@phdthesis{10272/27946,
year = {2025},
url = {https://hdl.handle.net/10272/27946},
abstract = {Esta tesis doctoral se enmarca en el contexto de la educación científica actual, que demanda propuestas pedagógicas integradoras, críticas y emocionalmente significativas, orientadas a la formación de una ciudadanía científicamente alfabetizada. Se inscribe además en el marco de investigaciones basadas en el diseño de secuencias didácticas. Desde esta perspectiva, se plantea el diseño, implementación y evaluación de una situación de aprendizaje interdisciplinar basada en el enfoque STEAM, articulada a través de problemas socio-científicos vinculados al patrimonio controversial del río Tinto (Huelva, España), convertido en centro de interés para el alumnado. La propuesta se estructura mediante una secuencia didáctica que vertebra de forma conjunta tres metodologías clave: la indagación científica, la modelización y el pensamiento computacional. El objetivo general del estudio es investigar, diseñar, implementar y analizar los elementos clave que debe reunir una propuesta didáctica para fomentar el desarrollo del pensamiento crítico del alumnado  mediante el análisis de una problemática real y compleja desde una perspectiva interdisciplinar. A su vez, se persigue analizar las emociones académicas surgidas durante la programación, construcción y uso de sensores, así como las emociones vinculadas al trabajo con el patrimonio controversial del entorno y a la experiencia educativa en su conjunto. La investigación adopta un enfoque cualitativo dentro del paradigma sociocrítico, articulado como estudio de caso y desarrollado en tres fases: diagnóstico y análisis teórico, diseño e implementación de la propuesta, y análisis de resultados. La primera fase incluyó una revisión de literatura especializada y un estudio bibliométrico para fundamentar teóricamente la propuesta y definir los elementos esenciales de su diseño. Se establecieron las bases conceptuales y metodológicas de las tres metodologías integradas, así como su conexión con el enfoque STEAM y los retos actuales de la educación científica. En la segunda fase se diseñó, aplicó y documentó una secuencia interdisciplinar desarrollada durante dos semanas con 27 discentes de 4º de ESO. La propuesta integró actividades de programación y uso de sensores, trabajo de campo, modelización, exploración histórica y patrimonial, y un debate argumentado sobre la intervención en el entorno. Todo ello permitió abordar de forma transversal contenidos de Biología y Geología, Física y Química, y Geografía e Historia, al tiempo que se promovieron competencias científicas, digitales y ciudadanas, y se propició la expresión de emociones y reflexiones del alumnado. En la tercera fase se analizaron los datos recogidos, centrándose en el pensamiento crítico, la argumentación y las emociones académicas, lo que permitió identificar obstáculos y elementos clave para una posible transferencia de la experiencia a otros contextos educativos. Los resultados muestran que la integración metodológica, contextualizada en un patrimonio controversial, favorece el desarrollo de habilidades de pensamiento crítico ante dilemas socioambientales, la mejora de competencias digitales y la generación de emociones académicas. Estas incluyeron emociones epistémicas vinculadas a la indagación, de logro asociadas al uso de tecnologías, y temáticas relacionadas con el patrimonio, lo que impulsó el compromiso del alumnado, la conciencia ética y el sentido de pertenencia social. Se concluye que la secuencia diseñada e implementada contribuyó de manera significativa al desarrollo integral de la alfabetización científica. Promovió una comprensión profunda de conceptos y procedimientos (dimensión disciplinar), favoreció la transferencia de aprendizajes a contextos reales mediante una controversia patrimonial (dimensión aplicada) y potenció el pensamiento crítico, la autorregulación emocional y el compromiso ético del alumnado (dimensión fundamental), avanzando hacia una alfabetización científica crítica y transformadora.},
abstract = {This doctoral thesis is framed within the context of current science education, which demands integrative, critical, and emotionally meaningful pedagogical approaches aimed at developing a scientifically literate citizenry. It is also situated within the field of research
focused on the design of didactic sequences. From this perspective, the study proposes the design, implementation, and evaluation of an interdisciplinary learning situation based on the STEAM approach, structured around socio-scientific issues linked to the controversial heritage of the Tinto River (Huelva, Spain), which serves as a central theme for student inquiry. The proposal is articulated through a didactic sequence that jointly integrates three key methodologies: scientific inquiry, modelling, and computational thinking. The general aim of the study is to investigate, design, implement, and analyse the key elements a didactic proposal must include to foster students’ critical thinking through the exploration of a real and complex problem from an interdisciplinary  perspective. In parallel, it seeks to analyse the academic emotions that emerged during the programming, construction, and use of sensors, as well as those linked to the work with the controversial heritage and the overall learning experience. The research adopts a qualitative approach within a socio-critical paradigm, articulated as a case study and developed in three phases: diagnosis and theoretical analysis, design and implementation of the proposal, and analysis of results. The first phase involved a review of specialised literature and a bibliometric study in order to theoretically underpin the didactic design and identify the essential elements for its development. This phase enabled the definition of conceptual and methodological foundations for the three methodologies involved, and their integration into the STEAM approach in response to current challenges in science education. In the second phase, an interdisciplinary sequence was designed, implemented, and documented over two weeks with 27 students in the final year of compulsory secondary education (ESO). The proposal included programming and sensor-based activities, fieldwork, physical modelling, historical and heritage exploration, and a structured debate on potential environmental interventions. This combination allowed for the cross-curricular integration of content from Biology and Geology, Physics and Chemistry, and Geography and History, while fostering scientific, digital, and civic competencies, and encouraging students’ emotional expression and reflection. In the third phase, the collected data were analysed with a focus on critical thinking, argumentation, and academic emotions. This analysis identified both obstacles and key elements for the potential transfer of the experience to other educational contexts. The results show that the methodological integration, contextualised in a controversial heritage site, supports the development of critical thinking skills in the face of socio-environmental dilemmas, enhances digital competencies, and triggers diverse academic emotions. These
included epistemic emotions linked to inquiry, achievement emotions associated with the use of technology, and thematic emotions related to the heritage topic—fostering student engagement, ethical awareness, and a sense of social belonging. In conclusion, the implemented sequence significantly contributed to the comprehensive development of scientific literacy. It promoted a deep understanding of concepts and procedures (disciplinary dimension), facilitated the transfer of knowledge to real contexts through a heritage controversy (applied dimension), and enhanced critical thinking, emotional self-regulation, and ethical engagement (foundational dimension), thus advancing toward a more critical, committed, and transformative scientific literacy.},
publisher = {Universidad de Huelva},
title = {El pensamiento crítico desde un aula STEAM. Una controversia patrimonial a través del pensamiento computacional, indagación y modelización},
author = {Campina López, Alejandro},
}