para convertirse en competencias. Así, pues, todavía en los términos de Sebastián (2012), una competencia se puede usar de muchas maneras, pero esta adquiere utilidad en un contexto. En lo anterior radica el mayor reto: determinar qué competencias pueden agregarse para alcanzar una combinación óptima de destrezas, habilidades y conocimientos y crear tareas específicas.

En este panorama es donde se inserta la necesidad de desarrollar un programa surgido desde la educación media superior que permita, mediante la base de rasgos y características de dicho nivel educativo, generar experiencias de aprendizaje significativo para desarrollar destrezas y habilidades que posteriormente se integren y generen competencias afines a las necesidades del sector. En la Figura 1 se puede observar que la base genera experiencias de aprendizaje que, sumadas a las destrezas, habilidades y el conocimiento que se transmiten, permiten, mediante experiencias de aprendizaje integradoras, la formación de competencias, y que la mejor manera de evaluar a estas es mediante las demostraciones, donde el aprendizaje basado en proyectos juega un papel crucial. De este programa se hablará más adelante.

De acuerdo con Morán (2012), el nivel de desarrollo de un país depende de la cantidad y calidad de los científicos e ingenieros con los que cuenta, pues son esenciales para la solución de los problemas del desarrollo, generar la infraestructura y las innovaciones en productos y servicios, incrementar la productividad, crear empleos bien remunerados, elevar la competitividad nacional y mejorar el bienestar general. El nivel de desempeño del acervo de ingenieros que tiene un país depende de su cantidad y, según Tobón, Rial, Carretero y García (2006), también de la calidad de las instituciones de educación superior en las que se formaron.

Bottoms y Uhn (2007), así como Blais y Adelson (1998), buscando dar respuesta a una problemática real de la región que tiene que ver con esa necesidad de formar más ingenieros y con mejores habilidades, analizaron el programa Project Lead the Way (PLTW), el cual nació en 1997 en Nueva York, Estados Unidos, y que mediante una secuencia de cursos que preparan a los estudiantes en las habilidades necesarias para las ingenierías, fomenta el desarrollo y el interés en las ciencias mediante seis metas estratégicas:

El enfoque se tornó muy importante principalmente ante el preocupante descenso de los últimos años del interés de los jóvenes por el estudio del STEM, lo cual, en sintonía con lo dicho por Rocard, Csermely, Jorde, Walwerg-Henriksson y Hemmo (2007), se está traduciendo en un insuficiente número de técnicos y científicos que permita mantener de manera adecuada el desarrollo clave de los sistemas de ciencia y tecnología no solo en Europa sino del mundo entero. Además de lo anterior, Vázquez, de Talavera y Austin (2013) mencionan que los rasgos mejor valorados de la ciencia escolar son la utilidad para un trabajo futuro, ya que el aumentar la curiosidad para conocer permite interesarse por cosas que no se explican todavía y mejora las expectativas de carrera; y por el lado negativo, la dificultad percibida en el aprendizaje.

Con todo lo anteriormente expuesto, la dirección del Cecyteq buscó generar un programa, con apoyo de la Fundación México-Estados Unidos para las Ciencias (Fumec), que estuviera adaptado a la realidad de nuestro país, la cual es muy diferente a las realidades de otros países desde el punto de vista primordialmente administrativo, ya que incorporar una currícula como la del programa Project Lead The Way (PLTW) implica un costo administrativo alto. Por lo que se implementó un proyecto adaptado a la realidad de nuestro país, como se decía, buscando solo impartirlo en una o dos horas más por día adicionales a los grupos tradicionales, con el fin de mantener el objetivo primordial de fomentar el interés por las ciencias y facilitar su estudio posterior sin comprometer la estabilidad financiera de la institución.

Para desarrollar este estudio, se contempló dar seguimiento a los estudiantes que ingresaron a Bases de Ingeniería, como se denominó el programa, el cual se visualiza en la Figura 2, en un periodo del 2009 al 2014, contemplando con esto las generaciones que egresaron en los periodos del 2012 al 2017. Los estudiantes fueron ingresando de manera gradual inicialmente solo en los planteles Querétaro y Corregidora, que son los que se encuentran más cercanos a la parte metropolitana del estado de Querétaro; posteriormente, ya en 2011, se agregaron alumnos en San Juan del Río; en 2012, en Pedro Escobedo; 2013, en Huimilpan, y en 2015 en Menchaca y Montenegro hasta llegar a un total de 1500 alumnos en el programa.

Se identificaron varias propuestas de metodología para evaluar la satisfacción, tal y como la de Llarena y Páparo (2006) y la de Douglas, Douglas y Barnes (2006), entre otras, pero nos encontramos con la problemática de que en muchas ocasiones son en inglés o adaptadas a un contexto diferente, además de no medir lo que buscábamos medir. Con base en lo anterior nos enfrentamos ante la disyuntiva de emplearlo de manera directa o no, y revisando a Hernández, Fernández y Baptista (2010) encontramos que en ocasiones los instrumentos desarrollados en el extranjero y que no han sido validados para nuestro contexto principalmente en tiempo y cultura no siempre es lo más adecuado. Traducir el instrumento no equivale a validar el mismo, aun cuando se traduzca adaptándolo al tipo de lenguaje, por lo que se optó por desarrollar un instrumento y hacerlo en una pequeña población piloto con la finalidad de validarlo para el estudio en cuestión.

Si bien el programa puede ser implementado en diferentes carreras, ya que, como se mencionó anteriormente, el modelo del Cecyteq es de bachillerato bivalente, es decir, mientras el alumno estudia la preparatoria obtiene a la vez una carrera técnica. En un inicio las carreras en las que se maneja el modelo del programa Bases de Ingeniería fueron las siguientes: Programación, Mecatrónica, Informática, Mantenimiento Industrial, Producción Industrial y Electrónica. La figura tres ilustra a continuación la ubicación geográfica de los planteles de Cecyteq.

Para seleccionar a los alumnos, se aplicó una encuesta donde manifestaban el interés de participar en el programa. Luego se registró el total de alumnos que ingresaron al programa de acuerdo con cada plantel y con la carrera elegida; se les dio seguimiento hasta el término del programa, y se restó el número de estudiantes que concluyeron con éxito el programa de estudios, tal y como se muestra en la Tabla 1.

En la Tabla 1 se muestran únicamente los ingresos de estudiantes al primer semestre y no aquellos que entraron posteriormente, ya que los que ingresos en fechas posteriores son muy pocos y usualmente son reemplazos a los que ya se encontraban adentro. Los que egresaron incluyen el descuento de los que se cambiaron a programa tradicional y aquellos estudiantes considerados como irregulares, es decir, que seguían con materias aún pendientes.

Del total de ingresos, la distribución no fue uniforme en parte debido a que los planteles, como se mencionó anteriormente, se han ido añadiendo a lo largo del tiempo e incorporando grupos al programa en cuestión, si bien la eficiencia terminal por generación sube y baja como se muestra en la Tabla 2. También es importante analizar a detalle si este grado de deserción se debe a los planteles, las generaciones, las carreras o simplemente asuntos generales relacionados con los mecanismos de retención de los estudiantes. En la Tabla 3 se observa el desglose de la eficiencia terminal por plantel.

Sin embargo, al revisar los indicadores por plantel podemos ver que hay dos planteles en los cuales la eficiencia terminal ha sido muy baja. Los resultados de manera general nos permiten ver información importante como la siguiente:

Antes que nada, 66 % de los encuestados son hombres, mientras que 34 % son mujeres, lo que implica que sigue existiendo preferencia por las habilidades desarrolladas por el STEM en los varones. Respecto a lo anterior, podemos ver que los resultados obtenidos en el trabajo de las generaciones del programa Bases de Ingeniería nos muestran un incremento en el interés de los estudiantes, en donde 96.1 % de los alumnos del programa desean seguir estudiando una carrera, y de estos al menos 62 % busca que sea en una ingeniería; tan solo 3.9 % no planean seguir estudiando o piensan insertarse en el mercado laboral. De estos, el impacto directo en el semestre inmediato es de 79.5 % que desea ingresar inmediatamente, 8.3 % planea trabajar y después ingresar a la universidad y 8.8 % planea esperar entre seis meses y un año antes de ingresar (véase Figura 4. Planes al finalizar el bachillerato).

Otros datos interesantes son que, a pesar de decir que las materias más difíciles son las relacionadas con matemáticas, física e inglés, más de 75 % de los alumnos considera que son sus materias favoritas, lo que muestra el impacto de enseñar materias como estas mediante el aprendizaje basado en proyectos, es decir, que sea factible que a pesar de que no las encuentren sencillas les gusten. Otro dato que resultó bastante relevante es que los alumnos del programa presentan menos impacto del nivel socioeconómico de la familia respecto del grado de deserción, es decir, desertan menos que los alumnos de los esquemas tradicionales a pesar de provenir de un entorno socioeconómico bajo.

Una vez terminado el programa, a pesar de las dificultades para continuar el seguimiento a 413 alumnos egresados, se obtuvo como resultado que 80 % continuaron sus estudios. De estos, 73 % eligieron carreras de ingenierías o ciencias y continuaron sus estudios en las principales instituciones del estado, el Instituto Tecnológico de Querétaro (ITQ) -hoy Tecnológico Nacional-, la Universidad Politécnica de Querétaro (UPQ), la Universidad Tecnológica de Querétaro (UTEQ) y la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), principalmente (ver Figuras 5 y 6).

Al inicio de la investigación se planteaba cómo promover mediante el impulso al desarrollo de las habilidades de STEM las habilidades del pensamiento, y permitir que los estudiantes puedan generar mejores condiciones para que continúen de la educación media superior a la educación superior con un tránsito adecuado, y que se incremente no solo el número de alumnos que tienen gusto por las carreras de ingenierías, tecnologías o ciencias, sino también el número de alumnos que continúen estudiando -y esto les ofrezca mayores probabilidades de éxito en la conclusión de sus estudios.

Al inicio se revisaron diversos autores y publicaciones que mostraban resultados sobre cómo ha funcionado de manera importante programa PLTW en Estados Unidos; sin embargo, no había una adecuación similar para México, una en donde se pudiera analizar el impacto que tiene el desarrollar estos programas, principalmente en la educación media superior bivalente, que es la que presenta las posibilidades tanto de profundizar en las competencias genéricas como en las disciplinares. En suma, resultados muy similares a los esperados al revisar que los autores nos hablan de la importancia del desarrollo de estas habilidades como una manera de impulsar el conocimiento y el incremento de ingenieros en los países sin generar programas muy costosos que pongan en riesgo el presupuesto.

En conclusión, los esfuerzos ligados a fortalecer las habilidades ligadas al STEM permiten crear en los estudiantes de educación media superior una forma de pensamiento que les resolver problemas e incrementar sus posibilidades de continuar estudiando una carrera ligada con las ingenierías, tecnología o las ciencias, las cuales no solo son necesarias en países como México, sino parte importante del pilar de disminuir la dependencia tecnológica. El presente trabajo muestra, además, que si bien es cierto que se sigue considerando que estas áreas “duras” no son fáciles, el ver y aprender desde una perspectiva basada en proyectos permite que se vean menos áridas y se motive a los alumnos a realizar proyectos aunque sean complejos. Este artículo muestra de manera general este seguimiento por varios años en diferentes planteles con condiciones diferentes socioeconómicas a lo largo de todo el estado de Querétaro, pero con un común resultado, que es la importancia que tiene el programa Bases de Ingeniería en impulsar el desarrollo de los jóvenes y sus posibilidades de integrarse en las áreas de ingeniería, tecnología y ciencias.

El programa Bases de Ingeniería presenta una alternativa importante muy adecuada para el desarrollo de las habilidades ligadas al STEM; propicia una mejora en la resolución de los problemas y se muestra como una alternativa de bajo costo, tangible de replicar los esfuerzos de iniciativas como el PLTW en Estados Unidos.

Si bien es importante continuar dando seguimiento a las generaciones de alumnos, los datos de las generaciones aquí analizadas muestran un número interesante de estudiantes que continúan su preparación en la educación superior, así como un incremento en las posibilidades de ser admitidos y continuar sus estudios principalmente en las áreas de ingeniería y tecnología.