La investigación sobre el interés y la participación de los estudiantes hacia las disciplinas de ciencias, tecnología, ingeniería, matemáticas (STEM por sus siglas en inglés) constituye una preocupación internacional por la creciente demanda de profesionales STEM desde el sistema productivo, por un lado, y por la tendencia decreciente de las tasas de enrolamiento de los jóvenes en estudios STEM, por otro.

La amplia tradición de investigación de los aspectos afectivos implicados en la educación científica ha venido demostrando que la ciencia y la ciencia escolar no son neutrales, sino que poseen supuestos, valores y prescripciones que pueden entrar en disonancia con los valores y aspiraciones de los jóvenes, de modo que aprender ciencia plantea un conflicto en su personalidad (Sjøberg y Schreiner, 2019). Para afrontar esta y otras disonancias de la educación STEM, tales como la exclusión de las mujeres y las minorías, recientemente se han acuñado dos constructos que son el objeto de este estudio, la identidad científica (IC) y el capital científico (CC) (Archer et al., 2015; Carlone y Johnson, 2007).

La IC es un constructo que se aplica crecientemente en este contexto para comprender los complejos procesos de decisión que llevan a una persona a enrolarse, rechazar, persistir o abandonar los estudios STEM, así como las desigualdades y otras consecuencias englobadas en esos procesos (Avraamidou, 2020; Sandrone, 2022). El constructo capital en ciencias (CC) ha sido propuesto paralelamente, con la misma finalidad explicativa de las aspiraciones de los estudiantes en relación con los estudios STEM (Archer et al., 2013; Moote et al., 2021). El razonamiento explicativo en ambos constructos es atractivo y simple: cuanto mayor es la magnitud de la identidad o el capital científicos de una persona, mayor es su aceptación, su interés y sus aspiraciones de participación en STEM.

La mayoría de los estudios realizados sobre IC y CC han tenido una orientación sociológica y empleado metodologías cualitativas, que han contribuido a desarrollar una fructífera comprensión de ambos constructos para determinar las aspiraciones y la participación de diferentes grupos sociales (mujeres y minorías), subrepresentados en los estudios STEM, y para identificar las barreras de las aspiraciones STEM. Según que el grado de desarrollo (en cantidad y calidad) de IC o CC sea escaso o deficiente, o bien amplio y apropiado, las aspiraciones, el interés y la participación en STEM disminuyen y se degradan, o bien se mantienen y refuerzan para optar por estudios STEM o persistir en los estudios ya iniciados (Archer et al., 2022; Chang et al., 2011; Moote et al., 2021).

Otro indicador de la actual relevancia de IC y CC es que el programa PISA de la Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD, 2023) ha incorporado ambos conceptos como elementos del marco teórico para la evaluación de la competencia científica planeada para 2025. El marco teórico PISA 2025 perfecciona y amplía la perspectiva afectiva de la competencia científica, que ya había sido introducida y reconocida antes en PISA, con una nueva estructura denominada identidad científica, cuyos componentes se desarrollan en la Tabla 1.

Tabla 1 Tabla 1 Elementos constituyentes de IC y CC según sus definiciones originales y de la identidad científica según el marco PISA 2025. Tabla 1 Elementos constituyentes de IC y CC según sus definiciones originales y de la identidad científica según el marco PISA 2025.

Aunque el campo de investigación sobre IC y CC es reciente, ha alcanzado una gran amplitud y atención debido a su desarrollo exponencial. Dada la limitación de espacio, una revisión exhaustiva del campo no es factible, por lo que el problema planteado es modesto: analizar sintética y críticamente IC/CC y su campo de investigación para extraer conclusiones para la investigación y educación científica. Como objetivos específicos, que guían la selección de los estudios presentados, se proponen:

• Articular una revisión del campo IC/CC explicitando sus conexiones con la más amplia y antigua tradición de investigación de las actitudes relacionadas con la ciencia.

• Presentar el paso de las metodologías cualitativas, mayoritarias en el campo IC/CC, a un incipiente desarrollo cuantitativo y algunos instrumentos de evaluación diagnóstica.

• Especificar las fortalezas, debilidades y oportunidades que el campo IC/CC ofrece para la didáctica de las ciencias.

La principal justificación es el interés actual y, sobre todo, futuro de este campo para la investigación en didáctica de la ciencia y la educación científica. Otra razón adicional es que la gran mayoría de la investigación sobre IC y CC se ha desarrollado hasta ahora en lengua inglesa, de modo que su divulgación y extensión a la investigación didáctica y la educación en otras culturas es también necesaria y útil, para que estas asuman también el interés y la relevancia de este campo. Además, como el constructo IC ha concitado relativamente mayor atención investigadora que el CC, profundizar el análisis de IC y las incipientes propuestas para su evaluación diagnóstica.

IC y CC han surgido recientemente como lentes holísticas para comprender mejor la participación y aspiraciones de los jóvenes en STEM y, al mismo tiempo comprender también sus correlatos investigadores más importantes, tales como los aspectos de equidad y justicia social relativos a la subrepresentación en STEM de ciertos grupos (mujeres, minorías, etc.), y algunas percepciones estereotípicas bien conocidas, que actúan como barreras potentes contra los estudios STEM en las aulas de ciencias, tales como la distinción entre “hacer” y “ser” STEM (Archer et al., 2010) o que las ciencias son interesantes, pero “no son para mí” (Jenkins y Nelson, 2010), no son femeninas (Archer et al., 2013) o solo son para individuos empollones (Starr, 2018) o sesudos (DeWitt et al., 2013a).

Hace años que la investigación sobre los factores afectivos del aprendizaje, el interés, las actitudes y las experiencias STEM de los estudiantes constituyen un programa de investigación activo e importante en la educación científica. En este apartado se revisan diversos estudios que han desarrollado las relaciones de solapamiento entre ambas tradiciones, IC/CC y actitudes.

La Comisión Europea (European Commission, 2004, 2012) y la OECD (2008) reportaron que el bajo interés y actitudes de los estudiantes hacia STEM tiene consecuencias negativas para el aprendizaje STEM y para el reclutamiento de futuros profesionales STEM, preocupaciones que se han universalizado y fundamentan la relevancia de estas investigaciones (Osborne y Dillon, 2008; Vázquez y Manassero, 2007a, 2007b). Estudios posteriores mostraron que la disminución del interés por STEM sigue siendo un amplio e importante problema, porque dificulta el aprendizaje y el compromiso (engagement) con STEM (Drymiotou et al., 2021; Hill et al., 2010; Naganuma, 2023).

El estudio de Krapp y Prenzel (2011) elaboró tres tipos teóricos del interés, a saber, interés situacional emergente (iniciado por estímulos externos), interés situacional estable (limitado a una situación o fase) e interés individual (predisposición auto intencional y duradera a implicarse en un área concreta), que conectan también con las diferentes dimensiones de IC/CC. Asimismo, la dimensión evolutiva del interés desarrolla mecanismos de exclusión e inclusión que pueden ir cambiando los perfiles de interés en dominios específicos, y que afectan también a las trayectorias evolutivas de IC/CC.

Diversos estudios antecedentes realizados en diferentes países han mostrado que la IC es un enfoque teórico en auge para explicar la participación en STEM y que está relacionado con los intereses, actitudes y experiencias relacionadas con STEM (Tang et al., 2024). Como reflejan las secciones anteriores, IC/CC pueden entenderse también como constructos teóricos que reflejan con amplitud las relaciones de cada individuo con diversos intereses, actitudes y experiencias STEM. En particular, Carlone y Johnson (2007) sugirieron ya que el concepto teórico de IC puede utilizarse para investigar el interés y las actitudes de los estudiantes hacia STEM, mediados por identidades importantes como la raza, la etnia y el género.

La difusa conceptualización de la IC la ha configurado como un constructo abierto, que, además, ha sido investigado mayoritariamente con métodos cualitativos (entrevistas y estudio de casos) (i.e., Aschbacher et al. 2010; Carlone y Johnson 2007). Sin duda, estos métodos eran necesarios para los objetivos de analizar trayectorias y descubrir las veladas relaciones de conflicto entre las diversas variables de IC, pero esta limitación cualitativa ha inducido una aparente renuencia a la categorización cuantitativa de IC, que podría contribuir a ampliar el progreso del campo (Danielsson et al., 2023).

Estudios recientes han planteado cuantificaciones centradas en la medida de IC generalmente con formatos de respuesta Likert basados en evaluar el tercer componente de IC (reconocimiento) según Carlone y Johnson (2007). Algunos estudios proponen un simple ítem para medir la identidad STEM, como, por ejemplo, el estudio de Hazari et al. (2010), que administró a una muestra de universitarios de primer año una encuesta sobre la identidad de física, evaluada mediante la pregunta “¿Se considera una persona de física?”, y encontró una muy alta correlación con las elecciones de carrera en física. Asimismo, el estudio de McDonald et al. (2019) valora la identidad general STEM con un ítem que presenta siete pares de diagramas mostrando dos círculos iguales (uno representa la persona que responde y el otro un profesional STEM) con distintos grados de solapamiento, que van desde solapamiento cero hasta la superposición casi total. Los encuestados deben seleccionar el diagrama que mejor describe la imagen de sí mismos en relación con la imagen de un profesional STEM.

Es conocido que las medidas de constructos teóricos con un único ítem son débiles psicométricamente, de modo que otros estudios han propuesto medidas de IC con varios ítems. Así Hazari et al. (2013) añadieron una segunda cuestión (Ser científico es un reflejo importante de quién soy) a la misma pregunta de su estudio anterior con distintas disciplinas (¿Se considera una persona de biología/química/física?).

Análogamente, Chemers et al. (2011) evaluaron IC con los siguientes ítems: "Ser científica/o es una parte importante de quién soy", "Soy un/a científica/o", “He llegado a pensar en mí mismo/a como un científico/a" y “Tener más personas con mi experiencia en mi campo me hace sentir más como un científico/a”.

Vincent-Ruz y Schunn (2018) aplicaron a evaluar IC una escala de cuatro ítems, que incluye el auto reconocimiento de ser una persona de ciencia y el reconocimiento por otros (familia, amigos y docentes): “Soy una persona de ciencias”, “Mi familia me ve como una persona de ciencias”, “Mis amigos me ven como una persona de ciencias” y “Mis profesores me ven como una persona de ciencias”.

El estudio de Cohen et al. (2021) aplicó el reconocimiento por otros de la identidad STEM con los ítems: “Mi familia me ve como una persona STEM”, “Mis amigos/compañeros de clase me ven como una persona STEM”, “Mis profesores STEM de la clase me ven como una persona STEM” y “Mis profesores extraescolares me ven como una persona STEM”.

Recientemente, se han elaborado tres escalas clásicas para medir IC. Paul et al., 2020 validaron una encuesta de identidad de rol en ingeniería para estudiantes de primaria con 26 ítems y cuatro escalas (competencia, interés, autorreconocimiento y reconocimiento por parte de los demás), y sobre ella, validaron una encuesta similar que mide identidad STEM. Por su parte, Chen y Wei (2022) validaron un instrumento para evaluar la IC de estudiantes de secundaria con 24 ítems y cuatro factores denominados ejecución, competencia, reconocimiento e interés.

La Escala de Identidad Profesional de Macleod Clark (MCPIS-9) es una herramienta validada para evaluar la identidad profesional de la atención médica, cuya principal novedad es que además de ítems positivos (me siento encantado de pertenecer a esta profesión) incluye ítems negativos (me avergüenzo de estudiar esta profesión). El tenor de los ítems indica que solo son apropiados para estudiantes vinculados ya con una profesión, pero esta escala puede ofrecer inspiración relevante para la línea de investigación cuantitativa (Worthington et al., 2013).

Respecto a la menor evaluación del CC cabe decir que la amplia encuesta del proyecto ASPIRES en el Reino Unido (Archer et al., 2013, 2015), que permitió acuñar el concepto de CC, mide diversos constructos actitudinales de los jóvenes, modelados en nueve componentes, que representaban la varianza global, y 14 ítems, que predecían mejor las aspiraciones científicas y el reconocimiento como personas de ciencias. Sin embargo, la encuesta está tan estrechamente vinculada al contexto escolar del Reino Unido, que su comprensión o utilidad fuera de ese país resulta difícil.

La Encuesta Próxima Generación de Científicos, basada en las teorías de expectativa-valor y CC, valida cuatro factores (valor del logro científico, valor de las tareas científicas futuras, percepción del valor del logro científico familiar y experiencias científicas) con buenas propiedades psicométricas para estudiantes de primaria y secundaria (Jones et al., 2022).

En suma, la investigación sobre instrumentos de evaluación de IC/CC muestra una tendencia creciente a la cuantificación basada en medidas de actitudes, intereses, experiencias, aspiraciones, compromisos, participación e identificación con la ciencia, en línea con el estudio de Manassero-Mas et al. (2025).

Las últimas décadas de investigación en didáctica de la ciencia han contemplado una multiplicación de estudios sobre los afectos (intereses, actitudes y experiencias) relacionados con la educación y el aprendizaje STEM, motivada por dos relevantes hallazgos de esta investigación. Por un lado, la importancia de los factores afectivos para la mejora del aprendizaje, junto con el amenazador hallazgo de su persistente disminución (menor interés, actitudes negativas y menos experiencias) a lo largo de la adolescencia (Lyons y Quinn, 2010; Naganuma, 2023; OECD, 2016). Por otro lado, el descenso de la participación de los jóvenes en estudios STEM es un hecho contrastado en muchos países, que ha generado una creciente y global preocupación por su potencial impacto en el futuro desarrollo social y económico, pero también por la discriminación negativa de mujeres y minorías (European Commission, 2004, 2012).

Los importantes logros conseguidos en la amplia investigación analítica basada en los intereses, actitudes, experiencias y motivaciones relacionados con STEM tiene también inconvenientes. Por un lado, la gran variedad de constructos afectivos, su difusa definición y las dificultades psicométricas de los instrumentos de medida (i.e., Aguilera y Perales-Palacios, 2019; Vázquez y Manassero, 2007a). Por otro lado, la inconsistencia de la multiplicidad de resultados hallados en los diferentes contextos y disciplinas STEM conduce a una situación de amenaza para sistematizarlos y darles coherencia. En particular, el análisis de la relación entre los resultados de la corriente analítica respecto a la participación en STEM ha sido explicada mediante diversas teorías, que aún continúan siendo usadas, pero no se ha alumbrado una síntesis coherente en este aspecto (Arandia et al., 2016; Jenkins y Nelson, 2010; Osborne, et al., 2003; Potvin y Hasni, 2014).

Los inconvenientes anteriores de la tradición analítica de la investigación de actitudes han generado los constructos sintéticos IC/CC que logran hallazgos sociológicos que amplían los anteriores. Aunque la sub representación de diversos grupos sociales (mujeres y minorías) en STEM había sido ya identificada en la investigación de actitudes (Sjøberg y Schreiner, 2019), los recientes análisis sociológicos cualitativos IC/CC han profundizado el análisis de los valores y lenguajes de la educación STEM que resultan incompatibles con las identidades personales y contribuyen a discriminar esos grupos. IC/CC han contribuido a insistir en la revisión de la educación STEM desde enfoques de equidad y justicia social, para evitar que los factores socioculturales (género, raza, etnia o estatus socioeconómico) determinen fuertemente los intereses, las actitudes, las aspiraciones y la participación en STEM (Archer et al., 2013, 2015; 2022; Avraamidou y Schwartz, 2021; Carlone y Johnson, 2007; DeWitt et al., 2013a; Moote et al., 2021).

No obstante, entre las debilidades de IC/CC cabe señalar su naturaleza conceptual difusa, necesitada de mayor precisión. Por ejemplo, una de las principales debilidades surge de comprobar que CC contempla la IC como una de sus dimensiones, mientras el desarrollo de la IC de la OECD (2023) propone el CC como parte de la IC. Además, los hallazgos de diferentes estudios evidencian otras debilidades, tales como conceptualizaciones de los constructos inconsistentes entre distintos estudios (Vincent-Ruz y Schunn, 2018), la dependencia de los resultados respecto a las percepciones subjetivas (Hazari et al., 2013) y a la diferente experiencia científica de los estudiantes (Barton y Tan, 2010; Trujillo y Tanner, 2014). Por ejemplo, las matizaciones adicionales sobre la naturaleza de la IC de Aschbacher et al. (2010) plantean una pregunta importante (¿la IC es independiente de las actitudes?) en el sentido de que los estudiantes pueden tener un alto o bajo nivel de IC independientemente de tener un alto o bajo nivel de actitudes. Nuestra respuesta a esta pregunta, como la de otros autores (Vincent-Ruz y Schunn, 2018) es que depende: hay actitudes independientes de la IC y otras actitudes fuertemente ligadas a la IC (Manassero-Mas et al., 2025). Además, algunos instrumentos de medida añaden el interés como nuevo componente de IC, que no había sido considerado antes (Chen y Wei, 2022; Paul et al., 2020). Aunque los puntos en común de IC/CC son las actitudes compartidas por ambos y el objetivo de explicar la participación STEM, la complejidad y falta de precisión actuales no permiten hoy vislumbrar una convergencia.

El paradigma holístico basado en IC/CC tiene una de sus oportunidades clave en el incipiente desarrollo de instrumentos de evaluación, aunque esta empresa enfrenta los problemas psicométricos propios. También se han puesto de manifiesto inconsistencias metodológicas, tales como la cuantificación de las acciones de los estudiantes (Archer et al., 2010) o su internalización (Barton et al., 2013; Vincent-Ruz y Schunn, 2018).

Como hay muchos matices y complejidades relacionadas con el constructo de IC (Avraamidou, 2020) y los debates acerca de cómo medirlo mejor (Miles y Naumann, 2021; Sandrone, 2022), los estudios tienen el reto de presentar sus resultados y conclusiones mejorando su precisión. Por ello, se sugiere que las investigaciones futuras se centren más en la especificidad del contenido de los intereses y de los diversos sistemas de valores estudiados, a medida que los estudiantes pasan por la educación primaria y secundaria.

Globalmente, la creación de los constructos IC/CC sugiere un cambio de paradigma en este campo, pasando de la perspectiva analítica con múltiples variables y factores actitudinales, hacia una perspectiva más sintética, donde los dos constructos globales IC/CC son utilizados de una forma más eficaz y parsimoniosa para explicar los múltiples resultados, contextos, lenguajes y complejidades socioculturales identificadas en la investigación analítica.

La emergencia de IC/CC ha tenido la capacidad de ampliar la investigación de los intereses y actitudes con énfasis en el contexto sociocultural del aprendizaje en las clases de ciencias, adoptando un compromiso de equidad e inclusión sobre los retos que deben afrontar grupos específicos para aprender ciencias en las aulas. En definitiva, IC/CC han aportado nuevos marcos sintéticos que actúan como lentes ampliadoras de los análisis de la educación STEM incluyendo la perspectiva de diversos grupos sociológicos con una finalidad inclusiva, equitativa y de justicia social (Avraamidou y Schwartz, 2021; Carlone y Johnson, 2007). No obstante, se necesita más investigación que desarrolle las fortalezas de los descubrimientos y afronte las debilidades y oportunidades señaladas, y en particular, la trasferencia de resultados a las prácticas escolares y las políticas educativas para mejorar la efectividad y equidad de la educación científica escolar (Kim et al., 2018).