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jueves, 25 de agosto de 2011
Reflexión curricular basada en el curso de Lueny Morell
Presentado por: María del Pilar Arroyave Maya
Fecha: Agosto 24 de 2011
El curso impartido por la doctora Lueny Morell me confirma una vez más que la formación de los estudiantes de pregrado, y en especial de los programas de ingeniería, va mucho más allá que la transmisión de unos conocimientos que están consignados en los libros de texto y en las publicaciones científicas. El proceso de enseñanza – aprendizaje debe incluir el desarrollo de cualidades que le permitirán al profesional ser exitoso y enfrentar los retos del siglo XXI. Entre estas cualidades o valores se destacan la consciencia de los problemas del entorno, la creatividad, el trabajo en equipo, la autonomía y la curiosidad por los nuevos desarrollos tecnológicos en los campos de interés de su profesión.
El docente debe saber que no todos los alumnos aprenden de la misma manera y, por lo tanto, debe aplicar diferentes métodos de enseñanza con el fin de lograr capturar el interés de un mayor número de estudiantes. Independiente del método implementado, hay dos aspectos que deben garantizarse en los procesos de formación: la práctica y la emotividad. Con respecto a la práctica, está comprobado que los conocimientos y las habilidades se obtienen de manera más eficiente y se fijan en nuestro cerebro más sólidamente a través de las experiencias vivenciales que por otros medios. Aprender haciendo: aprendemos a montar en bicicleta, montándonos en la bicicleta, no leyendo y escuchando cómo hacerlo. El otro aspecto clave es la emotividad, que conlleva a la buena disposición y a la motivación. Sin embargo, el reto es cómo hacer que nuestras clases sean motivadoras y generen interés en los jóvenes. Esta no es una tarea fácil, especialmente en la época actual que hay tantas distracciones que pueden resultar más interesantes para ellos. Considero que una de las maneras de generar interés en los temas es mostrar una gama amplia de aplicaciones que tiene un tema en particular y mostrar cómo se puede hacer una apropiación de ellas.
Sin lugar a dudas, la competencia que todo estudiante y profesional de la ingeniería debe adquirir es la creatividad. Es el ingenio y la generación de nuevas soluciones lo que identifica a los ingenieros, cualquiera sea su apellido. Y, nuevamente, es un reto para el profesor hacer que sus alumnos desarrollen esa capacidad. Se podría pensar que la creatividad tiene un origen genético, es inherente al individuo, y por lo tanto es poco lo que puede hacer la educación para fomentarla. En mi experiencia docente he podido identificar que algunos estudiantes son más creativos que otros, y no necesariamente son los más dedicados al estudio y los que obtienen mejores notas. Sin embargo, también considero que existen métodos que pueden estimular y conducir a soluciones creativas a un determinado problema. Ese es el reto del profesor de ingeniería: qué hacer para que sus estudiantes sean más creativos e innovadores.
Basándome en las orientaciones presentadas en el curso y discutidas anteriormente, considero que mi práctica docente puede mejorar significativamente si incluyo las siguientes actividades durante el desarrollo de mis cursos:
• Preparar las clases siempre pensando en cuáles serán los métodos más efectivos para cada uno de mis estudiantes. Centrarme en el aprendizaje de ellos, no en mi enseñanza. Imaginar que soy un alumno más y determinar si la metodología que voy a utilizar sí logra capturar el interés del estudiante por el tema tratado y lo motiva. Presentar los conocimientos en diferentes formas: descriptivo, ecuaciones, gráficos, aplicaciones, simulaciones en el computador, entre otras. Una opción para conocer más a cada alumno es realizar una encuesta y preguntarles la manera que ellos consideran la más efectiva para lograr un mayor aprendizaje.
• Tratar, hasta donde sea posible, de buscar las aplicaciones que tengan los conocimientos que estoy impartiendo al programa específico de cada uno de ellos. Estas aplicaciones deben ser contextualizadas al entorno en que ellos viven.
• Plantear preguntas y ejercicios de diferentes grados de dificultad para ser resueltos individualmente o en grupos durante la clase y luego compartir con todo el grupo las diferentes respuestas.
• Discutir noticias de actualidad relacionadas con la asignatura o con el programa, pueden ser del periódico o los noticieros.
• Presentar videos cortos sobre el tema tratado, especialmente en aquellos momentos en los que se observe que los estudiantes están perdiendo su concentración.
• Cuestionar a los estudiantes sobre los principales problemas de su entorno que estén relacionados con el objeto de conocimiento de la asignatura, y solicitar que propongan diferentes tipos de soluciones a ese problema. Es con esta actividad que se quiere fomentar la creatividad y por lo tanto es importante que ellos sean conscientes de que están ante una situación retadora que les exige pensar en ideas innovadoras, y que la solución no está en los libros, ni la tienen otros profesores o expertos en el tema, sino que deben salir de cada uno de ellos. Compartir los resultados con el grupo.
• Utilizar métodos de aprendizaje activo, en los que se trabaje en pequeños grupos, leyendo, analizando y argumentando sobre un tema en particular. Lo discutido en los pequeños grupos se presenta luego al grupo completo. Para esta actividad se debe hacer una selección cuidadosa del tema, ya que algunos temas son complejos o requieren de conceptos previos, y por tanto el resultado no va a ser el esperado y los estudiantes pueden sentirse desorientados y que han perdido el tiempo. Los temas complejos es mejor que los explique el profesor.
• Plantear actividades prácticas como laboratorios, visitas y salidas de campo para el aprendizaje de todos aquellos temas para los que sea adecuado y pertinente hacerlo. El lema es: “Si puedes aplicar el aprender haciendo, hazlo”.
• Asignar actividades o trabajos en grupo de tal manera que la selección de integrantes sea aleatoria. Esto les permitirá conocer a otros compañeros diferentes a sus amigos cotidianos y aprenderán a trabajar en equipo.
• Con el fin de mejorar las habilidades de comunicación escrita, es importante asignar ensayos en las que ellos deben expresar sus opiniones respecto a determinado tema. Insistir en respetar los derechos de autor por lo que deben citar las referencias y además debe tener aportes personales, no todo extraído de los documentos consultados.
• Para mejorar las habilidades de comunicación oral, asignar la presentación de consultas y trabajos. Una buena práctica es hacer que los mismos compañeros evalúen las presentaciones, no tanto cuantitativamente, sino mencionando los aspectos positivos y aquellos por mejorar.
• Por último, realizar actividades y discutir temas que no sean parte del sistema de conocimientos del curso, sino que tengan el objetivo de contribuir a la formación integral y en valores personales. Y tener siempre presente que la mejor manera de enseñar estos aspectos es con el ejemplo.
Fecha: Agosto 24 de 2011
El curso impartido por la doctora Lueny Morell me confirma una vez más que la formación de los estudiantes de pregrado, y en especial de los programas de ingeniería, va mucho más allá que la transmisión de unos conocimientos que están consignados en los libros de texto y en las publicaciones científicas. El proceso de enseñanza – aprendizaje debe incluir el desarrollo de cualidades que le permitirán al profesional ser exitoso y enfrentar los retos del siglo XXI. Entre estas cualidades o valores se destacan la consciencia de los problemas del entorno, la creatividad, el trabajo en equipo, la autonomía y la curiosidad por los nuevos desarrollos tecnológicos en los campos de interés de su profesión.
El docente debe saber que no todos los alumnos aprenden de la misma manera y, por lo tanto, debe aplicar diferentes métodos de enseñanza con el fin de lograr capturar el interés de un mayor número de estudiantes. Independiente del método implementado, hay dos aspectos que deben garantizarse en los procesos de formación: la práctica y la emotividad. Con respecto a la práctica, está comprobado que los conocimientos y las habilidades se obtienen de manera más eficiente y se fijan en nuestro cerebro más sólidamente a través de las experiencias vivenciales que por otros medios. Aprender haciendo: aprendemos a montar en bicicleta, montándonos en la bicicleta, no leyendo y escuchando cómo hacerlo. El otro aspecto clave es la emotividad, que conlleva a la buena disposición y a la motivación. Sin embargo, el reto es cómo hacer que nuestras clases sean motivadoras y generen interés en los jóvenes. Esta no es una tarea fácil, especialmente en la época actual que hay tantas distracciones que pueden resultar más interesantes para ellos. Considero que una de las maneras de generar interés en los temas es mostrar una gama amplia de aplicaciones que tiene un tema en particular y mostrar cómo se puede hacer una apropiación de ellas.
Sin lugar a dudas, la competencia que todo estudiante y profesional de la ingeniería debe adquirir es la creatividad. Es el ingenio y la generación de nuevas soluciones lo que identifica a los ingenieros, cualquiera sea su apellido. Y, nuevamente, es un reto para el profesor hacer que sus alumnos desarrollen esa capacidad. Se podría pensar que la creatividad tiene un origen genético, es inherente al individuo, y por lo tanto es poco lo que puede hacer la educación para fomentarla. En mi experiencia docente he podido identificar que algunos estudiantes son más creativos que otros, y no necesariamente son los más dedicados al estudio y los que obtienen mejores notas. Sin embargo, también considero que existen métodos que pueden estimular y conducir a soluciones creativas a un determinado problema. Ese es el reto del profesor de ingeniería: qué hacer para que sus estudiantes sean más creativos e innovadores.
Basándome en las orientaciones presentadas en el curso y discutidas anteriormente, considero que mi práctica docente puede mejorar significativamente si incluyo las siguientes actividades durante el desarrollo de mis cursos:
• Preparar las clases siempre pensando en cuáles serán los métodos más efectivos para cada uno de mis estudiantes. Centrarme en el aprendizaje de ellos, no en mi enseñanza. Imaginar que soy un alumno más y determinar si la metodología que voy a utilizar sí logra capturar el interés del estudiante por el tema tratado y lo motiva. Presentar los conocimientos en diferentes formas: descriptivo, ecuaciones, gráficos, aplicaciones, simulaciones en el computador, entre otras. Una opción para conocer más a cada alumno es realizar una encuesta y preguntarles la manera que ellos consideran la más efectiva para lograr un mayor aprendizaje.
• Tratar, hasta donde sea posible, de buscar las aplicaciones que tengan los conocimientos que estoy impartiendo al programa específico de cada uno de ellos. Estas aplicaciones deben ser contextualizadas al entorno en que ellos viven.
• Plantear preguntas y ejercicios de diferentes grados de dificultad para ser resueltos individualmente o en grupos durante la clase y luego compartir con todo el grupo las diferentes respuestas.
• Discutir noticias de actualidad relacionadas con la asignatura o con el programa, pueden ser del periódico o los noticieros.
• Presentar videos cortos sobre el tema tratado, especialmente en aquellos momentos en los que se observe que los estudiantes están perdiendo su concentración.
• Cuestionar a los estudiantes sobre los principales problemas de su entorno que estén relacionados con el objeto de conocimiento de la asignatura, y solicitar que propongan diferentes tipos de soluciones a ese problema. Es con esta actividad que se quiere fomentar la creatividad y por lo tanto es importante que ellos sean conscientes de que están ante una situación retadora que les exige pensar en ideas innovadoras, y que la solución no está en los libros, ni la tienen otros profesores o expertos en el tema, sino que deben salir de cada uno de ellos. Compartir los resultados con el grupo.
• Utilizar métodos de aprendizaje activo, en los que se trabaje en pequeños grupos, leyendo, analizando y argumentando sobre un tema en particular. Lo discutido en los pequeños grupos se presenta luego al grupo completo. Para esta actividad se debe hacer una selección cuidadosa del tema, ya que algunos temas son complejos o requieren de conceptos previos, y por tanto el resultado no va a ser el esperado y los estudiantes pueden sentirse desorientados y que han perdido el tiempo. Los temas complejos es mejor que los explique el profesor.
• Plantear actividades prácticas como laboratorios, visitas y salidas de campo para el aprendizaje de todos aquellos temas para los que sea adecuado y pertinente hacerlo. El lema es: “Si puedes aplicar el aprender haciendo, hazlo”.
• Asignar actividades o trabajos en grupo de tal manera que la selección de integrantes sea aleatoria. Esto les permitirá conocer a otros compañeros diferentes a sus amigos cotidianos y aprenderán a trabajar en equipo.
• Con el fin de mejorar las habilidades de comunicación escrita, es importante asignar ensayos en las que ellos deben expresar sus opiniones respecto a determinado tema. Insistir en respetar los derechos de autor por lo que deben citar las referencias y además debe tener aportes personales, no todo extraído de los documentos consultados.
• Para mejorar las habilidades de comunicación oral, asignar la presentación de consultas y trabajos. Una buena práctica es hacer que los mismos compañeros evalúen las presentaciones, no tanto cuantitativamente, sino mencionando los aspectos positivos y aquellos por mejorar.
• Por último, realizar actividades y discutir temas que no sean parte del sistema de conocimientos del curso, sino que tengan el objetivo de contribuir a la formación integral y en valores personales. Y tener siempre presente que la mejor manera de enseñar estos aspectos es con el ejemplo.
lunes, 22 de agosto de 2011
PAUTAS PARA MEJORAR LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA
Hernán Darío Cortés Pérez
Área de Administración y Desarrollo Humano
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
El presente artículo ha sido desarrollado a partir de la propuesta de innovación curricular presentada por la Dra. Lueny Morell en un curso dictado en la Escuela de Ingeniería de Antioquia. El objetivo es analizar los principales aspectos de mejora de la educación en ingeniería con énfasis en el perfil del egresado y del docente como actores claves del proceso formativo. Los resultados indican la necesidad formar los estudiantes de ingeniería desarrollando competencias claves como creatividad e innovación, trabajo en equipo, comunicación oral y escrita y aprendizaje a lo largo de la vida.
Palabras clave: Competencias, Currículo, Instituciones de Educación Superior, Perfil del egresado, Perfil del docente en ingeniería.
1. Introducción
Este trabajo ha sido estructurado como una reflexión a partir del curso “la innovación del currículo: cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería”, dictado por la Dra. Lueny Morell, en la Escuela de Ingeniería de Antioquia, en agosto de 2011.
El contexto de la educación superior en Colombia y el mundo está enmarcado en los últimos años por una serie de cambios de orden tecnológico, económico, empresarial y social que conllevan a evaluar y la posibilidad de redefinir aspectos y características de los procesos clave de las instituciones universitarias, a fin de formar profesionales de la más alta calidad y como una respuesta apropiada a las demandas sociales de su entorno.
Específicamente lo anterior implica revisar de manera sistemática y minuciosa el rol y los perfiles de los actores principales de las instituciones dedicadas a prestar un servicio educativo: directivos, docentes y estudiantes.
El panorama mundial presenta transformaciones significativas que tienen un impacto sobre la educación superior con respecto a variables como las estructuras demográficas, los desarrollos en ciencia y tecnología, los fenómenos de globalización – regionalización, la consideración del conocimiento como bien transable con valor de uso y de cambio, la creciente democratización y la búsqueda de la equidad, el énfasis en construcción de capital social, el discurso alrededor de la alianza de civilizaciones y la autonomía (ASCUN, 2007).
En este sentido, el Instituto Internacional de la UNESCO para la educación superior en América Latina y El Caribe, IESALC (2008) estipuló en la conferencia Regional de la Educación Superior (CRES, 2008) que en un mundo globalizado con avances tecnológicos cada vez más significativos, hay que consolidar el papel de la Educación Superior en la región como un factor estratégico para el desarrollo sustentable, la promoción de la inclusión social, la solidaridad regional y garantizar la igualdad de oportunidades. En este contexto, las IES deben asumir un claro compromiso social y su responsabilidad como servicio público, promoviendo el desarrollo de la ciencia y la tecnología, al mismo tiempo que programas y actividades constructoras de los aspectos humanísticos y que apunten a la formación integral y de ciudadanía.
Marzo, Pedraja & Rivera (2006) plantean que el entorno en el que desarrollan sus actividades las instituciones universitarias está poniendo de manifiesto algunas debilidades en la formación impartida a sus egresados. Entre ellas se destaca la falta de adecuación entre las competencias potenciadas potenciadas por las universidades en sus alumnos y las demandadas por las organizaciones.
Al respecto, Checchia (2009) plantea que aspectos tales como la apertura de los mercados, la internacionalización de las economías, la globalización y la diversificación de los sistemas productivos, reclaman a las Instituciones de Educación Superior formar graduados preparados para actuar en un entorno cambiante, donde las competencias profesionales se presentan como factores distintivos de la calidad de la formación.
En general, las universidades dotan a sus titulados de un alto nivel de conocimientos teóricos. Esta competencia, aunque es valorada por las organizaciones, no resulta suficiente para ajustarse a la demanda de competencias profesionales que realizan dichas organizaciones (Marzo, Pedraja, & Rivera, 2006).
De la misma manera, Marzo, Pedraja & Rivera (2006) al citar a (Schultz, 1981; Lenzshow, 1991; Garduño, 1999) comenta que las universidades no están siendo capaces de adaptar sus planes de estudio, y los contenidos de las asignaturas, a las nuevas características del entorno. Los planes de estudio de las diferentes carreras universitarias suelen ser diseñados con la participación casi exclusiva de los profesores, prevaleciendo sus intereses frente a los manifestados por las principales beneficiarias del fruto de las instituciones universitarias, las organizaciones y la sociedad en general.
Tanto en Colombia como en el ámbito internacional existe un cierto consenso sobre la existencia de una crisis que afecta a la ingeniería tradicional. Es un hecho que la profesión ha perdido presencia y liderazgo en los asuntos relacionados con el desarrollo social y material de los países, al tiempo que se echa de menos los extraordinarios aportes de la ingeniería en las primeras décadas y mediados del siglo XX (Valencia Restrepo, 2010)
En este mismo sentido, Ulloa (2008) plantea que actualmente hay déficit de ingenieros tanto en Colombia como en el mundo occidental. Lo más preocupante de esta situación es que al parecer el estado, las empresas, las universidades y la sociedad en general no se han dado cuenta de las implicaciones que esta situación tiene para el desarrollo del país, pues sin ingenieros, no podremos competir en un mundo cada vez más globalizado. Necesitamos ingenieros para impulsar el desarrollo de muchos sectores hoy incipientes y en los cuales tenemos potencial para crecer y en los cuales tenemos potencial para crecer y los requerimos también para reinventar muchos sectores industriales en la región y el país, que han entrado o entrarán en crisis por los desarrollos tecnológicos y la globalización.
Ante esta situación expuesta se abren una serie de interrogantes que será menester atender y responder de una manera acertada por los organismos, instituciones y personas responsables de manera directa e indirecta en el mejoramiento de la educación impartida a los futuros ingenieros: ¿cuál es el perfil del futuro egresado de ingeniería? ¿Qué condiciones o paradigmas deben cambiar en las instituciones educativas? ¿Cuál es el nuevo rol del docente bajo este escenario? ¿Cuál es el perfil del docente?
2. Mejoramiento de la educación en Ingeniería
Morell (2011) plantea cinco aspectos esenciales que permiten lograr una mejora sustancial en el proceso de enseñanza-aprendizaje en el caso de la ingeniería:
i. Reformar el currículo y la experiencia de aprendizaje.
ii. Enfocarse en el aprendizaje.
iii. Fomentar la creatividad y la innovación.
iv. Implementar el mejoramiento continuo y un sistema de gestión de la calidad.
v. Educar el profesor de ingeniería del futuro.
A partir de esto, esta experta en temas educativos, propone que las instituciones de educación superior revisen y rediseñen los currículos de los programas académicos por medio del entendimiento de las necesidades de la sociedad, del mercado y los retos que se presentan en la sociedad postmoderna.
En este sentido, es evidencia que el diseño curricular de una carrera profesional responda, en primera instancia a las necesidades latentes de la sociedad y no las del mercado.
Las demandas sociales hacen referencia a un conjunto de problemas que son reconocidos como tales por un grupo social que asume la vocería y pone en evidencia la necesidad de atención sobre ellos. Así, se entiende que estas van mucho más allá de las demandas del mercado, en el sentido de que no se remiten exclusivamente a las expectativas de los estudiantes o los empleadores, sino a problemas más amplios, sensibles y generales, a cuya solución se puede y se debe contribuir, por supuesto, y entre otras, a través de la educación superior (Hernández, Saavedra, & Sanabria, 2006).
Perfil del egresado en ingeniería
Morell (2011) propone dentro del perfeccionamiento curricular que deben emprender las instituciones educativas, el perfil del egresado en ingeniería con base en un conjunto de competencias personales:
Destrezas técnicas
Creatividad / ingenio
Aprendizaje a lo largo de la vida
Buenas habilidades de comunicación
Capacidad analítica
Flexibilidad
Habilidades de Liderazgo
Ética
Resolución de problemas
Negocios y administración de destrezas
Marzo, Pedraja & Rivera (2006) en su investigación “Las deficiencias formativas en la educación superior: el caso de las ingenierías” concluyen, al revisar la literatura especializada sobre el tema, que existen cuatro grupos de competencias en los que, en una situación ideal, debería existir ajuste entre la fomentadas por las universidades en sus alumnos y las demandadas por las organizaciones a sus trabajadores. Dichos grupos son:
Contenidos de la Carrera: conocimientos prácticos que presentan los graduados.
Habilidades Sociales: comunicación oral, capacidad para integrarse a la empresa y para apreciar distintos puntos de vista.
Habilidades Metodológicas: capacidad para aplicar los conocimientos prácticos y teóricos, para pensar de forma crítica y para analizar e interpretar información, aprendizaje continuo.
Competencias Participativas: capacidades para trabajar bajo presión, para tomar decisiones y asumir responsabilidades, negociar y solucionar conflictos.
De igual forma, Mompó (2009), directivo de la Universidad Europea de Madrid, arguye que de ahora en adelante las universidades tendrán que volcarse en educar al joven ingeniero para la empleabilidad. Ya no vale formar al ingeniero según las inveteradas tradiciones de cada titulación, sino que ahora hay que combinar conocimientos con cualidades competenciales para el desempeño profesional que demandan las empresas, en un entorno económico cada vez más dinámico y global.
Las habilidades del ingeniero sólo se alcanzan su grado máximo de expresión cuando residen en una persona educada en los valores personales y las competencias profesionales que el ingeniero que la sociedad requiere hoy en día para sus ingenieros, que están llamados a cumplir misiones encaminadas a mejorar el bienestar de todos (Mompó, 2009):
El trabajo en equipo, en todas sus facetas, y en entornos internacionales y multiculturales dentro de un contexto de globalización.
La capacidad para el trabajo en equipos multidisciplinares, y también ser un ingeniero interdisciplinar.
La comunicación oral y escrita, según la forma en la que se trabaja en las empresas. Esta competencia también se debe dominar en inglés.
El carácter emprendedor (iniciativa, innovación, flexibilidad, dinamismo).
La cultura del esfuerzo, embebida en la propia cultura del aprendizaje.
Las competencias necesarias para formarse, y autoformarse a lo largo de la vida.
La responsabilidad.
De otro lado, Valencia (2010) comenta que en cuanto a los atributos del ingeniero, siguen teniendo cualidades tradicionales como apego a la realidad, sentido de los cuantitativo, capacidad de modelar, servir de puente entre la ciencia y la tecnología, potencial como innovador y líder de la industria. Estas no son suficientes y se requiere considerar otros atributos como la orientación del uso de la tecnología, la capacidad interdisciplinaria, el buen uso del lenguaje y la comunicación, la percepción de las relaciones entre lo técnico, administrativo, político, económico, ambiental.
De la misma forma se requiere un profesional de la síntesis y la integración, es decir, que sea capaz de separar para analizar, de reunir para sintetizar, de modo que un problema dado aparezca en su contexto natural. Esto exige un trabajo interdisciplinario en el cual el ingeniero puede desempeñar una tarea muy significativa si es capaz de sostener un diálogo respetuoso con otros saberes y al mismo tiempo aporta su capacidad de buscar soluciones (Valencia Restrepo, 2010).
Finalmente Ramírez (2009) presenta una propuesta de acciones que contribuyan al desarrollo de un pensamiento crítico aunado a una actitud creativa, como base para el desarrollo de competencias profesionales de los futuros ingenieros, en el esquema de un mundo globalizado, en el que la pareja ciencia-tecnología está ligada de manea natural.
Perfil del docente en ingeniería
De igual forma que en el perfil del egresado, Morell (2011) plantea en su propuesta de innovación curricular, el nuevo perfil del docente, enfatizando la necesidad de proveer al estudiante de un ambiente de aprendizaje, fomentar en los alumnos el trabajo en equipo, aplicar estilos de aprendizaje y emplear métodos apropiados de aprendizaje activo:
Comunicador superior
Experto en su materia
Aplicación de la ingeniería
Comprometido con diferencias culturales
Mentor / profesor efectivo
Jirón & Martínez (2009) realizaron un análisis de algunos aspectos relacionados con el conocimiento profesional de los profesores de ingeniería y proponen al final de su trabajo fortalecer el conocimiento profesional docente:
Mediante procesos de formación pedagógica y didáctica,
Propiciando procesos de reflexión sobre la práctica docente propia e
Impulsando procesos de investigación educativa que permitan caracterizar la cultura de base de los ingenieros colombianos y su incidencia en el conocimiento profesional docente.
González (2008) resalta las conclusiones del Centro de Planificación para América Latina destacando que el éxito de las instituciones educativas dependerá de la medida que se fomente la excelencia individual, y esto sólo se logrará cultivando un sofisticado tipo de destreza social: la competencia del liderazgo, dicha competencia capacita al docente para movilizar a un grupo de personas (alumnos, empleados y docentes) con el propósito de mejorar la calidad de la enseñanza. Como tal, los profesores deben gestionar un proceso de trabajo en el que participan muchas personas. Eso los convierte en líderes y en la forma en que se ejerza dicho liderazgo va a constituir una importante condición de la actuación docente (Zabalza, 2007).
3. Conclusiones
Las nuevas realidades de los escenarios nacional e internacional, reclaman con prontitud a las instituciones de educación superior, una modernización en la forma de educar a los futuros ingenieros de manera que se responda a las demandas sociales y a las necesidades particulares de las organizaciones.
Lo anterior promueve la necesidad de replantear el perfil del egresado de ingeniería, y de la misma, el perfil y el rol de los docentes universitarios responsables de la formación de los ingenieros.
En este orden de ideas, el perfil del egresado está enmarcado por competencias claves como creatividad e innovación, trabajo en equipo, comunicación oral y escrita y aprendizaje a lo largo de la vida.
Es menester investigar a futuro de manera exhaustiva cuáles son las condiciones o paradigmas deben cambiar en las instituciones educativas y los retos que deberán asumir en el contexto descrito en este documento.
4. Referencias
[1]. ASCUN, A. C. (2007). Políticas y estrategias de la educación superior en Colombia 2006-2010.
[2]. Checchia, B. (2009). Las competencias del docente universitario. Innovative Hight Education, 133-146.
[3]. González, O. (2008). El liderazgo transformacional en el docente universitario. Multiciencias, 36-47.
[4]. Hernández, A., Saavedra, J., & Sanabria, M. (2006). La formación administrativa en Colombia. El caso de las maestrías. Revista Facultad de Ciencias Económicas: Investigación y Reflexión, 21-38.
[5]. IESALC, I. I. (2008). Declaración de la Conferencia Regional de Educación Superior en América Latina y el Caribe. Plan de Acción. Cartagena, Colombia:: UNESCO.
[6]. Jirón, M., & Martínez, C. (2009). Conocimiento profesional de los profesores de ingeniería: una aproximación al problema. Manizales: TEA, Cuarto Congreso Internacional sobre Formación de Profesores de Ciencias.
[7]. Marzo, M., Pedraja, M., & Rivera, P. (2006). Las deficiencias formativas en la educación superior: el caso de las ingenierías. Cuadernos de gestión, 27-43.
[8]. Mompó, R. (Enero de 2009). Nuevo perfil competencial del ingeniero. Revista bit, 68-70.
[9]. Morell, L. (28 de julio de 2011). La innovación del currículo: cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería. Medellín, Antioquia, Colombia.
[10]. Ramírez, M. (2009). La importancia del desarrollo de competencias del futuro ingeniero. Recuperado el 17 de agosto de 2011, de www.unam.mx: http://www.dcb.unam.mx/Eventos/Foro3/Memorias/Ponencia_06.pdf
[11]. Ulloa, G. (2008). ¿Qué pasa con la ingeniería en Colombia? Ingeniería & Sociedad.
[12]. Valencia Restrepo, D. (2010). Crisis y futuro de la ingeniería. Ingeniería y Sociedad, 1-6.
[13]. Zabalza, M. A. (2007). Competencias docentes del profesorado universitario. Madrid: Narcea.
Área de Administración y Desarrollo Humano
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
El presente artículo ha sido desarrollado a partir de la propuesta de innovación curricular presentada por la Dra. Lueny Morell en un curso dictado en la Escuela de Ingeniería de Antioquia. El objetivo es analizar los principales aspectos de mejora de la educación en ingeniería con énfasis en el perfil del egresado y del docente como actores claves del proceso formativo. Los resultados indican la necesidad formar los estudiantes de ingeniería desarrollando competencias claves como creatividad e innovación, trabajo en equipo, comunicación oral y escrita y aprendizaje a lo largo de la vida.
Palabras clave: Competencias, Currículo, Instituciones de Educación Superior, Perfil del egresado, Perfil del docente en ingeniería.
1. Introducción
Este trabajo ha sido estructurado como una reflexión a partir del curso “la innovación del currículo: cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería”, dictado por la Dra. Lueny Morell, en la Escuela de Ingeniería de Antioquia, en agosto de 2011.
El contexto de la educación superior en Colombia y el mundo está enmarcado en los últimos años por una serie de cambios de orden tecnológico, económico, empresarial y social que conllevan a evaluar y la posibilidad de redefinir aspectos y características de los procesos clave de las instituciones universitarias, a fin de formar profesionales de la más alta calidad y como una respuesta apropiada a las demandas sociales de su entorno.
Específicamente lo anterior implica revisar de manera sistemática y minuciosa el rol y los perfiles de los actores principales de las instituciones dedicadas a prestar un servicio educativo: directivos, docentes y estudiantes.
El panorama mundial presenta transformaciones significativas que tienen un impacto sobre la educación superior con respecto a variables como las estructuras demográficas, los desarrollos en ciencia y tecnología, los fenómenos de globalización – regionalización, la consideración del conocimiento como bien transable con valor de uso y de cambio, la creciente democratización y la búsqueda de la equidad, el énfasis en construcción de capital social, el discurso alrededor de la alianza de civilizaciones y la autonomía (ASCUN, 2007).
En este sentido, el Instituto Internacional de la UNESCO para la educación superior en América Latina y El Caribe, IESALC (2008) estipuló en la conferencia Regional de la Educación Superior (CRES, 2008) que en un mundo globalizado con avances tecnológicos cada vez más significativos, hay que consolidar el papel de la Educación Superior en la región como un factor estratégico para el desarrollo sustentable, la promoción de la inclusión social, la solidaridad regional y garantizar la igualdad de oportunidades. En este contexto, las IES deben asumir un claro compromiso social y su responsabilidad como servicio público, promoviendo el desarrollo de la ciencia y la tecnología, al mismo tiempo que programas y actividades constructoras de los aspectos humanísticos y que apunten a la formación integral y de ciudadanía.
Marzo, Pedraja & Rivera (2006) plantean que el entorno en el que desarrollan sus actividades las instituciones universitarias está poniendo de manifiesto algunas debilidades en la formación impartida a sus egresados. Entre ellas se destaca la falta de adecuación entre las competencias potenciadas potenciadas por las universidades en sus alumnos y las demandadas por las organizaciones.
Al respecto, Checchia (2009) plantea que aspectos tales como la apertura de los mercados, la internacionalización de las economías, la globalización y la diversificación de los sistemas productivos, reclaman a las Instituciones de Educación Superior formar graduados preparados para actuar en un entorno cambiante, donde las competencias profesionales se presentan como factores distintivos de la calidad de la formación.
En general, las universidades dotan a sus titulados de un alto nivel de conocimientos teóricos. Esta competencia, aunque es valorada por las organizaciones, no resulta suficiente para ajustarse a la demanda de competencias profesionales que realizan dichas organizaciones (Marzo, Pedraja, & Rivera, 2006).
De la misma manera, Marzo, Pedraja & Rivera (2006) al citar a (Schultz, 1981; Lenzshow, 1991; Garduño, 1999) comenta que las universidades no están siendo capaces de adaptar sus planes de estudio, y los contenidos de las asignaturas, a las nuevas características del entorno. Los planes de estudio de las diferentes carreras universitarias suelen ser diseñados con la participación casi exclusiva de los profesores, prevaleciendo sus intereses frente a los manifestados por las principales beneficiarias del fruto de las instituciones universitarias, las organizaciones y la sociedad en general.
Tanto en Colombia como en el ámbito internacional existe un cierto consenso sobre la existencia de una crisis que afecta a la ingeniería tradicional. Es un hecho que la profesión ha perdido presencia y liderazgo en los asuntos relacionados con el desarrollo social y material de los países, al tiempo que se echa de menos los extraordinarios aportes de la ingeniería en las primeras décadas y mediados del siglo XX (Valencia Restrepo, 2010)
En este mismo sentido, Ulloa (2008) plantea que actualmente hay déficit de ingenieros tanto en Colombia como en el mundo occidental. Lo más preocupante de esta situación es que al parecer el estado, las empresas, las universidades y la sociedad en general no se han dado cuenta de las implicaciones que esta situación tiene para el desarrollo del país, pues sin ingenieros, no podremos competir en un mundo cada vez más globalizado. Necesitamos ingenieros para impulsar el desarrollo de muchos sectores hoy incipientes y en los cuales tenemos potencial para crecer y en los cuales tenemos potencial para crecer y los requerimos también para reinventar muchos sectores industriales en la región y el país, que han entrado o entrarán en crisis por los desarrollos tecnológicos y la globalización.
Ante esta situación expuesta se abren una serie de interrogantes que será menester atender y responder de una manera acertada por los organismos, instituciones y personas responsables de manera directa e indirecta en el mejoramiento de la educación impartida a los futuros ingenieros: ¿cuál es el perfil del futuro egresado de ingeniería? ¿Qué condiciones o paradigmas deben cambiar en las instituciones educativas? ¿Cuál es el nuevo rol del docente bajo este escenario? ¿Cuál es el perfil del docente?
2. Mejoramiento de la educación en Ingeniería
Morell (2011) plantea cinco aspectos esenciales que permiten lograr una mejora sustancial en el proceso de enseñanza-aprendizaje en el caso de la ingeniería:
i. Reformar el currículo y la experiencia de aprendizaje.
ii. Enfocarse en el aprendizaje.
iii. Fomentar la creatividad y la innovación.
iv. Implementar el mejoramiento continuo y un sistema de gestión de la calidad.
v. Educar el profesor de ingeniería del futuro.
A partir de esto, esta experta en temas educativos, propone que las instituciones de educación superior revisen y rediseñen los currículos de los programas académicos por medio del entendimiento de las necesidades de la sociedad, del mercado y los retos que se presentan en la sociedad postmoderna.
En este sentido, es evidencia que el diseño curricular de una carrera profesional responda, en primera instancia a las necesidades latentes de la sociedad y no las del mercado.
Las demandas sociales hacen referencia a un conjunto de problemas que son reconocidos como tales por un grupo social que asume la vocería y pone en evidencia la necesidad de atención sobre ellos. Así, se entiende que estas van mucho más allá de las demandas del mercado, en el sentido de que no se remiten exclusivamente a las expectativas de los estudiantes o los empleadores, sino a problemas más amplios, sensibles y generales, a cuya solución se puede y se debe contribuir, por supuesto, y entre otras, a través de la educación superior (Hernández, Saavedra, & Sanabria, 2006).
Perfil del egresado en ingeniería
Morell (2011) propone dentro del perfeccionamiento curricular que deben emprender las instituciones educativas, el perfil del egresado en ingeniería con base en un conjunto de competencias personales:
Destrezas técnicas
Creatividad / ingenio
Aprendizaje a lo largo de la vida
Buenas habilidades de comunicación
Capacidad analítica
Flexibilidad
Habilidades de Liderazgo
Ética
Resolución de problemas
Negocios y administración de destrezas
Marzo, Pedraja & Rivera (2006) en su investigación “Las deficiencias formativas en la educación superior: el caso de las ingenierías” concluyen, al revisar la literatura especializada sobre el tema, que existen cuatro grupos de competencias en los que, en una situación ideal, debería existir ajuste entre la fomentadas por las universidades en sus alumnos y las demandadas por las organizaciones a sus trabajadores. Dichos grupos son:
Contenidos de la Carrera: conocimientos prácticos que presentan los graduados.
Habilidades Sociales: comunicación oral, capacidad para integrarse a la empresa y para apreciar distintos puntos de vista.
Habilidades Metodológicas: capacidad para aplicar los conocimientos prácticos y teóricos, para pensar de forma crítica y para analizar e interpretar información, aprendizaje continuo.
Competencias Participativas: capacidades para trabajar bajo presión, para tomar decisiones y asumir responsabilidades, negociar y solucionar conflictos.
De igual forma, Mompó (2009), directivo de la Universidad Europea de Madrid, arguye que de ahora en adelante las universidades tendrán que volcarse en educar al joven ingeniero para la empleabilidad. Ya no vale formar al ingeniero según las inveteradas tradiciones de cada titulación, sino que ahora hay que combinar conocimientos con cualidades competenciales para el desempeño profesional que demandan las empresas, en un entorno económico cada vez más dinámico y global.
Las habilidades del ingeniero sólo se alcanzan su grado máximo de expresión cuando residen en una persona educada en los valores personales y las competencias profesionales que el ingeniero que la sociedad requiere hoy en día para sus ingenieros, que están llamados a cumplir misiones encaminadas a mejorar el bienestar de todos (Mompó, 2009):
El trabajo en equipo, en todas sus facetas, y en entornos internacionales y multiculturales dentro de un contexto de globalización.
La capacidad para el trabajo en equipos multidisciplinares, y también ser un ingeniero interdisciplinar.
La comunicación oral y escrita, según la forma en la que se trabaja en las empresas. Esta competencia también se debe dominar en inglés.
El carácter emprendedor (iniciativa, innovación, flexibilidad, dinamismo).
La cultura del esfuerzo, embebida en la propia cultura del aprendizaje.
Las competencias necesarias para formarse, y autoformarse a lo largo de la vida.
La responsabilidad.
De otro lado, Valencia (2010) comenta que en cuanto a los atributos del ingeniero, siguen teniendo cualidades tradicionales como apego a la realidad, sentido de los cuantitativo, capacidad de modelar, servir de puente entre la ciencia y la tecnología, potencial como innovador y líder de la industria. Estas no son suficientes y se requiere considerar otros atributos como la orientación del uso de la tecnología, la capacidad interdisciplinaria, el buen uso del lenguaje y la comunicación, la percepción de las relaciones entre lo técnico, administrativo, político, económico, ambiental.
De la misma forma se requiere un profesional de la síntesis y la integración, es decir, que sea capaz de separar para analizar, de reunir para sintetizar, de modo que un problema dado aparezca en su contexto natural. Esto exige un trabajo interdisciplinario en el cual el ingeniero puede desempeñar una tarea muy significativa si es capaz de sostener un diálogo respetuoso con otros saberes y al mismo tiempo aporta su capacidad de buscar soluciones (Valencia Restrepo, 2010).
Finalmente Ramírez (2009) presenta una propuesta de acciones que contribuyan al desarrollo de un pensamiento crítico aunado a una actitud creativa, como base para el desarrollo de competencias profesionales de los futuros ingenieros, en el esquema de un mundo globalizado, en el que la pareja ciencia-tecnología está ligada de manea natural.
Perfil del docente en ingeniería
De igual forma que en el perfil del egresado, Morell (2011) plantea en su propuesta de innovación curricular, el nuevo perfil del docente, enfatizando la necesidad de proveer al estudiante de un ambiente de aprendizaje, fomentar en los alumnos el trabajo en equipo, aplicar estilos de aprendizaje y emplear métodos apropiados de aprendizaje activo:
Comunicador superior
Experto en su materia
Aplicación de la ingeniería
Comprometido con diferencias culturales
Mentor / profesor efectivo
Jirón & Martínez (2009) realizaron un análisis de algunos aspectos relacionados con el conocimiento profesional de los profesores de ingeniería y proponen al final de su trabajo fortalecer el conocimiento profesional docente:
Mediante procesos de formación pedagógica y didáctica,
Propiciando procesos de reflexión sobre la práctica docente propia e
Impulsando procesos de investigación educativa que permitan caracterizar la cultura de base de los ingenieros colombianos y su incidencia en el conocimiento profesional docente.
González (2008) resalta las conclusiones del Centro de Planificación para América Latina destacando que el éxito de las instituciones educativas dependerá de la medida que se fomente la excelencia individual, y esto sólo se logrará cultivando un sofisticado tipo de destreza social: la competencia del liderazgo, dicha competencia capacita al docente para movilizar a un grupo de personas (alumnos, empleados y docentes) con el propósito de mejorar la calidad de la enseñanza. Como tal, los profesores deben gestionar un proceso de trabajo en el que participan muchas personas. Eso los convierte en líderes y en la forma en que se ejerza dicho liderazgo va a constituir una importante condición de la actuación docente (Zabalza, 2007).
3. Conclusiones
Las nuevas realidades de los escenarios nacional e internacional, reclaman con prontitud a las instituciones de educación superior, una modernización en la forma de educar a los futuros ingenieros de manera que se responda a las demandas sociales y a las necesidades particulares de las organizaciones.
Lo anterior promueve la necesidad de replantear el perfil del egresado de ingeniería, y de la misma, el perfil y el rol de los docentes universitarios responsables de la formación de los ingenieros.
En este orden de ideas, el perfil del egresado está enmarcado por competencias claves como creatividad e innovación, trabajo en equipo, comunicación oral y escrita y aprendizaje a lo largo de la vida.
Es menester investigar a futuro de manera exhaustiva cuáles son las condiciones o paradigmas deben cambiar en las instituciones educativas y los retos que deberán asumir en el contexto descrito en este documento.
4. Referencias
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[2]. Checchia, B. (2009). Las competencias del docente universitario. Innovative Hight Education, 133-146.
[3]. González, O. (2008). El liderazgo transformacional en el docente universitario. Multiciencias, 36-47.
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[5]. IESALC, I. I. (2008). Declaración de la Conferencia Regional de Educación Superior en América Latina y el Caribe. Plan de Acción. Cartagena, Colombia:: UNESCO.
[6]. Jirón, M., & Martínez, C. (2009). Conocimiento profesional de los profesores de ingeniería: una aproximación al problema. Manizales: TEA, Cuarto Congreso Internacional sobre Formación de Profesores de Ciencias.
[7]. Marzo, M., Pedraja, M., & Rivera, P. (2006). Las deficiencias formativas en la educación superior: el caso de las ingenierías. Cuadernos de gestión, 27-43.
[8]. Mompó, R. (Enero de 2009). Nuevo perfil competencial del ingeniero. Revista bit, 68-70.
[9]. Morell, L. (28 de julio de 2011). La innovación del currículo: cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería. Medellín, Antioquia, Colombia.
[10]. Ramírez, M. (2009). La importancia del desarrollo de competencias del futuro ingeniero. Recuperado el 17 de agosto de 2011, de www.unam.mx: http://www.dcb.unam.mx/Eventos/Foro3/Memorias/Ponencia_06.pdf
[11]. Ulloa, G. (2008). ¿Qué pasa con la ingeniería en Colombia? Ingeniería & Sociedad.
[12]. Valencia Restrepo, D. (2010). Crisis y futuro de la ingeniería. Ingeniería y Sociedad, 1-6.
[13]. Zabalza, M. A. (2007). Competencias docentes del profesorado universitario. Madrid: Narcea.
PROPUESTAS PEDAGOGICAS PARA EL PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
Figuras 1 y 2. Test set up for torsion in tubes for the course of strength of materials and Test set up for a pure flexion test of a concrete beam as part of the course of concrete design.
Carlos Andrés Blandón
Estructuras y Construcción
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
Nowadays engineering faces problems and challenges that in general have more complications and have different characteristics compared to those presented some decades ago. Life styles and current demands require engineers with strong technical background but also with social and communication skills. Engineer are required to have strong analytical skills, they are expected to be problem solvers, flexible and capable to adjust to quick technological changes.
In addition, nowadays knowledge of each discipline on civil engineering grows a fast pace. It is no longer possible to continue including contents to the courses and it is of little use keeping same contests of several years ago just by the concern that someday students may need to apply a particular concept or technique. It has been realized that to cope with continuously evolving engineering, it is of key importance providing students with strong basic mathematical and scientific concepts but more important is helping the student to develop the capacity of learning by themselves.
Proposal for three different aspects were included in this paper including modifications to the curriculum, teaching strategies and introduction of integral application projects. Some of these proposals have been partially implemented but additional effort has to be carried out to integrate them to the entire curriculum, in particular in the line of structural engineering.
Keywords : Civil engineering curriculum, Structural engineering lab, Teaching strategies.
1. Introduction
Traditional education system was established several centuries ago with the main aim of providing education to large groups of people with the less possible resources. The idea of educating the entire population was revolutionary given that during that period of history such privilege was available for a few fortunate. This system however has shown several drawback in modern history due dramatic changes in culture and technology. Poor student grades, school desertion, poor overall retention, lack of concepts understanding and student stress are evidence of such shortcomings from modern educational system and techniques.
Moreover, it is common to hear complaints from employers about the lack of quality of recent graduated students for both technical and personal skills. Engineering education has not been the exception and this is one of the main reasons there is a global effort to generate solutions to overcome the problems of the education system. There is a need for enhancing the skills that students should have to face the present and future challenges of the profession having in mind the large amount of constrains and uncertainties of modern world.
Leading engineers from different disciplines and fields of engineering have gathered together in different occasions to evaluate the current situation of their profession and to set visions of the engineering profession including the challenges at educational level for both students and faculty.
One of the main conclusions, obtained from one of these meetings, was the importance of making aware the future engineers that they will be the only responsible for their own continual education. This means that during their time at the university, students will not only acquire the basic principles of the profession but more important they should develop the ability to learn by themselves (NAE, 2004). The findings from this meeting, which covered all engineering professions, were similar to those reported from a similar exercise carried out for the civil engineering profession (ASCE, 2007).
In particular, both references previously mentioned, discuss the skills that future engineers should have. When comparing these reports, it is found that such abilities are practically the same in both cases. Among others, the principal characteristics of the 2020 (NAE, 2004) or the 2025 (ASCE, 2007) engineer include strong analytical skills, creativity, communication and social skills, business and management abilities and highly ethical principles.
To obtain such skills, in addition to the basic principles of the engineering discipline, engineers gathered in these exercises have found that there are several issues that have to be overcome by students, institutions and faculty. All of them must make an effort to achieve the goals in these visions.
In this paper, several tasks are proposed to help achieving the vision of this new generation of engineers. The proposals are focused specifically in the courses of structural analysis and design for civil engineering. Three different issues will be discussed including course content and demands due to time reduction, practical and active learning, real cases applications.
2. Proposals for improving student performance in the field of structural engineering
The report by the National Academy of Engineering calls the attention about the fact that, in general, engineering programs demand more time and effort than other professional degrees. To cope with this fact, the same reference mentions three possible solutions which include “(a) cut out some current requirements, (b) pestructure courses to teach them more effectively (c) increase time spent in school to become an engineering professional” (NAE, 2004). These issues, among others, will be discussed in the following sections.
2.1 Modifications to civil engineering courses Modification of curriculum is one of the different strategies that should be applied to achieve the goal of educating current and future engineers towards the desired vision of engineering and more specifically, civil engineering. Such changes have already been occurring. The work of Escamilla (2009) reports the history of changes occurred since the 1960´s in the curriculum of structural engineering. In the 60´s a total of nine courses were included in the area of structural engineering but this number has been decreasing until a final number of five in the recent years. Some of the courses have been completely taken out from the undergrad level and move to postgrad courses. The most basic courses have been reorganized to achieve a more effectively and more comprehensive way.
The current civil engineering curriculum in the EIA is characterized by a large amount of traditionally guided courses given very little space for flexibility. Contents of these courses in general are very extensive in particular for the structural engineering line. There are particular cases as the line of statistics, quantitative methods and simulation which have a total of 13 credits. This line has more credits that other particular lines more directly related to civil engineering such as pavements design, transit engineering and the line of geotechnical and foundation engineering. There are courses that are no more than a “just in case one day you need it”. This is the case of the course on electromagnetism and waves which has the same amount of credits as the statics course which is a fundamental course in the line of structural engineering. This example shows little balance in the curriculum, hence it is proposed to remove the course of electromagnetism and waves.
Structural engineering line has 16 credits followed the hydraulics line with 13 credits. Even if the author of this paper is part of the structural engineering line, it is clear that there is some unbalance in the curriculum that should be reevaluated. Curriculum in universities from USA and New Zealand include several integral design courses in his program. Such courses involve designing a project from scratch including, in addition from the technical aspects, social, economic, and legislative aspects.
In this paper it is proposed to include some flexibility to the curriculum to include integral design courses. The required space could be created by simplifying contents or by removing courses. Students that show particular interest in one area could take an optative design individual course in the related field of interest during his last year under the supervision of a faculty professor.
This proposal is not based only on intuition or experience but is also based on recommendations included in documents as the one presented by the National Academy of Engineering (2004) of the United States.
In addition to providing the basic concepts required to practice the profession of engineering, courses should also work towards the development of different skills required for the civil engineer professional. EIA Curriculum could help to achieve these skills. An interesting chart showing the contribution of each course to the final goals of educations can be found at http://www.ce.berkeley.edu/undergrad/curriculum/initiative.
2.2 Modifications to teaching strategies Teaching of subjects in the field of structural engineering has been based on a traditional “talk and chalk” strategy. Some years ago this was a very valuable approach given that in many cases the class was taught by an engineer with a vast experience in the field. Class was complemented in several cases by homework to solve practical exercises. Grading of the course was mainly based on written individual examination that required intensive preparation by the student. Even if this methodology was effective in many cases it proved to have several drawbacks.
Students were rarely motivated to learn about topics different from those given by the teacher. There were very few hands on experience leaving a gap between theoretical concepts and the actual physical phenomena. Students had to adjust to the teaching system and the teacher before feeling comfortable with the courses and the classes, even if in many cases this adjustment never happened. Classes covered a subject of the course but little contextualization was given to students which were not motivated to connect and analyze problems from an overall point of view. Individual work and evaluations did not help developing social, team work and communication skills. Limited space was limited to creative activities and research on related topics.
In order to enhance the efficiency of learning several approaches and activities have been incorporated in the different courses in the area of structural engineering taught at the EIA.
These changes are guided by recommendations of experts including seminars and written
references. One of the main guides used have been prepared by the Teaching and Learning Laboratory of the MIT (2011). Based on these guides, some activities have been incorporated as follows:
· Laboratory experience “Activities that are interesting and challenging, but which also create opportunities for students to have fun, can enhance the learning experience.” (TLL, 2011).
· Reading and free essays on related topics.“Students asked to perform research activities in their assignments have expressed surprise and excitement at the challenge of doing something different from a conventional assignment; at the same time, they reported that the work was stimulating and enjoyable” (McInnis et al, 2003).
· Field trips. “Learning is essentially a matter of creating meaning from the real activities of daily living. By embedding subject matter in the ongoing experiences of the learners and by creating opportunities for learners to live subject matter in the context of real-world challenges, knowledge is acquired and learning transfers from the classroom to the realm of practice.” (Stein, 1998).
· Guest for classes in different topics. “Assessment directly contributes to learning both by clarifying what is desirable or required and by closing a feedback loop between students’ learning efforts and their achievements. Telling students what is required will assist them to direct their learning efforts.” (Isaacs, 2001).
· Integral problem homework. “Learners construct meaning out of their prior understanding. Any new learning must, in some fashion, connect with what learners already know…learners construct their sense of the world by applying their old understanding to new experiences and ideas.” (Schulman,1999).
· Social service. “…engineers in 2020 who will remain well grounded in the basics of mathematics and science, and who will expand their vision of design through a solid grounding in the humanities, social sciences, and economics. Emphasis on the creative process will allow more effective leadership in the development and application of next-generation technologies to problems of the future.” (NAE, 2004).
· Multiple class teaching strategies. “Students learn in different ways and their learning can be better supported by the use of multiple teaching methods and modes of instruction (visual, auditory, kinaesthetic, and read/write).” (TLL, 2011).
“There are many roads to learning. People bring different talents and styles of learning to college. Brilliant students in the seminar room may be all thumbs in the lab or art studio. Students rich in hands-on experience may not do so well with theory. Students need the opportunity to show their talents and learn in ways that work for them. Then they can be pushed to learn in new ways that do not come so easily.” (Chickering and Gamson, 1987).”
Even if it would be possible to introduce even more techniques it requires time and progressive evaluation of the achievements obtained by the methods under implementation or already implemented. In the future, additional strategies will be evaluated. In the following paragraphs, each of the methodologies under implementation and already implemented are briefly described.
· Laboratory experience includes the fabrication of simple and complex prototypes,
theoretical predictions, experimental verification, group discussion, written reports, data reduction and analysis. Laboratory guides have been developed for the courses of strength of materials, concrete design, and structural design. Guidelines for the course of structural analysis are still under development.
For the course of strength of materials, four practical laboratories have been incorporated namely (a) stress characterization and material mechanical properties, (b) torsion in tubes, (c) Beams in flexion, and (d) principal strains and stresses. Test set ups have been built from scratch and with local supplier in order to set an example to students about creativity and local engineering, even if sometimes set up does not work correctly the first time. Fig 1 shows the test set up for the lab of torsion in tubes.
The course of concrete design involves a lab on beam flexure. This requires the design, construction and testing of concrete beams. Each specimen is designed to fail under different failure modes. A prediction of the behavior is required before conducting the test. Beams are built from scratch. Students have to coordinate the construction of formwork, steel layout, fabricate stir ups and hooks, prepare concrete mix, pouring the concrete, testing the mix and testing the beam. This activity requires intense physical effort so students have at least a limited
experience about the work that has to be carried out by workers involved in construction projects. Due to the large amount of work required this lab is carried out during the entire semester. Fig 2 shows the test set up and testing of one of the beams carried out by the students.
The course on structural design involves three different lab activities including (a) response of single degree of freedom systems, (b) response of multiple degree of freedom systems, and (c) design of reinforced concrete beams with seismic detailing. Fig 3 shows a test carried out by students on a balsa wood building.
In all cases, sensors and data acquisition set up complement the lab practice. Students are introduced to this technology which nowadays is becoming more popular and can be found in diverse applications in real structures.
Even if not all the laboratories have been a success and set ups still require adjustments, students have had the opportunity to interact and close the gap between theory and real life situations. Feedback from students is scatter. Some students enjoy the activities and get involved in the ejection of the tests while there are others that would prefer to skip coming to the lab. Figures 1 to 3
Whatever the preference, lab activities constitute an important approach to achieve one of the main characteristic required for a civil engineer according to ABET. Requirements from this organization include among others “…the ability to conduct laboratory experiments and to critically analyze and interpret data in more than one of the recognized major civil engineering areas…”. (ABET, 2010).
Fig. 1. Test set up for torsion in tubes for the course of strength of materials.
Fig. 2. Test set up for a pure flexion test of a concrete beam as part of the course of concrete design.
Fig. 3. Test set up for the lab of multiple degree of freedom systems as part of the course of structural design.
· Reading and free essays on related topics is one important activity aimed to develop research, comprehension and report writing skills. It also allows students to have a broader view of the field and promote interest in topics out of the scope of the course. In this activity that is assigned to the students least once for each course, groups are formed to read and discuss about a specific topic. Some examples of contents on previous reports are: design of maritime structures, high rise buildings, architectonic concrete, structural design of dams, etc. This methodology has used only for the course of structural design.
· Field trips provide students with an insight of the real practice of engineering. At least one activity of this kind is included for each course which includes visiting existing or under construction building or bridges under the supervision of site engineers and designers. These activity helps linking the course content to real practice applications.
· Guests are invited to give lectures and share experiences in different topics related to the course. Exposing the students to talks of practical engineers test their knowledge and make them exercise the new acquired language. Guest often challenge the students to learn more about the subject and calls the attention about the concepts that should be learnt and skills that should be developed.
· Integral problem homework consists on a specific study case that has to be solved as the course advances. This activity contextualizes the students and builds knowledge step by step. Such problem has been used in the course of structural design but could be implemented as one single problem starting at the course of structural analysis.
· Social service has been included in the activities of the structural design course. In coordination with the office of risk mitigation and disaster prevention of Envigado, the students have participated in field surveys of buildings located in areas defined as zones of high vulnerability. Students have applied concepts acquired during the course of structural engineering in the evaluation of building vulnerability. Results from the survey have been used as key information for the city POT. These activities also are aimed to contextualizing the students to the reality of the city they live and to create interest in public policy and involvement
in the public sector.
· Multiple class teaching strategies are continuously used during lectures. These
methodologies include presentations, questions, practical exercises, videos, individual and group work. There is still a large amount of work to do in order to successfully achieve a balance between the different strategies and reaching the aim of enhancing student retention and understanding.
2.3 Introduction of integral application projects As previously mentioned, one of the main drawbacks of traditional teaching methodology is the difficulty to create the ability of student to connect concepts and think in an overall context.
Students are used to take and pass courses without realizing that concepts learnt will be used in the following courses. In addition, during the first years there is a poor connection between the course contents and real engineering applications.
One alternative that could be used to create a link between the different courses and motivate students from the first year of school would be direct application activities. It would be possible to exercise the inherent creativity from young students, plus the theories and concepts recently acquired, by applying all of them to an integral project that covers the different areas of civil engineering.
In the first year of school, students are involved in an activity with these characteristics in the course of introduction to engineering. Such activity could be integrated to the rest of the curriculum as it has been the case of other engineering programs offered by the EIA.
3. Conclusions
After analyzing and evaluating recommendations and guides form different sources, it is clear that it necessary to introduce modifications to the civil engineering curriculum. Proposals for modifications in three aspects were briefly discussed including modifications in the general course content, teaching strategies and introduction of courses based on integral design problems.
Even if some items on the proposal have been introduced to specific courses on the line of structural engineering, it is required to make some more integral modifications to the curriculum.
Such modifications include articulation between courses to enhance retention, balance the different areas of knowledge in civil engineering and open spaces for courses based on integral design and problem solutions.
Courses also need to clearly state, not only the technical abilities of the specific field, but how are they going to contribute to develop skills required in future civil engineering professionals including analytical and lab skills, written and oral communication, ethical principles, creativity, multidisciplinary work, understanding engineering solution in global and societal contexts and self-learning capacity among others.
4. References
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guidelines.html
PROPUESTA METODOLÓGICA DE TRES MOMENTOS PARA UNA CLASE DE INGENIERÍA
Róbinson Alberto Torres Villa
Área de Electricidad y Electrónica
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
En el presente texto se presenta una propuesta metodológica para el desarrollo de una clase de ingeniería, que pretende desarrollar un aprendizaje significativo en los estudiantes y por tanto, el desarrollo de competencias en los futuros ingenieros. La propuesta se componen de tres momentos a saber: momento de sensibilización o motivación, momento de conceptualización y momento de aplicación o transferencia. En el texto se muestran dos ejemplos de cómo aplicar la propuesta y finalmente se presenta una estrategia para la implementación de un diseño experimental que permita validar dicha propuesta.
Palabras clave: Aprendizaje activo, Estilos de aprendizaje, Momento de sensibilización, Momento de conceptualización, Momentos de aplicación.
1. Introducción
Conscientes de la creciente necesidad de generar estrategias de aprendizaje activas, que tomen en cuenta las distintas vías y estilos de aprendizaje de los estudiantes de ingeniería [Morell, 2011] y para garantizar la eficacia y el dinamismo del proceso de enseñanza-aprendizaje, se hace necesario la creación de nuevas propuestas metodológicas que sirvan para el desarrollo de las clases de ingeniería de forma que garanticen el desarrollo de competencias en los futuros ingenieros.
A continuación se presenta una propuesta metodológica para el desarrollo de una clase de ingeniería, así como una estrategia para la implementación y evaluación de dicha propuesta metodológica. El desarrollo de la clase está compuesto por tres momentos: Momento de sensibilización, momento de conceptualización y momento de aplicación.
En estos tres momentos se desarrollarán actividades tendientes a despertar el interés de los estudiantes tomando en cuanto los distintos estilos o vías de aprendizaje como son: el auditivo, el sensorial, el visual y el reflexivo.
La descripción de cada uno de estos momentos, de manera detallada, se muestra a continuación. Al final se dan dos ejemplos de las actividades a implementar en cada uno de los momentos.
2. Propuesta de tres momentos para una clase de ingeniería
Para empezar la clase se realiza un pequeño encuadre para plantear el tema que se tratará y dejar claro el objetivo de la clase y luego se empieza con el desarrollo de los tres momentos que se explican a continuación:
2.1 Momento de sensibilización
El momento de sensibilización o motivación está constituido por todas aquellas actividades que puedan despertar el interés del estudiante acerca del tema que se tratará en una clase particular. Las actividades, en la medida de lo posible, deberán impactar el estudiante para lograr captar la atención y despertar el interés por participar en la clase para descubrir las leyes, principios, fenómenos, características, etc. que explican, rigen o fundamentan la actividad mostrada como conducta de entrada.
Entre las actividades propuestas para esta etapa se pueden contar: Videos (visuales), lecturas de casos curiosos o importantes relacionados con la temática (auditivos), ejercicio experimental o trabajo con las manos (sensorial) o el planteamiento de un problema o pregunta que invite a pensar detenidamente en la solución a dicho problema (reflexivo, imaginativo).
En este momento no se resolverán preguntas, tan sólo se formularán o presentarán las actividades de manera que se dejará abierto el problema para empezar el proceso de indagación por parte del estudiante para dar solución o para entender la situación mostrada más adelante.
2.2 Momento de Conceptualización
En este momento se exponen las leyes, principios, fundamentos, etc. Del tema planteado a desarrollar en la clase respectiva. Se realizarán algunos ejercicios, si es del caso, para reforzar el tema tratado.
Entre las actividades, medios y formas empleados para este momento se pueden contar: El desarrollo del tema en modalidad de case magistral con ayuda del tablero, presentación de diapositivas, lecturas para descubrir algún concepto particular con su posterior discusión y aclaración por parte del profesor, los seminarios, presentación de diapositivas, trabajo en equipo con lecturas que apoyen el entendimiento de la problemática o de los principios empleados para dar solución a dicha problemática, entre otros.
2.3 Momento de aplicación
En el momento de aplicación o transferencia se retomarán los conceptos vistos en el momento de sensibilización, se retomarán las inquietudes surgidas allí y cómo a la luz de los conceptos vistos en el momento anterior se resolverán dichas inquietudes o se mostrará claramente cómo los conceptos se aplican a esos ejemplos de sensibilización o motivación previamente mostrados.
Adicionalmente se buscará desarrollar una transferencia de dichos conceptos en otros ejemplos o aplicaciones distintas a las presentadas al principio, de forma que se pueda dar una generalización de los conceptos vistos. Por medio de esta transferencia también se buscará de qué forma esos conceptos o aplicaciones afectan la vida cotidiana de una sociedad o la de los mismos estudiantes y se pregunta acerca de cómo se podría resolver el problema desde otra óptica o perspectiva y de su transferencia a otros problemas cotidianos, de manera que se pueda generar un valor añadido en la sociedad.
3. Ejemplo 1 de la propuesta
El ejemplo que se muestra a continuación es tomado del curso de electrónica digital y microcontroladores [Kiron, 2011] y desarrolla el tema del diseño de circuitos combinacionales [Brown, 2009]. Es la clase final de este capítulo, con lo cual, los estudiantes ya tienen los conceptos de los elementos básicos constitutivos de tales circuitos digitales, sólo faltan los últimos elementos para poder diseñarlos.
3.1 Momento de sensibilización
Para este momento se presentará un video o un proyecto desarrollado en el que se muestra un sistema de control para una bomba de infusión de medicamentos que tienen tres tanques con los medicamentos A, B y C. Los tanques poseen un detector de nivel de medicamento que genera un pulso o señal en alto cuando el nivel cae por debajo de un umbral preestablecido. El sistema completo debe generar una alarma amarilla cuando 1 o dos tanques han activado la señal en alto y debe generar una alarma roja cuando los tres tanques tienen la señal en alto.
Se mostrará el sistema funcionando y se pedirá explicaciones acerca del funcionamiento y el procedimiento de diseño del sistema de control. Todas las respuestas se recogen, sin dar la solución al problema planteado.
3.2 Momento de conceptualización
En este apartado se presentarán los siguientes conceptos fundamentales:
• Concepto de construcción de tablas de verdad con varias entradas y varias salidas.
• Construcción de Mapas de Karnaugh a partir de tablas de verdad.
• Extracción de funciones lógicas a partir de mapas de Karnaugh.
• Diseño de circuitos digitales combinacionales a partir de funciones lógicas.
• Implementación física de los circuitos combinacionales.
Esta etapa se realizará por medio de ilustraciones de problemas más simples hasta los más complejos e integradores (método inductivo). Puede ser magistral o con trabajo en equipo.
3.3 Momento de aplicación
Se retomará el problema planteado y se desarrollará con el apoyo y la intervención de todos. Primero se dará una solución teórica y luego se buscarán herramientas computacionales [Proteus, 2011] para su simulación. Finalmente se implementará el sistema en un circuito físico y se verá su resultado en el mundo real. Nota: Este sistema real estará prediseñado, de forma que sea relativamente rápido la implementación de la solución lograda entre todos.
Finalmente se hará una proyección o transferencia mostrando cómo los circuitos combinacionales se pueden encontrar en otros problemas de la vida cotidiana o cómo la electrónica digital puede contribuir a plantear soluciones en diferentes ámbitos de la vida en sociedad.
4. Ejemplo 2 de la propuesta
El siguiente ejemplo es tomado de la física mecánica [Finn, 2000] y está relacionado con la ilustración del movimiento parabólico.
4.1 Momento de sensibilización
Para este momento se presentará un video o se llevará a los estudiantes al campo para jugar con el lanzamiento de cohetes propulsados por una fuente de energía previamente seleccionado.
Luego del juego se preguntará a los estudiantes acerca de cómo medir la distancia y altura a la que llegarán los proyectiles o cohetes lanzados. Se hará una competencia para ver cuál es el que mayor alcance tiene; partiendo de unas condiciones iniciales semejantes, pidiendo sólo variar el ángulo de partida.
4.2 Momento de conceptualización
En este apartado se presentarán los siguientes conceptos fundamentales:
• Conceptos de física mecánica para el tiro parabólico.
• Deducción de ecuaciones fundamentales que rigen el tiro parabólico.
• Determinación de aceleración, longitud máxima, altura máxima, condiciones iniciales, ángulo de partida, aerodinámica, etc.
Se harán deducciones teóricas del problema del tiro parabólico.
4.3 Momento de aplicación
Se retomará el problema del lanzamiento del cohete y se harán simulaciones computacionales o una competencia simulada para entender cuáles serán los parámetros a tener en cuenta para el éxito en la competencia.
5. Evaluación de la propuesta de los tres momentos
Con el fin de validar la propuesta metodológica presentada aquí es necesario plantear un diseño experimental [Montgomery], para ello se requiere una estrategia que mínimamente tome dos grupos de estudiantes que tengan circunstancias similares, es decir, que están en el mismo semestre, con edades semejantes, con una distribución aleatoria de promedios y carreras (deseables), etc. En el primer curso se trabajará con una metodología de enseñanza-aprendizaje tradicional y con el otro grupo se implementará la propuesta. La variable a medir será la nota promedio final del grupo y se hará un análisis de varianza, ANOVA, en el que se buscará comprobar la hipótesis de que existen diferencias significativas desde el punto de vista estadístico en la nota promedio de los dos grupos estudiados. El estudio se debe realizar por lo menos durante un semestre.
Una vez se obtenga el análisis de los resultados del procedimiento experimental se podrán tomar decisiones con respecto a la implementación de la metodología propuesta en los cursos de un área y así realizar un análisis experimental más amplio para luego evaluar su posible implementación en otras áreas.
6. Conclusiones
El proceso de enseñanza-aprendizaje es dinámico y requiere de un perfeccionamiento continuo, de una innovación permanente, de modo permita a los agentes involucrados en dicho proceso, contar con herramientas eficaces que garanticen un aprendizaje significativo con el consecuente desarrollo de competencias de los profesionales de ingeniería.
En el presente texto se presenta una propuesta metodológica desarrolla en tres momentos, durante una clase de ingeniería, buscando generar espacios de motivación y participación eficaz, de modo que se garantice ese aprendizaje significativo requerido para el desarrollo de competencias. Los tres momentos a desarrollar son: Momento de sensibilización o motivación, momento de conceptualización y momentos de aplicación o transferencias.
Es de anotar que cada momento contará con un grupo de actividades, formas y medios que motiven e incentiven la participación de los estudiantes, teniendo en cuenta las distintas vías de aprendizaje como son la visual, la auditiva, la reflexiva y la sensorial, de acuerdo a las personalidades heterogéneas que suelen estar presentes en las aulas de ingeniería.
Para poder emprender una implementación masiva de la propuesta presentada se requiere primero de un análisis experimental, que permita validar dicha propuesta y dependiendo de sus resultados se buscará la implementación en diferentes áreas de la Escuela de Ingeniería de Antioquia.
7. Referencias
Colombia, Escuela de Ingeniería de Antioquia. Curso “La Innovación del currículo: Cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería”, (julio, 2011). Lueny Morell.
BROWN, Stephen y VRANESIC, Zvonko. Fundamentals of digital logic with VHDL design. 3 ed. New York: McGraw-Hill, 2009.
FINN, Edward y ALONSO, Marcelo. Física: Mecánica V1. Addison Wesley Longman, 2000.
Labcenter Proteus 2011. Recuperado el 22 de agosto de 2011. http://www.labcenter.com/index.cfm.
Bioinstrumentacion. Kiron. Recuperado el 22 de agosto de 2011 http://bioinstrumentacion.eia.edu.co/
Área de Electricidad y Electrónica
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
En el presente texto se presenta una propuesta metodológica para el desarrollo de una clase de ingeniería, que pretende desarrollar un aprendizaje significativo en los estudiantes y por tanto, el desarrollo de competencias en los futuros ingenieros. La propuesta se componen de tres momentos a saber: momento de sensibilización o motivación, momento de conceptualización y momento de aplicación o transferencia. En el texto se muestran dos ejemplos de cómo aplicar la propuesta y finalmente se presenta una estrategia para la implementación de un diseño experimental que permita validar dicha propuesta.
Palabras clave: Aprendizaje activo, Estilos de aprendizaje, Momento de sensibilización, Momento de conceptualización, Momentos de aplicación.
1. Introducción
Conscientes de la creciente necesidad de generar estrategias de aprendizaje activas, que tomen en cuenta las distintas vías y estilos de aprendizaje de los estudiantes de ingeniería [Morell, 2011] y para garantizar la eficacia y el dinamismo del proceso de enseñanza-aprendizaje, se hace necesario la creación de nuevas propuestas metodológicas que sirvan para el desarrollo de las clases de ingeniería de forma que garanticen el desarrollo de competencias en los futuros ingenieros.
A continuación se presenta una propuesta metodológica para el desarrollo de una clase de ingeniería, así como una estrategia para la implementación y evaluación de dicha propuesta metodológica. El desarrollo de la clase está compuesto por tres momentos: Momento de sensibilización, momento de conceptualización y momento de aplicación.
En estos tres momentos se desarrollarán actividades tendientes a despertar el interés de los estudiantes tomando en cuanto los distintos estilos o vías de aprendizaje como son: el auditivo, el sensorial, el visual y el reflexivo.
La descripción de cada uno de estos momentos, de manera detallada, se muestra a continuación. Al final se dan dos ejemplos de las actividades a implementar en cada uno de los momentos.
2. Propuesta de tres momentos para una clase de ingeniería
Para empezar la clase se realiza un pequeño encuadre para plantear el tema que se tratará y dejar claro el objetivo de la clase y luego se empieza con el desarrollo de los tres momentos que se explican a continuación:
2.1 Momento de sensibilización
El momento de sensibilización o motivación está constituido por todas aquellas actividades que puedan despertar el interés del estudiante acerca del tema que se tratará en una clase particular. Las actividades, en la medida de lo posible, deberán impactar el estudiante para lograr captar la atención y despertar el interés por participar en la clase para descubrir las leyes, principios, fenómenos, características, etc. que explican, rigen o fundamentan la actividad mostrada como conducta de entrada.
Entre las actividades propuestas para esta etapa se pueden contar: Videos (visuales), lecturas de casos curiosos o importantes relacionados con la temática (auditivos), ejercicio experimental o trabajo con las manos (sensorial) o el planteamiento de un problema o pregunta que invite a pensar detenidamente en la solución a dicho problema (reflexivo, imaginativo).
En este momento no se resolverán preguntas, tan sólo se formularán o presentarán las actividades de manera que se dejará abierto el problema para empezar el proceso de indagación por parte del estudiante para dar solución o para entender la situación mostrada más adelante.
2.2 Momento de Conceptualización
En este momento se exponen las leyes, principios, fundamentos, etc. Del tema planteado a desarrollar en la clase respectiva. Se realizarán algunos ejercicios, si es del caso, para reforzar el tema tratado.
Entre las actividades, medios y formas empleados para este momento se pueden contar: El desarrollo del tema en modalidad de case magistral con ayuda del tablero, presentación de diapositivas, lecturas para descubrir algún concepto particular con su posterior discusión y aclaración por parte del profesor, los seminarios, presentación de diapositivas, trabajo en equipo con lecturas que apoyen el entendimiento de la problemática o de los principios empleados para dar solución a dicha problemática, entre otros.
2.3 Momento de aplicación
En el momento de aplicación o transferencia se retomarán los conceptos vistos en el momento de sensibilización, se retomarán las inquietudes surgidas allí y cómo a la luz de los conceptos vistos en el momento anterior se resolverán dichas inquietudes o se mostrará claramente cómo los conceptos se aplican a esos ejemplos de sensibilización o motivación previamente mostrados.
Adicionalmente se buscará desarrollar una transferencia de dichos conceptos en otros ejemplos o aplicaciones distintas a las presentadas al principio, de forma que se pueda dar una generalización de los conceptos vistos. Por medio de esta transferencia también se buscará de qué forma esos conceptos o aplicaciones afectan la vida cotidiana de una sociedad o la de los mismos estudiantes y se pregunta acerca de cómo se podría resolver el problema desde otra óptica o perspectiva y de su transferencia a otros problemas cotidianos, de manera que se pueda generar un valor añadido en la sociedad.
3. Ejemplo 1 de la propuesta
El ejemplo que se muestra a continuación es tomado del curso de electrónica digital y microcontroladores [Kiron, 2011] y desarrolla el tema del diseño de circuitos combinacionales [Brown, 2009]. Es la clase final de este capítulo, con lo cual, los estudiantes ya tienen los conceptos de los elementos básicos constitutivos de tales circuitos digitales, sólo faltan los últimos elementos para poder diseñarlos.
3.1 Momento de sensibilización
Para este momento se presentará un video o un proyecto desarrollado en el que se muestra un sistema de control para una bomba de infusión de medicamentos que tienen tres tanques con los medicamentos A, B y C. Los tanques poseen un detector de nivel de medicamento que genera un pulso o señal en alto cuando el nivel cae por debajo de un umbral preestablecido. El sistema completo debe generar una alarma amarilla cuando 1 o dos tanques han activado la señal en alto y debe generar una alarma roja cuando los tres tanques tienen la señal en alto.
Se mostrará el sistema funcionando y se pedirá explicaciones acerca del funcionamiento y el procedimiento de diseño del sistema de control. Todas las respuestas se recogen, sin dar la solución al problema planteado.
3.2 Momento de conceptualización
En este apartado se presentarán los siguientes conceptos fundamentales:
• Concepto de construcción de tablas de verdad con varias entradas y varias salidas.
• Construcción de Mapas de Karnaugh a partir de tablas de verdad.
• Extracción de funciones lógicas a partir de mapas de Karnaugh.
• Diseño de circuitos digitales combinacionales a partir de funciones lógicas.
• Implementación física de los circuitos combinacionales.
Esta etapa se realizará por medio de ilustraciones de problemas más simples hasta los más complejos e integradores (método inductivo). Puede ser magistral o con trabajo en equipo.
3.3 Momento de aplicación
Se retomará el problema planteado y se desarrollará con el apoyo y la intervención de todos. Primero se dará una solución teórica y luego se buscarán herramientas computacionales [Proteus, 2011] para su simulación. Finalmente se implementará el sistema en un circuito físico y se verá su resultado en el mundo real. Nota: Este sistema real estará prediseñado, de forma que sea relativamente rápido la implementación de la solución lograda entre todos.
Finalmente se hará una proyección o transferencia mostrando cómo los circuitos combinacionales se pueden encontrar en otros problemas de la vida cotidiana o cómo la electrónica digital puede contribuir a plantear soluciones en diferentes ámbitos de la vida en sociedad.
4. Ejemplo 2 de la propuesta
El siguiente ejemplo es tomado de la física mecánica [Finn, 2000] y está relacionado con la ilustración del movimiento parabólico.
4.1 Momento de sensibilización
Para este momento se presentará un video o se llevará a los estudiantes al campo para jugar con el lanzamiento de cohetes propulsados por una fuente de energía previamente seleccionado.
Luego del juego se preguntará a los estudiantes acerca de cómo medir la distancia y altura a la que llegarán los proyectiles o cohetes lanzados. Se hará una competencia para ver cuál es el que mayor alcance tiene; partiendo de unas condiciones iniciales semejantes, pidiendo sólo variar el ángulo de partida.
4.2 Momento de conceptualización
En este apartado se presentarán los siguientes conceptos fundamentales:
• Conceptos de física mecánica para el tiro parabólico.
• Deducción de ecuaciones fundamentales que rigen el tiro parabólico.
• Determinación de aceleración, longitud máxima, altura máxima, condiciones iniciales, ángulo de partida, aerodinámica, etc.
Se harán deducciones teóricas del problema del tiro parabólico.
4.3 Momento de aplicación
Se retomará el problema del lanzamiento del cohete y se harán simulaciones computacionales o una competencia simulada para entender cuáles serán los parámetros a tener en cuenta para el éxito en la competencia.
5. Evaluación de la propuesta de los tres momentos
Con el fin de validar la propuesta metodológica presentada aquí es necesario plantear un diseño experimental [Montgomery], para ello se requiere una estrategia que mínimamente tome dos grupos de estudiantes que tengan circunstancias similares, es decir, que están en el mismo semestre, con edades semejantes, con una distribución aleatoria de promedios y carreras (deseables), etc. En el primer curso se trabajará con una metodología de enseñanza-aprendizaje tradicional y con el otro grupo se implementará la propuesta. La variable a medir será la nota promedio final del grupo y se hará un análisis de varianza, ANOVA, en el que se buscará comprobar la hipótesis de que existen diferencias significativas desde el punto de vista estadístico en la nota promedio de los dos grupos estudiados. El estudio se debe realizar por lo menos durante un semestre.
Una vez se obtenga el análisis de los resultados del procedimiento experimental se podrán tomar decisiones con respecto a la implementación de la metodología propuesta en los cursos de un área y así realizar un análisis experimental más amplio para luego evaluar su posible implementación en otras áreas.
6. Conclusiones
El proceso de enseñanza-aprendizaje es dinámico y requiere de un perfeccionamiento continuo, de una innovación permanente, de modo permita a los agentes involucrados en dicho proceso, contar con herramientas eficaces que garanticen un aprendizaje significativo con el consecuente desarrollo de competencias de los profesionales de ingeniería.
En el presente texto se presenta una propuesta metodológica desarrolla en tres momentos, durante una clase de ingeniería, buscando generar espacios de motivación y participación eficaz, de modo que se garantice ese aprendizaje significativo requerido para el desarrollo de competencias. Los tres momentos a desarrollar son: Momento de sensibilización o motivación, momento de conceptualización y momentos de aplicación o transferencias.
Es de anotar que cada momento contará con un grupo de actividades, formas y medios que motiven e incentiven la participación de los estudiantes, teniendo en cuenta las distintas vías de aprendizaje como son la visual, la auditiva, la reflexiva y la sensorial, de acuerdo a las personalidades heterogéneas que suelen estar presentes en las aulas de ingeniería.
Para poder emprender una implementación masiva de la propuesta presentada se requiere primero de un análisis experimental, que permita validar dicha propuesta y dependiendo de sus resultados se buscará la implementación en diferentes áreas de la Escuela de Ingeniería de Antioquia.
7. Referencias
Colombia, Escuela de Ingeniería de Antioquia. Curso “La Innovación del currículo: Cerrar la brecha entre nuestra manera de enseñar y la práctica de Ingeniería”, (julio, 2011). Lueny Morell.
BROWN, Stephen y VRANESIC, Zvonko. Fundamentals of digital logic with VHDL design. 3 ed. New York: McGraw-Hill, 2009.
FINN, Edward y ALONSO, Marcelo. Física: Mecánica V1. Addison Wesley Longman, 2000.
Labcenter Proteus 2011. Recuperado el 22 de agosto de 2011. http://www.labcenter.com/index.cfm.
Bioinstrumentacion. Kiron. Recuperado el 22 de agosto de 2011 http://bioinstrumentacion.eia.edu.co/
jueves, 18 de agosto de 2011
APRENDIZAJE ACTIVO EN LA ASIGNATURA TRÁNSITO Y TRANSPORTE
Carolina Álvarez Valencia
Área Académica de Movilidad, Planeación Territorial y SIG
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Agosto 12, 2011
Resumen
Esta propuesta metodológica busca plantear un esquema de actividades de aprendizaje activo con miras a generar espacios de apropiación del conocimiento mediante actividades que fortalezcan las competencias personales y profesionales del ingeniero civil en materia de tránsito y transporte. El documento incluye un análisis de pertinencia de la asignatura de Tránsito y Transporte con un enfoque en términos de aprendizaje de los conceptos básicos de la asignatura en el ejercicio profesional, así como una breve descripción de las primeras experiencias, diría exitosas, en la implementación del Active Learning en el aula de clase y una propuesta más detallada de actividades adicionales cada una de las cuales atiende un objetivo específico del conocimiento del curso y que apunta además a fortalecer las competencias enmarcadas dentro del perfil del profesional en ingeniería civil.
Palabras clave: Aprendizaje activo, Apropiación del conocimiento, Competencias personales, Competencias profesionales.
1. Introducción
Tradicionalmente, dentro del pensum de ingeniería civil como en el de otras ingenierías y carreras, existen asignaturas con un componente práctico muy representativo que incluso llega a ser fundamental para la impartición de ciertos conocimientos o porque simplemente al conocimiento en sí sólo puede accederse a través de dichas prácticas, en el caso concreto en el que representen una situación real en el ejercicio laboral. En Tránsito y Transporte como asignatura del núcleo profesional, se llevan a cabo varias prácticas de campo que sirven para adquirir destrezas en la toma y análisis de la información, estas destrezas o skills, en su idioma inglés, apuntan a desarrollar básicamente unas competencias profesionales específicas tal como se verá en el numeral 2.1 de este documento. Pero no sólo con estas prácticas es posible desarrollar Active Learning en la asignatura, gracias al “abre bocas” del curso “INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO: CERRAR LA BRECHA ENTRE NUESTRA MANERA DE ENSEÑAR Y LA PRÁCTICA DE INGENIERÍA” realizado el 28 y 29 de julio de 2011, se pudo vislumbrar el amplio espectro de posibilidades al que uno como docente puede acceder para lograr el objetivo fundamental de generar esa apropiación del conocimiento, incluso, con otros temas que no incluyen prácticas de campo.
Una asignatura como Tránsito y Transporte ofrece enormes posibilidades de enfrentar cambios cruciales en la manera en que se da la relación docente – estudiantes precisamente por la amplia gama de actividades que pueden propiciarse para cada uno de los temas de la asignatura, pero sin que este cambio crucial signifique enormes modificaciones a la estructura y contenidos actualmente establecidos desde currículo.
2. La importancia de asimilar los conceptos básicos en las materias del núcleo profesional“The real voyage of discovery consists not in
seeking new lands but in seeing with new eyes.”
Marcel Proust
Nada más pertinente que traer a colación algunos fragmentos de la Misión y Visión institucional de la EIA para visualizar el efecto positivo que pueden tener estas nuevas prácticas pedagógicas al cumplimiento de esa Misión y Visión que tiene la EIA en su quehacer académico y su función como formadora de los mejores ingenieros en sus áreas.
Cuya misión es “(…) la formación integral de profesionales de la más alta calidad en sus programas de pregrado y postgrado, el fomento a la investigación aplicada y la interacción con el entorno, con lo cual procura el desarrollo tecnológico, económico, cultural y social de la nación. Como comunidad académica propicia la visión global, la creatividad, el trabajo en equipo, el mejoramiento de la calidad de vida y el respeto por el medio natural, atendiendo los principios de la ética y la justicia”.
Y Visión: “Ser una de las mejores instituciones de educación superior de ingeniería en Colombia, reconocida nacional e internacionalmente por la calidad de ingenieros y profesionales que forma, por sus resultados en investigación aplicada y por su contribución efectiva a la sociedad”.
La formación integral de profesionales se alcanza cuando estos asimilan coherentemente y en un contexto globalizado, todos los contenidos de su área de conocimiento, explícitamente hablando del núcleo profesional.
La interacción con el entorno se hace clara cuando dichos contenidos son vistos en un ambiente en el que el entorno es transversal a ellos, y en materia de tránsito y transporte esto puede alcanzarse con mayor facilidad.
Según unas cifras (U.S. Department of Education, 2001), el 87% de las facultades de ingeniería usan la lectura como su método principal de instrucción. Dicho método es cuestionado en el sentido de que es poco el conocimiento que puede asimilarse sin usar otras actividades complementarias. Por ello, el agente de cambio más importante en el aprendizaje es la práctica y la emoción, puesto que la práctica condiciona al cerebro a un proceso repetitivo (Hartley and Davies, 1978) mientras que la emoción hace que el proceso de aprendizaje se sienta mejor, genere motivación y compromiso con su formación (Zull, J., 2004).
La manera en que esto se pondrá a prueba será con el desarrollo de esta propuesta metodológica, quizás algo ambiciosa, pero que servirá como un ejercicio pedagógico interesante que se espera ayude a esa formación integral de los estudiantes y a la apropiación del conocimiento como eje estructurante de su proceso formativo.
2.1 Caso Tránsito y Transporte
La asignatura de Tránsito y Transporte hace parte del programa de Ingeniería Civil en el octavo semestre y tiene como correquisito a Vías y Pavimentos.
Fig. 1. Plan de estudios de Ingeniería Civil, EIA.
Para la redacción de esta propuesta metodológica se consideró pertinente revisar el Modelo Profesional del Ingeniero Civil y sus competencias establecido por la EIA, así como su plan de estudios. En este primer documento se establece una espera de actuación, de varias, asociada al Sistema Vial y de Transporte, y es aquí donde el curso de Tránsito y Transporte aporta al desarrollo de unas competencias profesionales que a su vez el documento se precisa en describir:
Desarrollar y gestionar la integración de las regiones a través de vías de comunicación terrestre, aérea y marítima, así como hacer competitiva la movilización de personas o productos. -(y productos) Algunas actividades asociadas al transporte sostenible apuntan a desarrollar esta competencia.
Determinar los usos del suelo como material y medio portante, así como el tratamiento del mismo para obtener edificaciones y obras estables y seguras. -Con el enfoque vial y de transporte el uso del suelo es abordado desde otra perspectiva en la que el suelo es afectado por la operación de los proyectos de transporte, tanto en su uso como en su ocupación. Estos aspectos pueden ser abordados desde esta asignatura y así se consideró en la última actualización del programa en la que se incluye un Trabajo sobre el Plan de Ordenamiento Territorial (POT).
Valorar el uso eficiente de los recursos económicos y financieros incluidas las alternativas tecnológicas y los impactos sobre el entorno; relacionar las variables que permiten prospectar escenarios y hacer factibles las obras civiles. -Las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el entorno son contemplados con el estudio de los Sistemas Inteligentes de Transporte en esta asignatura, y parte del aprendizaje activo se enfoca en este tema junto con las competencias personales.
Al revisar el Modelo Profesional se detecta un enfoque mayoritariamente constructivo en cuanto a la función del ingeniero de adelantar y llevar a cabo las obras civiles: “Desarrollar las edificaciones y las obras civiles tal que se impulse el desarrollo sostenible de la región y el país, la calidad de vida de sus habitantes y el bienestar del sector responsable”. Sin entrar en esta discusión, es conveniente ver que la esfera de actuación señalada tiene un enorme efecto en la transformación del territorio y de sus dinámicas, no sólo urbanísticas o económicas sino también sociales y medio ambientales, por lo que una asignatura en Tránsito y Transporte debe abrir distintas panorámicas en atención a estos temas asociados a sus objetivos y no sólo en lo estrictamente contemplado en la asignatura, sin perder de vista la tecnicidad de estos otros temas. Aquí las actividades de aprendizaje activo pueden llegar a jugar un papel muy importante a la hora de vincular distintas temáticas o elementos hacia una visión más global de las innumerables problemáticas a la que un ingeniero en vías y de transporte se somete diariamente en el ejercicio de su profesión. Por otro lado, cada uno de los contenidos de la asignatura puede fácilmente desarrollarse con ejemplos reales que propicien una mayor comprensión de los conceptos básicos que llevan implícitos, y es esta la intención que se pretende desarrollar con esta propuesta metodológica.
Como competencias personales que pueden ser afianzadas con las actividades que se proponen en el numeral 3.1, se tiene: trabajo en equipo, pensamiento crítico y prospectivo y manejo del inglés.
Los modos de acción que se esperan desarrollar dentro de los estipulados en el Modelo Profesional están: analizar, planear, diseñar, construir, ejecutar e investigar.
3. Active Learning en el aula de clase
Al hacer una rápida revisión a las memorias del curso: INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO, fue posible acceder a varios teaching tips que son los propuestos aquí, así como a una amplia bibliografía relacionada que se irá explorando en la medida de lo posible pero que aquí se presenta como una serie de tópicos a ser tenidos en cuenta.
“I never teach my students… I only give them a space where they can learn” Einstein
Los trabajos en grupo para ser desarrollados en clase y en poco tiempo, los debates en los que se expongan pontos de vista con su debida argumentación, así como la oportunidad de llegar a conclusiones relevantes dentro de los temas básicos por sus propios medios pero con una ruta dada que favorezca a ello, son algunas de las interpretaciones a esos tópicos que serán usados al interior del aula de clase.
Practice base learning: “I hear, I forget, I see, I remember, I do, and I understand”
Según (Felder, R. & Brent, R., 2009), el aprendizaje activo es todo lo relacionado con el curso en el que todos los estudiantes, en una sesión de clase, son llamados a hacer otra cosa más que simplemente observar, escuchar y tomar notas. En este sentido existe una estructura básica de active learning:
i. Decirles a los estudiantes que se agrupen así mismos en grupos de 2 a 4 en la que uno de los integrantes se encargue de tomar nota escogido aleatoriamente.
ii. Se pone un reto, pregunta clave o problema que en un tiempo razonable les permita a los grupos terminar la actividad. El tiempo deberá ser corto pero si la actividad requiere más entonces deberá subdividirse en otras más pequeñas y complementarias.
iii. Se llaman a varios estudiantes o grupos para que compartan sus respuestas y se invita a otros voluntarios a que complementen las respuestas si se considera que es necesario.
Además de esta estructura básica existe suficiente literatura que amplía estos teaching tips.
3.1 Experiencia y propuesta, caso Tránsito y Transporte.
Experiencia
A la fecha de redacción de este documento se han realizado dos actividades inspiradas en el curso: INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO. (1) El tema que se estaba trabajando eran los Elementos del Tránsito, como uno de los elementos es el USUARIO, y este somos todos: peatón, ciclista, conductor, motociclista, etc. Al final de la exposición de los elementos se entregó por grupos de 4 la lectura de un artículo titulado “¿Cómo conduzco?” en la que se presenta de manera muy controversial algunas teorías que contrastan o complementan lo presentado en clase. Luego de la lectura se entregaron 5 preguntas que debieron responder y que posteriormente uno de los integrantes de cada grupo debió exponer. En esta actividad hubo mucha participación e intercambio de ideas entre grupos. (2) La segunda actividad no estuvo enmarcada dentro del tema específico de la clase pero si atendió a una de las competencias profesionales ya descritas con relación a “desarrollar y gestionar la integración de las regiones a través de vías de comunicación terrestre (…)”. La actividad consistió en dar un material de lectura de distintas fuentes sobre el Túnel de Oriente, se les pidió a los estudiantes confrontar los distintos elementos a favor y en contra de este proyecto y decidir como grupo su posición frente al mismo. El objetivo de esta actividad era generar un tema de debate en el cuál los estudiantes aprendieran algunos elementos para argumentar su posición frente a un tema y que se sintieran activos a la hora de defenderla. Las competencias personales desarrolladas fueron el trabajo en equipo y el pensamiento crítico y prospectivo. Al finalizar la actividad cada grupo expuso una posición y la participación del debate fue muy extensiva casi flameante y de posiciones contrarias.
Independiente de estas actividades, se incluyeron los siguientes “productos” evaluables dentro de la última actualización del programa de la asignatura:
Trabajo-Uno sobre ITS “Sistemas Inteligentes de Transporte”. Aquí deben realizar una pequeña consulta, deben traducir un documento (diferente para cada pareja de trabajo) del último congreso europeo de ITS y por último, deben consolidar esta información más otras fuentes de consulta en un formato tipo boletín. [El semestre 2010-2 se pudo llevar a los estudiantes al centro de control de tránsito pero este semestre no se pudo contar con el permiso de visitar las instalaciones ya que están en proceso de traslado y cambio de operador]
Se realizó un mini taller que ellos en grupos debieron realizar en cuestión de 5-10 min en el cual resolvían un ejercicio sobre Distancia de Visibilidad de Parada (DVP). Aquí debían identificar la importancia de circular por las vías a la velocidad de diseño y su efecto en la accidentalidad. A su vez que diferenciaron entre Distancia de Visibilidad y Distancia de Parada.
Se estableció desde un inicio para este semestre dos trabajos más: Trabajo-Dos sobre POT y Trabajo-Tres sobre Movilidad Sostenible y Urbanismo.
Exposición oral sobre Transporte Urbano Sostenible. Aquí también se trabaja en parejas y los estudiantes deben preparar una exposición sobre el tema dado (distinto para cada pareja) y que debe ser complementado con la consulta de otras fuentes.
Existen otras prácticas regulares del curso que están por desarrollarse y que son: Aforo Vehicular en campo, Medición de Velocidades en campo y un trabajo sobre Accidentalidad (con datos reales).
Propuesta
La propuesta incluye, el tipo de actividad de aprendizaje activo, el tema específico o concepto básico a desarrollar, las competencias que se trabajan, la metodología y los resultados esperados.
Actividad Active Learning
Tema específico / Concepto básico
Competencia profesional
Competencia personal
Metodología
Resultado esperado
Ver videos de aplicaciones ITS en los que se identifique sus dispositivos, funciones y efecto en la movilidad.
Sistemas Inteligentes de Transporte
Conocimiento de las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el territorio.
Manejo del inglés
Selección de videos donde se identifiquen los distintos tipos de ITS y sus aplicaciones.
Que los estudiantes, de manera asertiva, identifiquen los tipos de ITS, sus elementos, funciones y su impacto en el territorio.
Conocer la estructura del POT de Medellín e identificar la relación del sistema vial y de transporte con los demás componentes que transforman el territorio y sus dinámicas. Técnica: Test de conceptos.
La Planificación del Transporte en el contexto del Plan de Ordenamiento Territorial.
Clasificación Vial
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación.
Revisión en grupo de los artículos del POT referentes al Sistema Vial y de Transporte.
Los test de conceptos involucran múltiples opciones de respuesta (con distractores que reflejen ideas equivocadas comunes) con el fin de evaluar el aprendizaje adquirido.
Se hará un llamado a algunos de los estudiantes para explicar por qué ellos respondieron como lo hicieron y luego discutir por qué la respuesta correcta es correcta y los distractores no lo son. De esta manera se alcanza el objetivo propuesto para este tema específico.
Ver videos de accidentes de tránsito. Conocer el procedimiento para la toma de información de accidentes, estadísticas de Medellín, procesamiento de los datos y análisis.
Accidentalidad y Seguridad Vial
Conocimiento de las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el territorio.
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Con base en los elementos vistos en clase, diseñar toda una propuesta publicitaria que sea evaluable desde el punto de vista técnico y que apunte a la reducción de accidentes viales.
Que los estudiantes conozcan los distintos tipos de accidentes y sus causas, y que creen consciencia sobre la importancia de la Seguridad Vial así como el manejo de los distintos indicadores usados en esta materia.
Uso de material audiovisual para la comprensión del operación de intersecciones, rotondas, y la ejecución de aforos vehiculares y medición de velocidades.
Identificación clara de los distintos tipos de intersecciones, características de las rotondas (glorietas) y de elementos logísticos para la
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Se presentarán distintos problemas de tránsito en la que los estudiantes deberán proponer la mejor solución de cruzamiento vial con base en la minimización de los puntos de conflicto. Además, identificarán los elementos logísticos necesarios para
Identificación y pertinencia de cada tipo de cruzamiento vial y desarrollo de habilidades logísticas en materia de estudios de tránsito. Habrán de identificar además las distintas tecnologías disponibles
Actividad Active Learning
Tema específico / Concepto básico
Competencia profesional
Competencia personal
Metodología
Resultado esperado
realización de aforos vehiculares y medición de velocidades.
programar exitosamente distintos estudios de tránsito.
de automatización en la toma de información primaria (de tránsito).
Técnica: Test de conceptos.
Semaforización y Señalización Vial
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación
Estos temas involucran una gran cantidad de términos técnicos que hacen factible su evaluación mediante esta técnica de elección múltiple.
Se espera que con esta
Técnica: Pensar-En par-Compartir.
Técnica de apoyo: Pesando en voz alta (PVA).
Planificación del Transporte. Etapas de un modelo de transporte.
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Esta técnica permite que los estudiantes piensen en un problema de manera individual y luego compartan sus soluciones, conciliándolas y mejorándolas conjuntamente. Finalmente se llaman varios individuos o parejas ara que compartan sus respuestas. Esta estructura lleva más tiempo que una actividad de grupo simple. Con la técnica PVA se espera ayudar a los estudiantes a llegar y entender la solución de un problema, análisis de casos o la interpretación de un texto. Esto se hace en pares donde uno explica y el otro interroga (intercambiando) hasta que aporten una explicación satisfactoria.
Se espera que con esta técnica se pueda conducir a un mayor aprendizaje propiciando el pensamiento crítico sobre un problema específico en planificación del transporte.
4. Conclusiones
Durante el semestre se irá haciendo un seguimiento de las actividades desarrolladas, se intentará hacer una evaluación de resultados con ayuda de los estudiantes de ser posible y al finalizar se entregará un documento resumen que recoja esta primer experiencia de Aprendizaje Activo en la asignatura de Tránsito y Transporte. Igualmente, si hay modificaciones en la propuesta metodológica que se entrega, se informará sobre ello y las razones que lo justifican.
5. Referencias
Felder, R. & Brent, R. (2009). Active Learning: An Introduction. ASQ Higher Education Brief, 2(4), August.
Zull, J. (2004). In The Art of Changing the Brain. Educational Leadership.
Hartley, J. & Davies, I. (1978). Note-taking: A critical review. Programmed Learning & Educational Technology, 15 (3): 207-224.
Área Académica de Movilidad, Planeación Territorial y SIG
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Agosto 12, 2011
Resumen
Esta propuesta metodológica busca plantear un esquema de actividades de aprendizaje activo con miras a generar espacios de apropiación del conocimiento mediante actividades que fortalezcan las competencias personales y profesionales del ingeniero civil en materia de tránsito y transporte. El documento incluye un análisis de pertinencia de la asignatura de Tránsito y Transporte con un enfoque en términos de aprendizaje de los conceptos básicos de la asignatura en el ejercicio profesional, así como una breve descripción de las primeras experiencias, diría exitosas, en la implementación del Active Learning en el aula de clase y una propuesta más detallada de actividades adicionales cada una de las cuales atiende un objetivo específico del conocimiento del curso y que apunta además a fortalecer las competencias enmarcadas dentro del perfil del profesional en ingeniería civil.
Palabras clave: Aprendizaje activo, Apropiación del conocimiento, Competencias personales, Competencias profesionales.
1. Introducción
Tradicionalmente, dentro del pensum de ingeniería civil como en el de otras ingenierías y carreras, existen asignaturas con un componente práctico muy representativo que incluso llega a ser fundamental para la impartición de ciertos conocimientos o porque simplemente al conocimiento en sí sólo puede accederse a través de dichas prácticas, en el caso concreto en el que representen una situación real en el ejercicio laboral. En Tránsito y Transporte como asignatura del núcleo profesional, se llevan a cabo varias prácticas de campo que sirven para adquirir destrezas en la toma y análisis de la información, estas destrezas o skills, en su idioma inglés, apuntan a desarrollar básicamente unas competencias profesionales específicas tal como se verá en el numeral 2.1 de este documento. Pero no sólo con estas prácticas es posible desarrollar Active Learning en la asignatura, gracias al “abre bocas” del curso “INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO: CERRAR LA BRECHA ENTRE NUESTRA MANERA DE ENSEÑAR Y LA PRÁCTICA DE INGENIERÍA” realizado el 28 y 29 de julio de 2011, se pudo vislumbrar el amplio espectro de posibilidades al que uno como docente puede acceder para lograr el objetivo fundamental de generar esa apropiación del conocimiento, incluso, con otros temas que no incluyen prácticas de campo.
Una asignatura como Tránsito y Transporte ofrece enormes posibilidades de enfrentar cambios cruciales en la manera en que se da la relación docente – estudiantes precisamente por la amplia gama de actividades que pueden propiciarse para cada uno de los temas de la asignatura, pero sin que este cambio crucial signifique enormes modificaciones a la estructura y contenidos actualmente establecidos desde currículo.
2. La importancia de asimilar los conceptos básicos en las materias del núcleo profesional“The real voyage of discovery consists not in
seeking new lands but in seeing with new eyes.”
Marcel Proust
Nada más pertinente que traer a colación algunos fragmentos de la Misión y Visión institucional de la EIA para visualizar el efecto positivo que pueden tener estas nuevas prácticas pedagógicas al cumplimiento de esa Misión y Visión que tiene la EIA en su quehacer académico y su función como formadora de los mejores ingenieros en sus áreas.
Cuya misión es “(…) la formación integral de profesionales de la más alta calidad en sus programas de pregrado y postgrado, el fomento a la investigación aplicada y la interacción con el entorno, con lo cual procura el desarrollo tecnológico, económico, cultural y social de la nación. Como comunidad académica propicia la visión global, la creatividad, el trabajo en equipo, el mejoramiento de la calidad de vida y el respeto por el medio natural, atendiendo los principios de la ética y la justicia”.
Y Visión: “Ser una de las mejores instituciones de educación superior de ingeniería en Colombia, reconocida nacional e internacionalmente por la calidad de ingenieros y profesionales que forma, por sus resultados en investigación aplicada y por su contribución efectiva a la sociedad”.
La formación integral de profesionales se alcanza cuando estos asimilan coherentemente y en un contexto globalizado, todos los contenidos de su área de conocimiento, explícitamente hablando del núcleo profesional.
La interacción con el entorno se hace clara cuando dichos contenidos son vistos en un ambiente en el que el entorno es transversal a ellos, y en materia de tránsito y transporte esto puede alcanzarse con mayor facilidad.
Según unas cifras (U.S. Department of Education, 2001), el 87% de las facultades de ingeniería usan la lectura como su método principal de instrucción. Dicho método es cuestionado en el sentido de que es poco el conocimiento que puede asimilarse sin usar otras actividades complementarias. Por ello, el agente de cambio más importante en el aprendizaje es la práctica y la emoción, puesto que la práctica condiciona al cerebro a un proceso repetitivo (Hartley and Davies, 1978) mientras que la emoción hace que el proceso de aprendizaje se sienta mejor, genere motivación y compromiso con su formación (Zull, J., 2004).
La manera en que esto se pondrá a prueba será con el desarrollo de esta propuesta metodológica, quizás algo ambiciosa, pero que servirá como un ejercicio pedagógico interesante que se espera ayude a esa formación integral de los estudiantes y a la apropiación del conocimiento como eje estructurante de su proceso formativo.
2.1 Caso Tránsito y Transporte
La asignatura de Tránsito y Transporte hace parte del programa de Ingeniería Civil en el octavo semestre y tiene como correquisito a Vías y Pavimentos.
Fig. 1. Plan de estudios de Ingeniería Civil, EIA.
Para la redacción de esta propuesta metodológica se consideró pertinente revisar el Modelo Profesional del Ingeniero Civil y sus competencias establecido por la EIA, así como su plan de estudios. En este primer documento se establece una espera de actuación, de varias, asociada al Sistema Vial y de Transporte, y es aquí donde el curso de Tránsito y Transporte aporta al desarrollo de unas competencias profesionales que a su vez el documento se precisa en describir:
Desarrollar y gestionar la integración de las regiones a través de vías de comunicación terrestre, aérea y marítima, así como hacer competitiva la movilización de personas o productos. -(y productos) Algunas actividades asociadas al transporte sostenible apuntan a desarrollar esta competencia.
Determinar los usos del suelo como material y medio portante, así como el tratamiento del mismo para obtener edificaciones y obras estables y seguras. -Con el enfoque vial y de transporte el uso del suelo es abordado desde otra perspectiva en la que el suelo es afectado por la operación de los proyectos de transporte, tanto en su uso como en su ocupación. Estos aspectos pueden ser abordados desde esta asignatura y así se consideró en la última actualización del programa en la que se incluye un Trabajo sobre el Plan de Ordenamiento Territorial (POT).
Valorar el uso eficiente de los recursos económicos y financieros incluidas las alternativas tecnológicas y los impactos sobre el entorno; relacionar las variables que permiten prospectar escenarios y hacer factibles las obras civiles. -Las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el entorno son contemplados con el estudio de los Sistemas Inteligentes de Transporte en esta asignatura, y parte del aprendizaje activo se enfoca en este tema junto con las competencias personales.
Al revisar el Modelo Profesional se detecta un enfoque mayoritariamente constructivo en cuanto a la función del ingeniero de adelantar y llevar a cabo las obras civiles: “Desarrollar las edificaciones y las obras civiles tal que se impulse el desarrollo sostenible de la región y el país, la calidad de vida de sus habitantes y el bienestar del sector responsable”. Sin entrar en esta discusión, es conveniente ver que la esfera de actuación señalada tiene un enorme efecto en la transformación del territorio y de sus dinámicas, no sólo urbanísticas o económicas sino también sociales y medio ambientales, por lo que una asignatura en Tránsito y Transporte debe abrir distintas panorámicas en atención a estos temas asociados a sus objetivos y no sólo en lo estrictamente contemplado en la asignatura, sin perder de vista la tecnicidad de estos otros temas. Aquí las actividades de aprendizaje activo pueden llegar a jugar un papel muy importante a la hora de vincular distintas temáticas o elementos hacia una visión más global de las innumerables problemáticas a la que un ingeniero en vías y de transporte se somete diariamente en el ejercicio de su profesión. Por otro lado, cada uno de los contenidos de la asignatura puede fácilmente desarrollarse con ejemplos reales que propicien una mayor comprensión de los conceptos básicos que llevan implícitos, y es esta la intención que se pretende desarrollar con esta propuesta metodológica.
Como competencias personales que pueden ser afianzadas con las actividades que se proponen en el numeral 3.1, se tiene: trabajo en equipo, pensamiento crítico y prospectivo y manejo del inglés.
Los modos de acción que se esperan desarrollar dentro de los estipulados en el Modelo Profesional están: analizar, planear, diseñar, construir, ejecutar e investigar.
3. Active Learning en el aula de clase
Al hacer una rápida revisión a las memorias del curso: INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO, fue posible acceder a varios teaching tips que son los propuestos aquí, así como a una amplia bibliografía relacionada que se irá explorando en la medida de lo posible pero que aquí se presenta como una serie de tópicos a ser tenidos en cuenta.
“I never teach my students… I only give them a space where they can learn” Einstein
Los trabajos en grupo para ser desarrollados en clase y en poco tiempo, los debates en los que se expongan pontos de vista con su debida argumentación, así como la oportunidad de llegar a conclusiones relevantes dentro de los temas básicos por sus propios medios pero con una ruta dada que favorezca a ello, son algunas de las interpretaciones a esos tópicos que serán usados al interior del aula de clase.
Practice base learning: “I hear, I forget, I see, I remember, I do, and I understand”
Según (Felder, R. & Brent, R., 2009), el aprendizaje activo es todo lo relacionado con el curso en el que todos los estudiantes, en una sesión de clase, son llamados a hacer otra cosa más que simplemente observar, escuchar y tomar notas. En este sentido existe una estructura básica de active learning:
i. Decirles a los estudiantes que se agrupen así mismos en grupos de 2 a 4 en la que uno de los integrantes se encargue de tomar nota escogido aleatoriamente.
ii. Se pone un reto, pregunta clave o problema que en un tiempo razonable les permita a los grupos terminar la actividad. El tiempo deberá ser corto pero si la actividad requiere más entonces deberá subdividirse en otras más pequeñas y complementarias.
iii. Se llaman a varios estudiantes o grupos para que compartan sus respuestas y se invita a otros voluntarios a que complementen las respuestas si se considera que es necesario.
Además de esta estructura básica existe suficiente literatura que amplía estos teaching tips.
3.1 Experiencia y propuesta, caso Tránsito y Transporte.
Experiencia
A la fecha de redacción de este documento se han realizado dos actividades inspiradas en el curso: INNOVACIÓN DEL CURRÍCULO. (1) El tema que se estaba trabajando eran los Elementos del Tránsito, como uno de los elementos es el USUARIO, y este somos todos: peatón, ciclista, conductor, motociclista, etc. Al final de la exposición de los elementos se entregó por grupos de 4 la lectura de un artículo titulado “¿Cómo conduzco?” en la que se presenta de manera muy controversial algunas teorías que contrastan o complementan lo presentado en clase. Luego de la lectura se entregaron 5 preguntas que debieron responder y que posteriormente uno de los integrantes de cada grupo debió exponer. En esta actividad hubo mucha participación e intercambio de ideas entre grupos. (2) La segunda actividad no estuvo enmarcada dentro del tema específico de la clase pero si atendió a una de las competencias profesionales ya descritas con relación a “desarrollar y gestionar la integración de las regiones a través de vías de comunicación terrestre (…)”. La actividad consistió en dar un material de lectura de distintas fuentes sobre el Túnel de Oriente, se les pidió a los estudiantes confrontar los distintos elementos a favor y en contra de este proyecto y decidir como grupo su posición frente al mismo. El objetivo de esta actividad era generar un tema de debate en el cuál los estudiantes aprendieran algunos elementos para argumentar su posición frente a un tema y que se sintieran activos a la hora de defenderla. Las competencias personales desarrolladas fueron el trabajo en equipo y el pensamiento crítico y prospectivo. Al finalizar la actividad cada grupo expuso una posición y la participación del debate fue muy extensiva casi flameante y de posiciones contrarias.
Independiente de estas actividades, se incluyeron los siguientes “productos” evaluables dentro de la última actualización del programa de la asignatura:
Trabajo-Uno sobre ITS “Sistemas Inteligentes de Transporte”. Aquí deben realizar una pequeña consulta, deben traducir un documento (diferente para cada pareja de trabajo) del último congreso europeo de ITS y por último, deben consolidar esta información más otras fuentes de consulta en un formato tipo boletín. [El semestre 2010-2 se pudo llevar a los estudiantes al centro de control de tránsito pero este semestre no se pudo contar con el permiso de visitar las instalaciones ya que están en proceso de traslado y cambio de operador]
Se realizó un mini taller que ellos en grupos debieron realizar en cuestión de 5-10 min en el cual resolvían un ejercicio sobre Distancia de Visibilidad de Parada (DVP). Aquí debían identificar la importancia de circular por las vías a la velocidad de diseño y su efecto en la accidentalidad. A su vez que diferenciaron entre Distancia de Visibilidad y Distancia de Parada.
Se estableció desde un inicio para este semestre dos trabajos más: Trabajo-Dos sobre POT y Trabajo-Tres sobre Movilidad Sostenible y Urbanismo.
Exposición oral sobre Transporte Urbano Sostenible. Aquí también se trabaja en parejas y los estudiantes deben preparar una exposición sobre el tema dado (distinto para cada pareja) y que debe ser complementado con la consulta de otras fuentes.
Existen otras prácticas regulares del curso que están por desarrollarse y que son: Aforo Vehicular en campo, Medición de Velocidades en campo y un trabajo sobre Accidentalidad (con datos reales).
Propuesta
La propuesta incluye, el tipo de actividad de aprendizaje activo, el tema específico o concepto básico a desarrollar, las competencias que se trabajan, la metodología y los resultados esperados.
Actividad Active Learning
Tema específico / Concepto básico
Competencia profesional
Competencia personal
Metodología
Resultado esperado
Ver videos de aplicaciones ITS en los que se identifique sus dispositivos, funciones y efecto en la movilidad.
Sistemas Inteligentes de Transporte
Conocimiento de las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el territorio.
Manejo del inglés
Selección de videos donde se identifiquen los distintos tipos de ITS y sus aplicaciones.
Que los estudiantes, de manera asertiva, identifiquen los tipos de ITS, sus elementos, funciones y su impacto en el territorio.
Conocer la estructura del POT de Medellín e identificar la relación del sistema vial y de transporte con los demás componentes que transforman el territorio y sus dinámicas. Técnica: Test de conceptos.
La Planificación del Transporte en el contexto del Plan de Ordenamiento Territorial.
Clasificación Vial
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación.
Revisión en grupo de los artículos del POT referentes al Sistema Vial y de Transporte.
Los test de conceptos involucran múltiples opciones de respuesta (con distractores que reflejen ideas equivocadas comunes) con el fin de evaluar el aprendizaje adquirido.
Se hará un llamado a algunos de los estudiantes para explicar por qué ellos respondieron como lo hicieron y luego discutir por qué la respuesta correcta es correcta y los distractores no lo son. De esta manera se alcanza el objetivo propuesto para este tema específico.
Ver videos de accidentes de tránsito. Conocer el procedimiento para la toma de información de accidentes, estadísticas de Medellín, procesamiento de los datos y análisis.
Accidentalidad y Seguridad Vial
Conocimiento de las alternativas tecnológicas y sus impactos sobre el territorio.
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Con base en los elementos vistos en clase, diseñar toda una propuesta publicitaria que sea evaluable desde el punto de vista técnico y que apunte a la reducción de accidentes viales.
Que los estudiantes conozcan los distintos tipos de accidentes y sus causas, y que creen consciencia sobre la importancia de la Seguridad Vial así como el manejo de los distintos indicadores usados en esta materia.
Uso de material audiovisual para la comprensión del operación de intersecciones, rotondas, y la ejecución de aforos vehiculares y medición de velocidades.
Identificación clara de los distintos tipos de intersecciones, características de las rotondas (glorietas) y de elementos logísticos para la
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Se presentarán distintos problemas de tránsito en la que los estudiantes deberán proponer la mejor solución de cruzamiento vial con base en la minimización de los puntos de conflicto. Además, identificarán los elementos logísticos necesarios para
Identificación y pertinencia de cada tipo de cruzamiento vial y desarrollo de habilidades logísticas en materia de estudios de tránsito. Habrán de identificar además las distintas tecnologías disponibles
Actividad Active Learning
Tema específico / Concepto básico
Competencia profesional
Competencia personal
Metodología
Resultado esperado
realización de aforos vehiculares y medición de velocidades.
programar exitosamente distintos estudios de tránsito.
de automatización en la toma de información primaria (de tránsito).
Técnica: Test de conceptos.
Semaforización y Señalización Vial
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación
Estos temas involucran una gran cantidad de términos técnicos que hacen factible su evaluación mediante esta técnica de elección múltiple.
Se espera que con esta
Técnica: Pensar-En par-Compartir.
Técnica de apoyo: Pesando en voz alta (PVA).
Planificación del Transporte. Etapas de un modelo de transporte.
Gestión del transporte, integración territorial a través de vías de comunicación
Pensamiento crítico y prospectivo. Trabajo en grupo.
Esta técnica permite que los estudiantes piensen en un problema de manera individual y luego compartan sus soluciones, conciliándolas y mejorándolas conjuntamente. Finalmente se llaman varios individuos o parejas ara que compartan sus respuestas. Esta estructura lleva más tiempo que una actividad de grupo simple. Con la técnica PVA se espera ayudar a los estudiantes a llegar y entender la solución de un problema, análisis de casos o la interpretación de un texto. Esto se hace en pares donde uno explica y el otro interroga (intercambiando) hasta que aporten una explicación satisfactoria.
Se espera que con esta técnica se pueda conducir a un mayor aprendizaje propiciando el pensamiento crítico sobre un problema específico en planificación del transporte.
4. Conclusiones
Durante el semestre se irá haciendo un seguimiento de las actividades desarrolladas, se intentará hacer una evaluación de resultados con ayuda de los estudiantes de ser posible y al finalizar se entregará un documento resumen que recoja esta primer experiencia de Aprendizaje Activo en la asignatura de Tránsito y Transporte. Igualmente, si hay modificaciones en la propuesta metodológica que se entrega, se informará sobre ello y las razones que lo justifican.
5. Referencias
Felder, R. & Brent, R. (2009). Active Learning: An Introduction. ASQ Higher Education Brief, 2(4), August.
Zull, J. (2004). In The Art of Changing the Brain. Educational Leadership.
Hartley, J. & Davies, I. (1978). Note-taking: A critical review. Programmed Learning & Educational Technology, 15 (3): 207-224.
LA INTERACCIÓN EN EL AULA Y EL DISCURSO ARGUMENTATIVO EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE DE LA CIENCIA
Juan Fernando Barros Martínez
Unidad académica: Civil, Ambiental e Industrial
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
El diálogo social está sujeto a múltiples condiciones que pueden ser motivadoras de la conversación o inhibidoras de la misma. Sin embargo, desarrollar el diálogo para avanzar en las profundidades de las ideas permite un mayor conocimiento entre las partes participantes y un enriquecimiento de las propias ideas. En este artículo se propone el ejercicio argumentativo mediante la interacción oral en el aula de ciencias como una vía para la construcción del conocimiento del estudiante. Con la identificación de tres espacios integrados para la valoración del aprendizaje de las ciencias –el conceptual-cognitivo, el epistemológico y el social-, se presenta un protocolo de observación propuesto para la evaluación de la actividad argumentativa en el aula. También en la educación en ciencias se identifican tres aspectos –la estructura del argumento, el contenido y la naturaleza de la justificación- para analizar la calidad de los argumentos. Se propone un enlace entre el ejercicio de la comunicación cotidiana y el modelo teórico de la discusión crítica ofrecido por la pragmadialéctica, para el desarrollo y análisis del proceso argumentativo en el aula. Al final se presenta una breve descripción de la actividad realizada con estudiantes de ingeniería pretendiendo mostrar los beneficios pero también algunos obstáculos de la actividad en el aula.
Palabras clave: Argumentación, Discusión crítica, Evaluación argumentativa, Interacción en el aula, Interacción oral
1. Introducción
Si la ciencia se reconoce como una construcción colectiva, entonces también es posible considerar la construcción de conocimiento científico en el aula como una actividad social y no una mera transmisión de información. Esta posición posibilita además que esa actividad social se extienda en el ejercicio profesional, permitiendo una interacción más amplia, más desarrollada, con la consecuente producción de ideas más acertadas gracias a la consideración de más ideas y sobre todo de más posturas. En este artículo se intentan reunir diversos elementos en torno a la experiencia en el aula (en este caso, de ingeniería), a fin de fundamentar el desarrollo de la interacción oral en la construcción de un discurso argumentativo que lleve al aprendizaje del conocimiento científico de los estudiantes.
Teniendo en cuenta la evolución que ha tenido la ingeniería y en particular la ingeniería civil que hoy en día reconoce mejor que antes el impacto ambiental de las obras, resulta apenas justo proponer un ejercicio pedagógico que permita la participación del estudiante en el diálogo interactivo oral, donde presente sus ideas exteriorizadas, y que en esa intervención más activa, participe en la construcción de su propio conocimiento. Es necesario que en las aulas se permita el espacio para el diálogo sobre el efecto potencial que las obras y acciones de la ingeniería puede tener sobre los seres humanos y el ambiente, que el trabajo del ingeniero sea considerado desde una perspectiva más amplia (Toulmin, 2003). Para ello se propone que desde el aula se motive el pensamiento crítico mediante el desarrollo de la actividad argumentativa llevada a cabo desde la interacción oral.
2. La argumentación en la enseñanza de las ciencias
El diálogo social está sujeto a múltiples condiciones que pueden ser motivadoras de la conversación o inhibidoras de la misma. Cuando interactuamos con alguien a través del diálogo, podemos construir un discurso argumentativo, esto es, presentamos una idea, –si se quiere una opinión- y la justificamos con razones. Nuestro interlocutor puede apoyar esa idea o contradecirla –refutarla-, de tal manera que en poco tiempo se ha construido un esquema argumentativo conformado en esencia por premisas, justificaciones, refutaciones, y –si se ha llegado a un acuerdo-, una conclusión. Así no sea construida esta estructura de manera consciente, no quiere decir que no sea reconocible y menos aún que no pueda ser susceptible de análisis. Posiblemente quien tenga conciencia de cómo se construye un argumento llevará una ventaja en el momento de la interacción y quizás logre defender mejor sus ideas o alcanzar una mayor claridad en la discusión. Aquí entenderemos la argumentación como la búsqueda de claridad en un ejercicio interactivo. Aunque en un argumento puede defenderse una sola idea per se, aquí nos referiremos a la argumentación como un proceso de construcción de argumentos o de elementos argumentales los cuales van tejiendo una estructura en la cual se reconoce la interacción de ideas.
Sobre el ejercicio de la argumentación se han escrito innumerables tratados desde la época griega y aún siguen desarrollándose teorías para fundamentarlo. Desde hace unas décadas se ha venido promoviendo el ejercicio de la argumentación en el aula de ciencias, especialmente porque mediante este ejercicio se desarrollan otras habilidades como el pensamiento crítico y se alcanza un nivel de metacognición –es decir de entender cómo es que conocemos-, logrando mediante la argumentación un mayor entendimiento de los conceptos científicos (von Aufschnaiter et al., 2007; Simon and Richardson, 2009). Sin embargo, llevar el ejercicio de la argumentación al aula requiere ciertas condiciones. En primer lugar deberá crearse un ambiente propicio, en el cual todos los participantes reconozcan la invitación a intervenir. Si bien hemos comenzado diciendo en este artículo que la argumentación puede ser un ejercicio natural en la interacción social, también ha de advertirse que no siempre se lleva a cabo de manera efectiva –por ejemplo cuando una de las partes toma una postura autoritaria y dominante, o cuando las intervenciones están por fuera de contexto, etc.-. Por ello en ocasiones se hace difícil, si no imposible, entablar conversación con un interlocutor, más aun en lo que pudiera considerarse una interacción argumentativa.
Lo que se propone aquí es considerar el aula como un espacio social en el cual sea factible generar un ambiente propicio para una activa interacción oral de forma que se facilite la construcción de estructuras argumentativas que finalmente lleven a una construcción de conocimiento –en términos de aprendizaje de los estudiantes-. Teniendo en cuenta que esta interacción tiene su base en una situación social, deberá resolverse en primer lugar cuáles han de ser los requisitos para que sea posible promover esta interacción de manera que se alcancen las características argumentativas que se pretenden. Uno de los mayores obstáculos iniciales es sin duda cierta institucionalización que tiene todavía en nuestros tiempos la clase magistral, no solo a causa del docente, sino incluso debido a los mismos estudiantes, que asisten al aula para que les sea entregada la información que han de almacenar para luego dar cuenta de ella en las evaluaciones. Porque a pesar que tanto se declara en las instituciones la instauración del constructivismo como modelo educativo, poco o nada se lleva al desarrollo en el aula. Pues bien, la argumentación en las clases de ciencias se plantea aquí desde una perspectiva socio cultural constructivista conectada con el aprendizaje de las ciencias, donde los estudiantes son productores de conocimiento y el docente modera, guía y en general soporta y promueve el proceso. Es por ello que esta práctica ha de llevarse con un enfoque centrado en el estudiante, quien asume control sobre su aprendizaje, actuando como productor de conocimiento y no solo como un consumidor del conocimiento producido por otros (Jiménez-Aleixandre, 2008). Este enfoque constructivista tiene en cuenta seis aspectos que han de considerarse para promover la argumentación en el aula de ciencias (Jiménez-Aleixandre, 2008, p.95-104): 1) el papel de los estudiantes, productores activos de declaraciones justificadas y críticos pertinentes de las declaraciones de los otros; entre otras acciones generan productos, escogen entre estos con base en evidencias, evalúan la evidencia con criterio y presentan reportes del proceso; 2) el papel del profesor, que moldea y guía la investigación científica, promueve la participación de los estudiantes, provee criterio para la construcción y evaluación de los argumentos, motiva a los estudiantes a la reflexión; 3) el currículo, estructurado para resolver problemas auténticos que generen diversos resultados con diferentes niveles epistémicos y utilice recursos que soporten prácticas epistémicas, capaz de involucrar a los estudiantes en la investigación y en las prácticas discursivas de los científicos; 4) la evaluación, la participación de los estudiantes en la evaluación del proceso y de los productos de conocimiento alcanzados, profesores y estudiantes comparten criterios y autoridad en la evaluación a través de distintos mecanismos de recolección del repertorio comunicativo; 5) la metacognición, esto es, la reflexión de los estudiantes acerca del carácter del conocimiento que ha sido utilizado, la concientización de la evolución de sus ideas y de los elementos que provocaron el cambio, el reconocimiento de las ventajas de aprender activamente, las reflexiones epistémicas acerca de la evaluación de las explicaciones científicas; y 6) la comunicación, que debe soportar un contexto donde las posturas interactivas y dialógicas dominen sobre las no interactivas y autoritarias, donde el aprendizaje colaborativo esté fundamentado en el conocimiento como construcción social y se establezca un discurso en el aula propio para la actividad argumentativa.
3. Marcos analíticos para la argumentación en el aula de ciencias
En la actualidad la argumentación es reconocida en la educación en ciencias como una actividad de suma importancia en el aula (Osborne and Patterson, 2011). Además de que promueve el pensamiento crítico, también contribuye a la construcción de una comunidad más democrática donde se acepte la pluralidad de ideas.
En cuanto a la evaluación de la argumentación, es importante evaluar tanto la producción argumentativa como el proceso interactivo a través del cual se construyen los argumentos.
No es precisamente predecible cuál ha de ser la estructura argumentativa que utilizarán los estudiantes o cuál es la estructura argumentativa del docente y cuál ha de ser entonces el marco analítico para la evaluación de los argumentos. Algunas de las investigaciones, en especial aquellas enmarcadas en la educación en ciencias, proponen dos tipos de marcos analíticos para los argumentos (Sampson y Clark, 2008, p.449): generales o específicos. Los marcos generales se caracterizan porque se orientan hacia el análisis de la estructura y la aceptabilidad de las razones en el argumento. Quizás el marco general más empleado en la educación en ciencias es el conocido modelo de Toulmin (2003), que reconoce seis elementos clave en un argumento: datos o fundamentos, respaldo, justificación, garantía, refutación y conclusión. Otros marcos generales han sido propuestos por lingüistas como Adam (1995) o van Dijk (1992). Los marcos específicos resultan de los análisis que han sido propuestos por investigadores de la educación en ciencias para casos experimentales realizados en distintas disciplinas y contextos. Debido a ello, algunos se centran en el análisis de contenido de la justificación de los argumentos (Zohar and Nemet, 2002); proponen distintos niveles epistémicos para las proposiciones (Kelly y Takao, 2002); evalúan los argumentos según un modelo hipotético-deductivo (Lawson, 2003); o los caracterizan según ciertos aspectos conceptuales (Sandoval, 2003; Sandoval y Millwood, 2008).
En síntesis, pueden identificarse tres aspectos fundamentales para analizar la calidad de los argumentos en la educación en ciencias (Sampson y Clark, 2008, p.449): 1) la estructura o complejidad del argumento, esto es, los componentes del argumento; 2) el contenido del argumento (evaluado desde su conexión con la ciencia); y 3) la naturaleza de la justificación, es decir, cómo se respaldan y validan las ideas en el argumento.
También la evaluación de la propia actividad argumentativa se ha estudiado en la educación en ciencias. Enderle et al. (2010) han propuesto un protocolo de observación que han diseñado en concordancia con tres espacios integrados identificados por Dushl (2008) a fin de valorar el aprendizaje de las ciencias: 1) las estructuras conceptuales y los procesos cognitivos utilizados; 2) los marcos epistemológicos utilizados en el desarrollo y la evaluación del conocimiento científico; y 3) los procesos y contextos sociales que dan forma a cómo el conocimiento es comunicado, representado, defendido y debatido. Estos tres espacios han sido propuestos por Duschl (2008, p.11) considerando las nuevas perspectivas del aprendizaje y de los ambientes de aprendizaje de las ciencias, así como los estudios científicos sobre el conocer y el indagar. Destaca este autor que las condiciones para el aprendizaje mejoran a través del establecimiento de ambientes de aprendizaje que promueven un aprendizaje productivo y activo del estudiante, de secuencias instructivas que promueven la integración del aprendizaje de la ciencia a través de los tres aspectos así como actividades que hagan el pensamiento de los estudiantes visibles en estos (Duschl, 2008, p.11). El protocolo de Enderle et al. (2010, p.10-12) tiene en cuenta para el espacio de la estructura conceptual y los procesos cognitivos de los estudiantes el enfoque de la conversación, la utilización de explicaciones alternativas, la reacción ante la inconsistencia, la incredulidad hacia las ideas expuestas, la pertinencia de los razonamientos y la manera como los estudiantes evalúan las explicaciones. Para el espacio relacionado con los marcos epistemológicos utilizados en el desarrollo de la actividad, el protocolo incluye evaluar el uso de herramientas retóricas por parte de los estudiantes, el uso de la evidencia, cómo examinan la evidencia, la evaluación de la interpretación de los datos o del método de recolección, el empleo de teorías, leyes y modelos, la distinción que puedan hacer entre inferencias y observaciones, y cómo usan el lenguaje de la ciencia. Los aspectos relacionados con el espacio social incluyen la reflexión de los estudiantes acerca de lo que saben y cómo lo saben, el respeto hacia lo que los otros dicen, la disposición para la discusión de ideas y la interacción que se puede presentar (si se agregan comentarios, si se interviene con preguntas, etc.). El protocolo agrupa en total 19 ítems siguiendo el diseño de la escala Likert y fue validado por sus autores teniendo en cuenta la opinión de 18 expertos, y la aplicación en 15 situaciones de argumentación en el aula que fueron registradas en video para su aplicación. Como es posible observar, los tres espacios identificados por Duschl (2008) están estrechamente relacionados con la actividad argumentativa.
Si se presupone una relación entre la argumentación en la comunicación cotidiana y la argumentación en la ciencia, proponemos que se incluyan en el análisis argumental propuestas como las de Walton (Walton et al., 2010) o las de van Eemeren (van Eemeren et al., 2000). Walton ha clasificado numerosos esquemas presuntivos, argumentos que contienen factores que permiten rebatirlos (Ureta, 2010). Por ejemplo, Duschl et al. (Duschl, 2008a, p.169) hicieron uso de 9 de los esquemas presuntivos de Walton en el proyecto SEPIA (Science Education through Portfolio Instruction and Assesment). Según Duschl (2008a, p.170) tales esquemas se acomodaron bastante bien a la estructura y las razones secuenciales de los estudiantes aunque debido a ciertas dificultades en la clasificación se optó por reunir los 9 esquemas en 4 categorías: 1) argumentos de solicitud de información: argumentos de indicio, de compromiso y de posición para conocer; 2) argumento de opinión de experto; 3) Argumentos de inferencia: argumentos de evidencia de hipótesis, de correlación causal, de causa-efecto y de consecuencias; y 4) Argumento de analogía.
La teoría de la pragmadialéctica de van Eemeren, presenta el argumento como una clase de interacción que surge en el contexto de otras clases de interacciones, cuando algo que se ha dicho, sugerido o transmitido, demuestra que no existe la misma opinión entre las partes, donde la argumentación surge con la finalidad de enfrentar e intentar resolver una diferencia de opinión por medio de la exploración de la justificación relativa de los puntos de vista que se presentan. La teoría pragmadialéctica brinda un modelo de discurso argumentativo, no tanto en términos de forma y contenido sino en términos de procedimientos de discusión (Van Eemeren et al., 2000).
Van Eemeren et al. proponen un esquema de modelo ideal para la resolución de una discusión crítica. Para resolver una disputa, los puntos que están siendo cuestionados han de convertirse en el tema de una discusión crítica cuyo propósito es lograr acuerdos acerca de la aceptabilidad o inaceptabilidad de los puntos de vista en discusión (Van Eemeren y Grootendorst, 2006, p. 55). En este esquema identifican cuatro etapas: de confrontación, de apertura, de argumentación, y de clausura. Incluso afirman que tal vez lo más cerca que logramos aproximarnos al modelo ideal de una discusión crítica sea en las discusiones científicas, donde en principio, al menos, su propósito es dialéctico. En las discusiones científicas ningún punto de vista es aceptado sin haberlo sometido a alguna prueba y la validez de la argumentación presentada es examinada rigurosamente. Sin embargo, admiten también que los científicos tienen sus propias suposiciones sin demostrar, sus propios prejuicios, sus incoherencias lógicas, etc., e incluso en las disciplinas científicas más rígidas, ocasionalmente la pasión (pathos) y otros recursos retóricos no quedan excluidos. Esto lleva a reconocer que es prematuro considerar simplemente que las discusiones científicas son realizaciones del modelo ideal. Incluso en este campo a menudo la práctica difiere de la teoría (normativa). (Van Eemeren y Grootendorst, 2006, p. 61)
4. Experiencia en el aula de ciencias de ingeniería
Con el objetivo de analizar la construcción de conocimiento científico en el aula desde el ejercicio argumentativo llevado a cabo en la interacción oral, se ha venido realizando en la Escuela de Ingeniería de Antioquia una investigación con estudiantes de ingeniería, que pretende recopilar fundamentos teóricos y experiencias investigativas para formular elementos de apoyo para el diseño de las clases, la identificación de aspectos metodológicos del ejercicio y las bases para un análisis de resultados.
Desde el 2010 se viene realizando esta experiencia en el aula con grupos de estudiantes de ingeniería. Durante el 2010 tres grupos fueron conformados de manera voluntaria con estudiantes de distintos semestres del programa (entre el cuarto y octavo). Estos grupos (de 4 a 7 estudiantes) realizaron una decena de sesiones en un semestre. En el 2011, además de otros dos grupos voluntarios, la experiencia ha sido llevada al aula regular, a dos cursos de mecánica de fluidos (con 22 y 25 estudiantes).
En un comienzo (en el primer año de esta investigación) la actividad argumentativa se iniciaba en el aula a partir de una narración histórica en la cual eran identificables las ideas en disputa. Tales ideas, que pueden corresponder a un contexto histórico bastante lejano del momento actual, siguen siendo válidas, en especial porque involucran conceptos y explicaciones que pueden confrontarse con los que el estudiante trae en ese momento. Para el fomento de la actividad argumentativa es conveniente la presentación de una situación concreta que pueda dar lugar a la participación de las ideas del estudiante. Como no es común que este participe activamente en el aula, más cuando se ha mantenido la tradición de la clase magistral, el docente puede intervenir con preguntas a fin de explorar las ideas de los estudiantes. Se presenta aquí una situación que puede ser muy diferente para cada participante y que depende en buena medida de factores cognitivos pero también de aspectos propios de la personalidad más conectados con el pathos. Uno de los grandes beneficios de esta actividad es el descubrimiento de las ideas previas de los estudiantes. Esto marca una ruta en la construcción de la complejidad del argumento que se va conformando con los distintos tipos de intervenciones. Muchas veces el docente se pregunta porqué el estudiante no entiende o no alcanza a resolver una determinada situación. El ejercicio de la argumentación permite llevar a cabo una exploración a las ideas previas del estudiante y la evaluación de tales ideas, mediante la reclamación de elementos de justificación solicitados al estudiante, o elementos de refutación incorporados por un participante (otro estudiante o el docente), o porque se introduce una situación mediante la cual el estudiante reconoce que la premisa que ha presentado es inválida.
Una característica que ha emergido como fundamental de esta experiencia es el número de participantes que se involucran de manera efectiva en la actividad. Resulta más difícil la participación entre mayor sea el tamaño del grupo. En ese caso, como lo proponen Simon and Richardson (2009) es recomendable que la actividad se realice en grupos de máximo 4 estudiantes y en una fase posterior se reúnan las intervenciones en el grupo completo. Esto implica el diseño de unidades didácticas con fines de la actividad argumentativa. No quiere esto decir que no pueda hacerse actividad argumentativa en grupos numerosos, de hecho puede resultar muy interesante cuando se introducen, sin que el docente lo haya premeditado, ideas de los estudiantes que provocan la evaluación de una situación, un concepto o una explicación. Si se tiene la preparación para afrontar la actividad argumentativa, conviene hacerlo, esto demuestra que se puede construir conocimiento a partir de las ideas previas y que la ciencia es también un espacio para el diálogo y la discusión. Es también un asunto de actitud. El aula puede ser un espacio completamente abierto a la actividad argumentativa, sin embargo, si esta actividad no se realiza dentro de ciertos controles, puede resultar en una experiencia perjudicial cuando lo que se pretende es fomentar la construcción de argumentos.
5. Conclusiones
El ejercicio de la argumentación en el aula de ciencias soporta y fortalece los tres espacios integrados para valorar el aprendizaje de las ciencias identificados por Duschl (2008): el conceptual-cognitivo, el epistemológico, y el social. Tales espacios han sido considerados por Enderle et al. (2010) para proponer un protocolo de observación para la evaluación de la actividad argumentativa en el aula.
Sampson y Clark (2008), desde la educación en ciencias, sintetizan tres aspectos fundamentales pata analizar los argumentos: la estructura, el contenido y la naturaleza de la justificación. Con base en ello han clasificado los marcos analíticos como generales y específicos.
En esta propuesta se acepta la argumentación como un fenómeno del lenguaje cotidiano y se plantea llevar el ejercicio argumentativo al aula, con el fin de explorar el conocimiento de los participantes y la construcción del conocimiento de ciencias. La pragmadialéctica plantea un modelo de la discusión crítica y reconoce la discusión científica como una forma cercana a ella, lo cual permite hacer de esta teoría una opción viable para el análisis en detalle de la argumentación.
La experiencia llevada a cabo con grupos de estudiantes voluntarios y con grupos regulares en el aula de ciencias, ha mostrado las posibilidades que genera el desarrollo de la actividad argumentativa en el aula de ciencias de ingeniería en cuanto a la construcción del conocimiento, la creación del pensamiento crítico y el fomento a la interacción social.
6. Referencias
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Unidad académica: Civil, Ambiental e Industrial
Escuela de Ingeniería de Antioquia
Envigado, Colombia
Resumen
El diálogo social está sujeto a múltiples condiciones que pueden ser motivadoras de la conversación o inhibidoras de la misma. Sin embargo, desarrollar el diálogo para avanzar en las profundidades de las ideas permite un mayor conocimiento entre las partes participantes y un enriquecimiento de las propias ideas. En este artículo se propone el ejercicio argumentativo mediante la interacción oral en el aula de ciencias como una vía para la construcción del conocimiento del estudiante. Con la identificación de tres espacios integrados para la valoración del aprendizaje de las ciencias –el conceptual-cognitivo, el epistemológico y el social-, se presenta un protocolo de observación propuesto para la evaluación de la actividad argumentativa en el aula. También en la educación en ciencias se identifican tres aspectos –la estructura del argumento, el contenido y la naturaleza de la justificación- para analizar la calidad de los argumentos. Se propone un enlace entre el ejercicio de la comunicación cotidiana y el modelo teórico de la discusión crítica ofrecido por la pragmadialéctica, para el desarrollo y análisis del proceso argumentativo en el aula. Al final se presenta una breve descripción de la actividad realizada con estudiantes de ingeniería pretendiendo mostrar los beneficios pero también algunos obstáculos de la actividad en el aula.
Palabras clave: Argumentación, Discusión crítica, Evaluación argumentativa, Interacción en el aula, Interacción oral
1. Introducción
Si la ciencia se reconoce como una construcción colectiva, entonces también es posible considerar la construcción de conocimiento científico en el aula como una actividad social y no una mera transmisión de información. Esta posición posibilita además que esa actividad social se extienda en el ejercicio profesional, permitiendo una interacción más amplia, más desarrollada, con la consecuente producción de ideas más acertadas gracias a la consideración de más ideas y sobre todo de más posturas. En este artículo se intentan reunir diversos elementos en torno a la experiencia en el aula (en este caso, de ingeniería), a fin de fundamentar el desarrollo de la interacción oral en la construcción de un discurso argumentativo que lleve al aprendizaje del conocimiento científico de los estudiantes.
Teniendo en cuenta la evolución que ha tenido la ingeniería y en particular la ingeniería civil que hoy en día reconoce mejor que antes el impacto ambiental de las obras, resulta apenas justo proponer un ejercicio pedagógico que permita la participación del estudiante en el diálogo interactivo oral, donde presente sus ideas exteriorizadas, y que en esa intervención más activa, participe en la construcción de su propio conocimiento. Es necesario que en las aulas se permita el espacio para el diálogo sobre el efecto potencial que las obras y acciones de la ingeniería puede tener sobre los seres humanos y el ambiente, que el trabajo del ingeniero sea considerado desde una perspectiva más amplia (Toulmin, 2003). Para ello se propone que desde el aula se motive el pensamiento crítico mediante el desarrollo de la actividad argumentativa llevada a cabo desde la interacción oral.
2. La argumentación en la enseñanza de las ciencias
El diálogo social está sujeto a múltiples condiciones que pueden ser motivadoras de la conversación o inhibidoras de la misma. Cuando interactuamos con alguien a través del diálogo, podemos construir un discurso argumentativo, esto es, presentamos una idea, –si se quiere una opinión- y la justificamos con razones. Nuestro interlocutor puede apoyar esa idea o contradecirla –refutarla-, de tal manera que en poco tiempo se ha construido un esquema argumentativo conformado en esencia por premisas, justificaciones, refutaciones, y –si se ha llegado a un acuerdo-, una conclusión. Así no sea construida esta estructura de manera consciente, no quiere decir que no sea reconocible y menos aún que no pueda ser susceptible de análisis. Posiblemente quien tenga conciencia de cómo se construye un argumento llevará una ventaja en el momento de la interacción y quizás logre defender mejor sus ideas o alcanzar una mayor claridad en la discusión. Aquí entenderemos la argumentación como la búsqueda de claridad en un ejercicio interactivo. Aunque en un argumento puede defenderse una sola idea per se, aquí nos referiremos a la argumentación como un proceso de construcción de argumentos o de elementos argumentales los cuales van tejiendo una estructura en la cual se reconoce la interacción de ideas.
Sobre el ejercicio de la argumentación se han escrito innumerables tratados desde la época griega y aún siguen desarrollándose teorías para fundamentarlo. Desde hace unas décadas se ha venido promoviendo el ejercicio de la argumentación en el aula de ciencias, especialmente porque mediante este ejercicio se desarrollan otras habilidades como el pensamiento crítico y se alcanza un nivel de metacognición –es decir de entender cómo es que conocemos-, logrando mediante la argumentación un mayor entendimiento de los conceptos científicos (von Aufschnaiter et al., 2007; Simon and Richardson, 2009). Sin embargo, llevar el ejercicio de la argumentación al aula requiere ciertas condiciones. En primer lugar deberá crearse un ambiente propicio, en el cual todos los participantes reconozcan la invitación a intervenir. Si bien hemos comenzado diciendo en este artículo que la argumentación puede ser un ejercicio natural en la interacción social, también ha de advertirse que no siempre se lleva a cabo de manera efectiva –por ejemplo cuando una de las partes toma una postura autoritaria y dominante, o cuando las intervenciones están por fuera de contexto, etc.-. Por ello en ocasiones se hace difícil, si no imposible, entablar conversación con un interlocutor, más aun en lo que pudiera considerarse una interacción argumentativa.
Lo que se propone aquí es considerar el aula como un espacio social en el cual sea factible generar un ambiente propicio para una activa interacción oral de forma que se facilite la construcción de estructuras argumentativas que finalmente lleven a una construcción de conocimiento –en términos de aprendizaje de los estudiantes-. Teniendo en cuenta que esta interacción tiene su base en una situación social, deberá resolverse en primer lugar cuáles han de ser los requisitos para que sea posible promover esta interacción de manera que se alcancen las características argumentativas que se pretenden. Uno de los mayores obstáculos iniciales es sin duda cierta institucionalización que tiene todavía en nuestros tiempos la clase magistral, no solo a causa del docente, sino incluso debido a los mismos estudiantes, que asisten al aula para que les sea entregada la información que han de almacenar para luego dar cuenta de ella en las evaluaciones. Porque a pesar que tanto se declara en las instituciones la instauración del constructivismo como modelo educativo, poco o nada se lleva al desarrollo en el aula. Pues bien, la argumentación en las clases de ciencias se plantea aquí desde una perspectiva socio cultural constructivista conectada con el aprendizaje de las ciencias, donde los estudiantes son productores de conocimiento y el docente modera, guía y en general soporta y promueve el proceso. Es por ello que esta práctica ha de llevarse con un enfoque centrado en el estudiante, quien asume control sobre su aprendizaje, actuando como productor de conocimiento y no solo como un consumidor del conocimiento producido por otros (Jiménez-Aleixandre, 2008). Este enfoque constructivista tiene en cuenta seis aspectos que han de considerarse para promover la argumentación en el aula de ciencias (Jiménez-Aleixandre, 2008, p.95-104): 1) el papel de los estudiantes, productores activos de declaraciones justificadas y críticos pertinentes de las declaraciones de los otros; entre otras acciones generan productos, escogen entre estos con base en evidencias, evalúan la evidencia con criterio y presentan reportes del proceso; 2) el papel del profesor, que moldea y guía la investigación científica, promueve la participación de los estudiantes, provee criterio para la construcción y evaluación de los argumentos, motiva a los estudiantes a la reflexión; 3) el currículo, estructurado para resolver problemas auténticos que generen diversos resultados con diferentes niveles epistémicos y utilice recursos que soporten prácticas epistémicas, capaz de involucrar a los estudiantes en la investigación y en las prácticas discursivas de los científicos; 4) la evaluación, la participación de los estudiantes en la evaluación del proceso y de los productos de conocimiento alcanzados, profesores y estudiantes comparten criterios y autoridad en la evaluación a través de distintos mecanismos de recolección del repertorio comunicativo; 5) la metacognición, esto es, la reflexión de los estudiantes acerca del carácter del conocimiento que ha sido utilizado, la concientización de la evolución de sus ideas y de los elementos que provocaron el cambio, el reconocimiento de las ventajas de aprender activamente, las reflexiones epistémicas acerca de la evaluación de las explicaciones científicas; y 6) la comunicación, que debe soportar un contexto donde las posturas interactivas y dialógicas dominen sobre las no interactivas y autoritarias, donde el aprendizaje colaborativo esté fundamentado en el conocimiento como construcción social y se establezca un discurso en el aula propio para la actividad argumentativa.
3. Marcos analíticos para la argumentación en el aula de ciencias
En la actualidad la argumentación es reconocida en la educación en ciencias como una actividad de suma importancia en el aula (Osborne and Patterson, 2011). Además de que promueve el pensamiento crítico, también contribuye a la construcción de una comunidad más democrática donde se acepte la pluralidad de ideas.
En cuanto a la evaluación de la argumentación, es importante evaluar tanto la producción argumentativa como el proceso interactivo a través del cual se construyen los argumentos.
No es precisamente predecible cuál ha de ser la estructura argumentativa que utilizarán los estudiantes o cuál es la estructura argumentativa del docente y cuál ha de ser entonces el marco analítico para la evaluación de los argumentos. Algunas de las investigaciones, en especial aquellas enmarcadas en la educación en ciencias, proponen dos tipos de marcos analíticos para los argumentos (Sampson y Clark, 2008, p.449): generales o específicos. Los marcos generales se caracterizan porque se orientan hacia el análisis de la estructura y la aceptabilidad de las razones en el argumento. Quizás el marco general más empleado en la educación en ciencias es el conocido modelo de Toulmin (2003), que reconoce seis elementos clave en un argumento: datos o fundamentos, respaldo, justificación, garantía, refutación y conclusión. Otros marcos generales han sido propuestos por lingüistas como Adam (1995) o van Dijk (1992). Los marcos específicos resultan de los análisis que han sido propuestos por investigadores de la educación en ciencias para casos experimentales realizados en distintas disciplinas y contextos. Debido a ello, algunos se centran en el análisis de contenido de la justificación de los argumentos (Zohar and Nemet, 2002); proponen distintos niveles epistémicos para las proposiciones (Kelly y Takao, 2002); evalúan los argumentos según un modelo hipotético-deductivo (Lawson, 2003); o los caracterizan según ciertos aspectos conceptuales (Sandoval, 2003; Sandoval y Millwood, 2008).
En síntesis, pueden identificarse tres aspectos fundamentales para analizar la calidad de los argumentos en la educación en ciencias (Sampson y Clark, 2008, p.449): 1) la estructura o complejidad del argumento, esto es, los componentes del argumento; 2) el contenido del argumento (evaluado desde su conexión con la ciencia); y 3) la naturaleza de la justificación, es decir, cómo se respaldan y validan las ideas en el argumento.
También la evaluación de la propia actividad argumentativa se ha estudiado en la educación en ciencias. Enderle et al. (2010) han propuesto un protocolo de observación que han diseñado en concordancia con tres espacios integrados identificados por Dushl (2008) a fin de valorar el aprendizaje de las ciencias: 1) las estructuras conceptuales y los procesos cognitivos utilizados; 2) los marcos epistemológicos utilizados en el desarrollo y la evaluación del conocimiento científico; y 3) los procesos y contextos sociales que dan forma a cómo el conocimiento es comunicado, representado, defendido y debatido. Estos tres espacios han sido propuestos por Duschl (2008, p.11) considerando las nuevas perspectivas del aprendizaje y de los ambientes de aprendizaje de las ciencias, así como los estudios científicos sobre el conocer y el indagar. Destaca este autor que las condiciones para el aprendizaje mejoran a través del establecimiento de ambientes de aprendizaje que promueven un aprendizaje productivo y activo del estudiante, de secuencias instructivas que promueven la integración del aprendizaje de la ciencia a través de los tres aspectos así como actividades que hagan el pensamiento de los estudiantes visibles en estos (Duschl, 2008, p.11). El protocolo de Enderle et al. (2010, p.10-12) tiene en cuenta para el espacio de la estructura conceptual y los procesos cognitivos de los estudiantes el enfoque de la conversación, la utilización de explicaciones alternativas, la reacción ante la inconsistencia, la incredulidad hacia las ideas expuestas, la pertinencia de los razonamientos y la manera como los estudiantes evalúan las explicaciones. Para el espacio relacionado con los marcos epistemológicos utilizados en el desarrollo de la actividad, el protocolo incluye evaluar el uso de herramientas retóricas por parte de los estudiantes, el uso de la evidencia, cómo examinan la evidencia, la evaluación de la interpretación de los datos o del método de recolección, el empleo de teorías, leyes y modelos, la distinción que puedan hacer entre inferencias y observaciones, y cómo usan el lenguaje de la ciencia. Los aspectos relacionados con el espacio social incluyen la reflexión de los estudiantes acerca de lo que saben y cómo lo saben, el respeto hacia lo que los otros dicen, la disposición para la discusión de ideas y la interacción que se puede presentar (si se agregan comentarios, si se interviene con preguntas, etc.). El protocolo agrupa en total 19 ítems siguiendo el diseño de la escala Likert y fue validado por sus autores teniendo en cuenta la opinión de 18 expertos, y la aplicación en 15 situaciones de argumentación en el aula que fueron registradas en video para su aplicación. Como es posible observar, los tres espacios identificados por Duschl (2008) están estrechamente relacionados con la actividad argumentativa.
Si se presupone una relación entre la argumentación en la comunicación cotidiana y la argumentación en la ciencia, proponemos que se incluyan en el análisis argumental propuestas como las de Walton (Walton et al., 2010) o las de van Eemeren (van Eemeren et al., 2000). Walton ha clasificado numerosos esquemas presuntivos, argumentos que contienen factores que permiten rebatirlos (Ureta, 2010). Por ejemplo, Duschl et al. (Duschl, 2008a, p.169) hicieron uso de 9 de los esquemas presuntivos de Walton en el proyecto SEPIA (Science Education through Portfolio Instruction and Assesment). Según Duschl (2008a, p.170) tales esquemas se acomodaron bastante bien a la estructura y las razones secuenciales de los estudiantes aunque debido a ciertas dificultades en la clasificación se optó por reunir los 9 esquemas en 4 categorías: 1) argumentos de solicitud de información: argumentos de indicio, de compromiso y de posición para conocer; 2) argumento de opinión de experto; 3) Argumentos de inferencia: argumentos de evidencia de hipótesis, de correlación causal, de causa-efecto y de consecuencias; y 4) Argumento de analogía.
La teoría de la pragmadialéctica de van Eemeren, presenta el argumento como una clase de interacción que surge en el contexto de otras clases de interacciones, cuando algo que se ha dicho, sugerido o transmitido, demuestra que no existe la misma opinión entre las partes, donde la argumentación surge con la finalidad de enfrentar e intentar resolver una diferencia de opinión por medio de la exploración de la justificación relativa de los puntos de vista que se presentan. La teoría pragmadialéctica brinda un modelo de discurso argumentativo, no tanto en términos de forma y contenido sino en términos de procedimientos de discusión (Van Eemeren et al., 2000).
Van Eemeren et al. proponen un esquema de modelo ideal para la resolución de una discusión crítica. Para resolver una disputa, los puntos que están siendo cuestionados han de convertirse en el tema de una discusión crítica cuyo propósito es lograr acuerdos acerca de la aceptabilidad o inaceptabilidad de los puntos de vista en discusión (Van Eemeren y Grootendorst, 2006, p. 55). En este esquema identifican cuatro etapas: de confrontación, de apertura, de argumentación, y de clausura. Incluso afirman que tal vez lo más cerca que logramos aproximarnos al modelo ideal de una discusión crítica sea en las discusiones científicas, donde en principio, al menos, su propósito es dialéctico. En las discusiones científicas ningún punto de vista es aceptado sin haberlo sometido a alguna prueba y la validez de la argumentación presentada es examinada rigurosamente. Sin embargo, admiten también que los científicos tienen sus propias suposiciones sin demostrar, sus propios prejuicios, sus incoherencias lógicas, etc., e incluso en las disciplinas científicas más rígidas, ocasionalmente la pasión (pathos) y otros recursos retóricos no quedan excluidos. Esto lleva a reconocer que es prematuro considerar simplemente que las discusiones científicas son realizaciones del modelo ideal. Incluso en este campo a menudo la práctica difiere de la teoría (normativa). (Van Eemeren y Grootendorst, 2006, p. 61)
4. Experiencia en el aula de ciencias de ingeniería
Con el objetivo de analizar la construcción de conocimiento científico en el aula desde el ejercicio argumentativo llevado a cabo en la interacción oral, se ha venido realizando en la Escuela de Ingeniería de Antioquia una investigación con estudiantes de ingeniería, que pretende recopilar fundamentos teóricos y experiencias investigativas para formular elementos de apoyo para el diseño de las clases, la identificación de aspectos metodológicos del ejercicio y las bases para un análisis de resultados.
Desde el 2010 se viene realizando esta experiencia en el aula con grupos de estudiantes de ingeniería. Durante el 2010 tres grupos fueron conformados de manera voluntaria con estudiantes de distintos semestres del programa (entre el cuarto y octavo). Estos grupos (de 4 a 7 estudiantes) realizaron una decena de sesiones en un semestre. En el 2011, además de otros dos grupos voluntarios, la experiencia ha sido llevada al aula regular, a dos cursos de mecánica de fluidos (con 22 y 25 estudiantes).
En un comienzo (en el primer año de esta investigación) la actividad argumentativa se iniciaba en el aula a partir de una narración histórica en la cual eran identificables las ideas en disputa. Tales ideas, que pueden corresponder a un contexto histórico bastante lejano del momento actual, siguen siendo válidas, en especial porque involucran conceptos y explicaciones que pueden confrontarse con los que el estudiante trae en ese momento. Para el fomento de la actividad argumentativa es conveniente la presentación de una situación concreta que pueda dar lugar a la participación de las ideas del estudiante. Como no es común que este participe activamente en el aula, más cuando se ha mantenido la tradición de la clase magistral, el docente puede intervenir con preguntas a fin de explorar las ideas de los estudiantes. Se presenta aquí una situación que puede ser muy diferente para cada participante y que depende en buena medida de factores cognitivos pero también de aspectos propios de la personalidad más conectados con el pathos. Uno de los grandes beneficios de esta actividad es el descubrimiento de las ideas previas de los estudiantes. Esto marca una ruta en la construcción de la complejidad del argumento que se va conformando con los distintos tipos de intervenciones. Muchas veces el docente se pregunta porqué el estudiante no entiende o no alcanza a resolver una determinada situación. El ejercicio de la argumentación permite llevar a cabo una exploración a las ideas previas del estudiante y la evaluación de tales ideas, mediante la reclamación de elementos de justificación solicitados al estudiante, o elementos de refutación incorporados por un participante (otro estudiante o el docente), o porque se introduce una situación mediante la cual el estudiante reconoce que la premisa que ha presentado es inválida.
Una característica que ha emergido como fundamental de esta experiencia es el número de participantes que se involucran de manera efectiva en la actividad. Resulta más difícil la participación entre mayor sea el tamaño del grupo. En ese caso, como lo proponen Simon and Richardson (2009) es recomendable que la actividad se realice en grupos de máximo 4 estudiantes y en una fase posterior se reúnan las intervenciones en el grupo completo. Esto implica el diseño de unidades didácticas con fines de la actividad argumentativa. No quiere esto decir que no pueda hacerse actividad argumentativa en grupos numerosos, de hecho puede resultar muy interesante cuando se introducen, sin que el docente lo haya premeditado, ideas de los estudiantes que provocan la evaluación de una situación, un concepto o una explicación. Si se tiene la preparación para afrontar la actividad argumentativa, conviene hacerlo, esto demuestra que se puede construir conocimiento a partir de las ideas previas y que la ciencia es también un espacio para el diálogo y la discusión. Es también un asunto de actitud. El aula puede ser un espacio completamente abierto a la actividad argumentativa, sin embargo, si esta actividad no se realiza dentro de ciertos controles, puede resultar en una experiencia perjudicial cuando lo que se pretende es fomentar la construcción de argumentos.
5. Conclusiones
El ejercicio de la argumentación en el aula de ciencias soporta y fortalece los tres espacios integrados para valorar el aprendizaje de las ciencias identificados por Duschl (2008): el conceptual-cognitivo, el epistemológico, y el social. Tales espacios han sido considerados por Enderle et al. (2010) para proponer un protocolo de observación para la evaluación de la actividad argumentativa en el aula.
Sampson y Clark (2008), desde la educación en ciencias, sintetizan tres aspectos fundamentales pata analizar los argumentos: la estructura, el contenido y la naturaleza de la justificación. Con base en ello han clasificado los marcos analíticos como generales y específicos.
En esta propuesta se acepta la argumentación como un fenómeno del lenguaje cotidiano y se plantea llevar el ejercicio argumentativo al aula, con el fin de explorar el conocimiento de los participantes y la construcción del conocimiento de ciencias. La pragmadialéctica plantea un modelo de la discusión crítica y reconoce la discusión científica como una forma cercana a ella, lo cual permite hacer de esta teoría una opción viable para el análisis en detalle de la argumentación.
La experiencia llevada a cabo con grupos de estudiantes voluntarios y con grupos regulares en el aula de ciencias, ha mostrado las posibilidades que genera el desarrollo de la actividad argumentativa en el aula de ciencias de ingeniería en cuanto a la construcción del conocimiento, la creación del pensamiento crítico y el fomento a la interacción social.
6. Referencias
Adam, Jean-Michel (1995). Hacia una definición de la secuencia argumentativa. Comunicación Lenguaje y Educación, 25, p.9-22
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Duschl, Richard A. (2008a). Quality Argumentation and Epistemic Criteria. En: Erduran, Sibel; Jiménez-Aleixandre, María Pilar (editors). Argumentation in Science Education. Perspectives from Classroom-based Research. Science & Technology Education Library. Volume 35: Springer
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