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Enseñanza de la Ingeniería para el Siglo XXI

Durante los últimos años la Facultad ha puesto en práctica un plan estratégico tendiente a su fortalecimiento académico en los planos docentes y de investigación. Así, se pretende cumplir con su misión de formar el recurso humano indispensable para el desarrollo tecnológico del país, en un ámbito fuertemente competitivo, innovador y globalizado.

Base Conceptual del proyecto docente de los Laboratorios MECESUP

La idea básica del proyecto es evitar la actitud pasiva de los alumnos en el proceso de enseñanza/aprendizaje, incentivando la docencia empírica, incorporando la realización de un gran número de experimentos docentes a la mayor parte de los cursos de la Facultad.  Con este fin se ha contemplado la habilitación y equipamiento de laboratorios docentes integrados, con un carácter transversal a varias disciplinas relacionadas con una ciencia de la ingeniería específica.  Por ejemplo, en el proyecto MECESUP I, se han considerado dos laboratorios, uno centrado en el área de mecánica de fluidos, que cubre una serie de disciplinas que incluyen hidráulica, transferencia de calor y termotecnia, máquinas, fluidos geofísicos, ingeniería química y sanitaria y biotecnología, y el otro centrado en el área de mecánica de sólidos, que cubre desde sistemas estructurales a mecánica de suelos  y mecánica de rocas.  Con el uso de estos laboratorios integrados y transversales se pretende evitar que los temas tratados en cada curso sean específicos y reducidos a la materia central del curso.  Se espera que el alumno tenga la posibilidad de apreciar en forma práctica, el modo en que  las distintas especialidades de la ingeniería interactúan.  Asimismo, que el alumno tendrá la oportunidad de sintetizar y generalizar sus conocimientos con el fin de entender, y ser capaz de resolver, problemas más allá del ámbito de su especialidad, identificando fenómenos y procesos que son comunes en las distintas disciplinas relacionadas con un misma ciencia de la ingeniería.

En esta concepción de los laboratorios se han utilizado dos ideas básicas que es conveniente destacar.  La primera tiene que ver con dar al laboratorio una estructura modular y flexible, de modo que los estudiantes puedan usar cada uno de sus módulos con distintos niveles de profundidad, de acuerdo a su preparación e interés.  Los módulos permiten la realización de experiencias con una estructura en capas.  Esta estructura se ilustra en la Fig. 1.  El diseño por capas permite abordar una  experiencia de laboratorio con distintos grados de profundidad temática.  En las capas inferiores (Capa I en el ejemplo de la Fig. 1) se tiene el fenómeno físico básico que se desea estudiar en una experiencia de laboratorio docente.  Para realizar la experiencia es necesario utilizar sensores con el  objeto de medir las variables que definen el fenómeno en estudio, transmitir esa información a un computador, procesar los datos, sacar conclusiones respecto al fenómeno estudiado, controlar las condiciones experimentales en base a los resultados observados, etc.  Cada una de estas actividades constituye una capa por sobre la Capa I antes descrita.  El interés del alumno se puede centrar en distintas capas.  Por ejemplo, un estudiante de Mecánica de Fluidos estará interesado en un problema físico del movimiento del fluido y sólo se preocupará de las Capas I, V y VI.  Un estudiante de Ingeniería Eléctrica puede estar interesado sólo en los sensores utilizados para medir las variables del experimento (Capa II), en la adquisición de datos (Capa III) o en el control automático de los experimentos (Capa IV).  Un estudiante de computación podrá estar interesado en la transmisión de la información vía INTERNET (Capa III), o desarrollar un software para el control remoto de la experiencia (Capa V).

La ventaja obvia de este tipo de estructura es que al realizar una experiencia docente los estudiantes tienen la oportunidad de relacionarse, familiarizarse y adquirir conocimientos en las áreas temáticas de cada una de las capas que conforman la experiencia.  En el ejemplo anterior, el estudiante de Ingeniería Eléctrica se familiariza con el fenómeno de Mecánica de Fluidos, el estudiante de Mecánica de Fluidos se familiariza con los sensores y el sistema de adquisición de datos.

Figura 1: Modelo de capas.

La segunda idea básica tiene que ver con dar al laboratorio un carácter transversal, donde un mismo fenómeno físico pueda ser observado desde el punto de vista de distintas disciplinas.  Esto se logra integrando en el mismo espacio físico módulos de experimentación en una misma área temática pero que son aplicaciones directas asociadas a distintas disciplinas.  En la Fig. 2 se ilustra este concepto, para un ejemplo específico en el tema de la resistencia de materiales.  En este caso el mismo fenómeno físico, el rompimiento de un sólido debido a la aplicación de una carga, puede ser estudiado desde la perspectiva de distintas disciplinas.  El ingeniero estructural estará interesado, por ejemplo, en el rompimiento de vigas, el ingeniero geotécnico se interesará en la falla del suelo ante la aplicación de cargas, un médico se interesará por el rompimiento de un hueso, etc.  El hecho que los distintos módulos de experimentación estén en un mismo espacio físico facilita y promueve el que los alumnos puedan explorar el estudio de un mismo fenómeno en distintos problemas asociados a distintas disciplinas, lo cual constituye una herramienta pedagógica poderosa que permite al alumno internalizar y comprender de una manera más profunda los conceptos básicos que se pretende transmitir en los cursos respectivos.  Esto despierta en el alumno, además, la capacidad de relacionar problemas nuevos con conceptos conocidos, lo cual fomenta en él la capacidad de resolver problemas que pueden estar más allá del ámbito directo de su especialidad, generando una formación más completa, flexible y multidisciplinaria en ingeniería.

Fig. 2  Ejemplo del carácter transversal de los laboratorios.