La apropiación de conocimientos técnicos específicos, habilidades espacio-temporales, raciocinio y destrezas en la solución de problemas son elementos inherentes a las diferentes disciplinas en Ingeniería, los cuales requieren la exposición a ambientes de enseñanza-aprendizaje que favorezcan en los estudiantes la autonomía, el análisis, la síntesis y la autoconfianza, para poder enfrentarse a los diferentes retos que supone su profesión. Esto implica, desde luego, un verdadero reto para docentes y estudiantes de ingeniería, debido a los altos componentes analíticos y teóricos requeridos. El estudio y la comprensión de fenómenos y sus causas y consecuencias es fundamental en la formación y posterior desempeño profesional del ingeniero.
En este orden de ideas, el estudio de cualquier Ingeniería requiere de la implementación de metodologías activas que favorezcan la inserción de los estudiantes en su proceso formativo, favoreciendo una apropiación lógica y estructurada del conocimiento, y facilitando su permanencia en el tiempo. Un buen programa de ingeniería debe propender por la experimentación y la solución de problemas e incorporar estos aspectos en su currículo. Pero esta experimentación debe estar orientada a la solución de problemas prácticos y de la vida real, que permitan al estudiante ambientarse y enfocarse en cómo el conocimiento adquirido puede aplicarse en su profesión.
En realidad, de acuerdo con Mills & Treagust (2003),los egresados de algunas ingenierías salen con buenos fundamentos en la ciencia de la Ingeniería pero no saben cómo aplicarlos en la práctica. Esto indica que se debe profundizar en el conocimiento conceptual para conceptualizar experiencias; es decir, describir o diseñar, ya sea que se trate de sistemas existentes o sistemas nuevos. Si se profundiza en el conocimiento conceptual, se incrementan las posibilidades de que los egresados tengan mayor claridad en cómo aplicar el conocimiento en la vida profesional.
La Ingeniería, entonces, debe entenderse como un todo integrado por partes conexas entre sí. La formación disciplinar de un ingeniero debe estar enmarcada dentro de una globalidad conceptual que permita comprender la relación existente entre las diferentes áreas de formación y la profesión misma, facilitando de esta manera, la inserción en la vida profesional.
De hecho, algunas observaciones y estudios han demostrado que a los estudiantes de Ingeniería se les dificulta observar la conexión global entre los diferentes temas de las asignaturas y que, incluso los más brillantes, tienen dificultades para recordar algunos conceptos poco tiempo después de estudiados los cursos (Burns & Egelhoff, 2011). Si bien, esta aseveración es cierta, no es menos cierto que la mayoría de los estudiantes de Ingeniería están expuestos a ambientes formativos poco dinámicos, con poco o nada de experimentación y con un enfoque teórico matemático, que si bien es fundamental y necesario, requiere de comparaciones y comprobaciones físicas y visuales para garantizar y favorecer una adecuada apropiación del conocimiento (Roylance, Jenkins, & Khanna, 2001).
En este sentido, Felder y Silverman (1988) consideran que los estudiantes tienen múltiples formas de aprender;entre ellas, por visualización y construcción de modelos y que, por lo tanto, debe haber un balance entre las situaciones de la vida real, las teorías y los modelos matemáticos, para permitir a los estudiantes demostrar comprensión en diferentes representaciones. De ahí quesearecomendable que exista un balance entre la información concreta y la abstracta que se imparte en los cursos (Felder, Woods, Stice, & Rugarcia, 2000).
Ahora bien, en un curso tradicional de ingeniería se hace uso de las ecuaciones y las representaciones gráficas de los fenómenos para lograr la comprensión de los conceptos. Ambos cumplen una función importante en el aprendizaje y bajo ninguna circunstancia deben ser dejados de lado. No obstante, ellos solo corresponden a una porción pequeña en la práctica de la Ingeniería (Gainsburg, 2006). Otros autores están de acuerdo en que las habilidades de los ingenieros no solamente se fundamentan en las ecuaciones y representaciones formales, sino también en el uso de herramientas, materiales y en la interacción con los demás (Hall & Nemirovsky, 2011; Johri & Olds, 2011).
Por ello, las representaciones externas son importantes en la práctica profesional de la ingeniería, ya que transforman los conceptos y los procesos en formas simbólicas y visuales que son requeridos para el desarrollo de ideas, objetos y relaciones (Nathan, y otros, 2013). Bajo este contexto, la experimentación, la visualización y el aprendizaje basado en proyectos y en problemas cobran gran importancia en la formación de los ingenieros, toda vez que los proyectos de diseño y los experimentos para demostrar conceptos,son dos formas en las que se puede mejorar el aprendizaje en los diferentes cursos (Crone, 2002).
En este orden de ideas, un buen plan de estudios de Ingeniería debe propender de manera específica e instar a sus docentes a desarrollar metodologías y enfoques activos de aprendizaje, empezando por los más básicos como son la formación basada en proyectos, dirigida a la aplicación de un conocimiento, más allá de que ambas se fundamenten en principios de colaboración, orientación multidisciplinar y autodirección, y la formación basada en problemas, relacionada con la adquisición del conocimiento (Perrenet, Bouhuijs, & Smits, 2000).
Sin duda, la solución de problemas es un elemento esencial en los cursos de Ingeniería, pues se ha probado que los estudiantes entienden con más facilidad las teorías de Ingeniería cuando hay una aplicación práctica en ella. Históricamente, la teoría por sí sola ha llevado a niveles más bajos de comprensión y motivación y, por consiguiente, a mayores índices de mortalidad y deserción (Mahendran, 1995).
En conclusión, la formación de ingenieros con capacidad de análisis, síntesis, argumentación y en general, solución de problemas, requiere un ambiente de aprendizaje basado en la experimentación, la indagación y la autobúsqueda del conocimiento, y esto se logra a través de metodologías y enfoques pedagógicos activos, en los cuales el estudiante es protagonista del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Referencias
Burns, K., & Egelhoff, C. (2011). AC 2011-1261: A heuristic to aid teaching, learning, and problem-solving for mechanics of materials. Obtenido de American Society for Engineering Education web site: http://www.asee.org/file_server/papers/attachment/file/0001/1382/2011ASEE_Final_1261.pdf
Crone, W. C. (2002). Using an advanced mechanics of materials design project to enhance learning in an introductory mechanics of materials course. Obtenido de American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition web site:
http://mandm.engr.wisc.edu/faculty_pages/crone/PDF/ASEE_paper_2002_RevisedFINAL.pdf
Felder, R., & Silverman, L. (1988). Learning and teaching styles in engineering education. Engineering Education, 78(7), 674-681.
Felder, R., Woods, D., Stice, J., & Rugarcia, A. (2000). The future of engineering education II. Teaching methods that work. Chemical Engineering Education, 34(1), 26-39.
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Hall, R., & Nemirovsky, R. (2011). Introduction to the Special Issue: Modalities of Body Engagement in Mathematical Activity and Learning. Journal of the Learning Sciences, 21(2), 207-215.
Johnson, P. (1999). Problem-based, cooperative learning in the engineering classroom. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 125(1), 8-11.
Johri, A., & Olds, B. (2011). Situated engineering learning: bridging engineering education research and the learning sciences. Journal of Engineering Education, 100(1), 151-185.
Mahendran, M. (1995). Project-based civil engineering courses. Journal of Engineering Education, 84(1), 75-79.
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Perrenet, J., Bouhuijs, P., & Smits, J. (2000). The suitability of problem-based learning for engineering education: theory and practice. Teaching in Higher Education, 5(3), 345-358.
Roylance, D., Jenkins, C., & Khanna, S. (2001). Innovations in teaching mechanics of materials in materials science and engineering departments. In proceedings of the 2001 Spring Meeting of the American Society for Engineering Education.Obtenido de MIT web site:
