Design of a STEAM Teaching Strategy to Integrate General Chemistry and Environmental Education in Industrial Engineering

Authors

Keywords:

teachin strategy, STEAM approach, sustainability, curriculum integration, industrial engineering

Abstract

This study addresses the need to innovate teaching and learning processes for developing sustainability competencies in higher education, particularly in engineering programs. The objective was to diagnose shortcomings in the integration of environmental education into the General Chemistry course within the Industrial Engineering program, design a STEAM-focused teaching strategy, and validate its relevance through expert review. A descriptive-propositive design with a mixed-methods, cross-sectional approach was adopted. The sample consisted of 90 students selected through non-probability purposive sampling, along with 8 faculty members interviewed and 5 experts participating in the validation process. An 11-item structured survey, organized into two dimensions, was used. Overall reliability achieved a Cronbach's alpha of 0.893. Statistical analysis identified limitations in the transfer of chemical knowledge to the understanding of environmental issues, as well as weaknesses in interdisciplinary articulation. In response to this diagnosis, a didactic model was developed, organized into integrated modules that link chemical content, industrial processes, and real-world environmental problems. Expert validation confirmed the relevance, scientific coherence, and feasibility of the proposal. It is concluded that the strategy constitutes a replicable methodological resource for strengthening environmental education in engineering, although future research should evaluate its impact in implementation contexts.

Author Biographies

Alyn Ferro Nieto

 Ingeniera Química. Máster en Ingeniería de procesos. Docente y profesora auxiliar del departamento de química de la Facultad de Ciencias Naturales y Agropecuarias. Universidad de Holguín. Cuba. ORCID: 0000-0002-3991-6097

Virginia De Miguel Guzmán, Universidad de Holguín

Lic en Educación Química. Máster en Didáctica de la Química. Docente del departamento de química de la Facultad de Ciencias Naturales y Agropecuarias. Universidad de Holguín. Cuba

References

Acosta, Y., Vázquez, S., & López, E. J. (2018). Estrategia curricular de formación ambiental para la carrera de Ingeniería Mecánica. Universidad y Sociedad, 10(4), 199-205. ISSN: 2218-3620.

Ambe, B. A., & Agbor, C. E. (2014). Assessment of Teacher’s Professional Competence, Teacher’s Teaching Experience on the Implementation of Environmental Education Curriculum in Cross River State, Nigeria. Journal of Educational and Social Research, 4(6), 521-529. ISSN 2239-978X. https://doi.org/10.5901/jesr.2014.v4n6p521.

Cantillo, J. C., Pacheco, M. C., & Torres, J. M. (2024). Desarrollo sostenible en la Educación universitaria: retos y oportunidades. Revista Interdisciplinaria de Educación Salud Actividad Física y Deporte, 1(3), 79-92. https://doi.org/10.70262/riesafd.v1i3.2024.27.

Cresp, M., Machuca, C., Delgado, P., & Hernández, C. (2024). Diseño y validación de un instrumento: valoración de la satisfacción de la práctica profesional en estudiantes de Pedagogía en Educación Física. Estudios Pedagógicos L, 3, 103-117. https://doi.org/10.4067/S0718-07052024000300103.

Dahlin, J. E., & Leifler, O. (2020). Curriculum integration of sustainability in engineering education – a national study of programme director perspectives. International Journal of Sustainability in Higher Education, 21 (5), 877–894. https://doi.org/10.1108/IJSHE-09-2019-0286.

Fabila, A. M., Minami H., & Izquierdo, M. J. (2013). La escala de Likert en la evaluación docente: acercamiento a sus características y principios metodológicos. Textos y Contextos. https://www.researchgate.net/publication/275962852_La_escala_de_Likert_en_la_evaluacion_docente_acercamiento_a_sus_caracteristicas_y_principios_metodologicos/citation/download.

Figueredo, N., García, L., & Pérez, R. W. (2018). La enseñanza-aprendizaje de la Química General universitaria con el uso de tareas docentes profesionalizadas. Maestro y sociedad, 15(4), 603- 617. ISSN 1815-4867.

Guamán, V. J., & Espinoza, E. E. (2022). Enseñanza para el desarrollo sostenible y la escuela. Maestro y Sociedad, 19(3), 1384-1396. ISSN 1815-4867.

González, A. (2025). ABET Strengthens Global Commitment to Sustainability through Engagement with WFEO. https://www-abet-org.translate.goog/abet-strengthens-global-commitment-to-sustainability-through-engagement-with-wfeo.

Gozin, F., & Hatami, J. (2024). Integrating sustainability in higher education curriculum: Big Ideas for Change (A Review Article). The International Journal of Learning Space Studies (IJLSS), 2(2), 32-51. https://doig.org/10.22034/lss.2023.419813.1012.

Legnani, W. (2008). La enseñanza de las ciencias y la formación del ingeniero. Revista Proyecciones, 6(2). 11-16. ISSN 2618-5474.

Lema, A., & Rivadeneira, J. (2025). La implementación del enfoque STEAM como herramienta para fomentar la creatividad y la innovación en la educación. Revista de Investigación Educativa Niveles, 2(2), 48-63. https://doi.org/10.61347/rien.v2i2.78.

Li, J. (2024). Effective Strategies for Interdisciplinary Integration in STEAM

Curriculum Design. Transactions on Social Science, Education and Humanities Research. Volume 85th International Conference on Education, Sport and Psychological Studies (ESPS 2024). e-ISSN: 2960-2262. https://doi.org/10.62051/gvesha87.

Machín, F. O., Céspedes, S. G., Riverón, A. N., & Fernández, E. (2017). Sostenibilidad, ingeniería y enseñanza de las ciencias básicas. Marco teórico conceptual. Revista Iberoamericana de Educación, 73, 179-202 - OEI/CAEU. https://doi.org/10.35362/rie730298.

Ministerio de Educación Superior. (2018). Plan de Estudios E para la carrera de Ingeniería Industrial.

Morales, I. C., Ferro, A., & Bárcenas, S. L. (2021). Propuesta metodológica para la educación ambiental en la enseñanza de la Química. Maestro y Sociedad, 18(1), 177-187 de 2021. ISSN: 1815-4867.

Pineda, D. Y. (2023). Enfoque STEAM: Retos y oportunidades para los docentes. Revista Internacional de Pedagogía e Innovación Educativa, 3(1). ISSN: 2745-0341. https://doi.org/10.51660/ripie.v3i1.115.

Salgado, R.E., & Céspedes, F. J. (2017). Implementación de Estrategias Curriculares en la Formación del Profesional en Ciencias Pedagógicas. ROCA. Revista científico - educacional de la provincia Granma, 13(4), ISSN: 2074-0735. RNPS: 2090.

Sánchez, J. R., & Torres, J. M. (2022). Validación de escala para medir conocimientos pedagógicos del mentor de enfermería en conducción de prácticas. Index de Enfermería, 31(3), 204-208. ISSN: 1699-5988.

Santillán, J. P., Jaramillo E. M., Santos, R. D., & Cadena, V. C. (2020). STEAM como metodología activa de aprendizaje en la educación superior. Polo del Conocimiento, 48 (5), 467-492. ISSN: 2550 - 682X. https://doi.org/10.23857/pc.v5i8.1599.

Tapia, C. E., & Gómez, J. W. (2025). Implementación de la metodología STEM en la educación superior: Retos y oportunidades. KIRIA: Revista Científica Multidisciplinaria, 3(6), 49-66. https://doi.org/10.53877/q43yqy55.

Tarlochan. F., Alduais. A., Chaaban. Y., & Du X. (2025). Integrating sustainability into STEM education and career development: a scientometric and narrative review. IJ STEM Ed ,12, 62. https://doi.org/10.1186/s40594-025-00582-y.

UNESCO (2017). Educación para los Objetivos de Desarrollo Sostenible: objetivos de aprendizaje. ISBN: 978-92-3-300070-4. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000252423.

Valiente, J. F., & Turro, A. (2024). Gestión ambiental del Ministerio de Educación Superior de Cuba y Tarea Vida en el 2023: Impacto en la ética ambiental y economía circular. Ciencias Holguín, 30(2), 59-69. ISSN: 1027-2127.

Vera, E., Mendoza, J. E. & Díaz, R. M., (2022). Estrategia interdisciplinaria en la formación del Técnico Medio en Construcción Civil. Maestro y Sociedad, 19 (1), 160-174. ISSN: 1815-4867.

Published

2026-06-01 — Updated on 2026-06-02

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