conocimientos, habilidades y actitudes fundamentales que debe

CONOCIMIENTOS,
HABILIDADES
Y
ACTITUDES
FUNDAMENTALES QUE DEBE ADQUIRIR EL ESTUDIANTE AL
CURSAR CIENCIAS BÁSICAS
M. RAMÍREZ GALINDO; PROFESORA DE CARRERA; [email protected]
RESUMEN
El desarrollo tecnológico actual demanda a las universidades la formación de ingenieros que sean
competitivos en el ámbito nacional e internacional para enfrentar los retos de la globalización, por lo
que es necesario proporcionar una sólida formación en la Ciencias Básicas necesarias para la
comprensión de los fenómenos relacionados con las diversas ramas de la ingeniería; lo que significa que
los contenidos y metodología de enseñanza deberán estar orientados a lograr que los estudiantes
adquieran la capacidad para razonar y ser creativos e innovadores en la solución de problemas del área
de desarrollo que les compete. Para alcanzar esta meta, existe todo un proceso enmarcado en la
formación de los estudiantes desde las Ciencias Básicas. En este trabajo se pretende identificar los
conocimientos, habilidades y actitudes, así como las acciones que pueden favorecer que los estudiantes
en su tránsito por esta etapa inicial, incursionen exitosamente en las asignaturas de Ciencias de la
Ingeniería y de Ingeniería Aplicada, y posteriormente se incorporen a la sociedad como profesionales
de la ingeniería con capacidad de análisis crítico, fundamental en la toma de decisiones.
INTRODUCCIÓN
Las últimas décadas del siglo XX se caracterizaron por un impresionante periodo de
transformación en el que los grandes avances de la ciencia y la tecnología, aunados al
fenómeno de la globalización, provocaron una serie de cambios en la forma como se
relacionan los individuos en la sociedad actual. El siglo XXI continúa con la misma
tendencia, el desarrollo tecnológico mantiene un crecimiento exponencial que parece no
tener límite. Lo anterior sugiere que de manera imperativa las
Universidades,
particularmente en las carreras de Ingeniería, se conviertan en un instrumento fundamental
que impulse la formación de los profesionales con la capacidad de incorporarse al mercado
laboral con una visión creativa, innovadora y crítica que les permita afrontar y dar solución
a los problemas que les demande la sociedad. En este proceso de formación, la solidez de
sus conocimientos, habilidades y actitudes desde las Ciencias Básicas, contribuirá de
manera importante en la solución de los problemas que se planteen al cursar las asignaturas
de Ciencias de la Ingeniería, así como las de Ingeniería Aplicada, como fase previa a su
incorporación al campo laboral, o bien a estudios de Posgrado. Debe subrayarse que como
toda acción referida a la enseñanza y al aprendizaje, siempre está presente la dualidad:
alumno - profesor, por lo que desde las Instituciones Educativas, las acciones generadas
por la participación responsable y comprometida del profesorado, serán elementos de
trascendencia para alcanzar el éxito, pues son el medio de contacto directo con los
alumnos; son los profesores quienes con las estrategias didácticas y metodológicas
adecuadas definirán las acciones que incidan en la formación del estudiantado. En este
trabajo se pretende establecer cuáles son los conocimientos que deben adquirir los alumnos
que cursan asignaturas de Ciencias Básicas; cuáles son las habilidades a desarrollar en ellos
y cuáles las actitudes acordes con las necesidades del mundo actual determinadas a partir de
las Ciencias Básicas; para lo cual, se considerará la siguiente clasificación por áreas que
históricamente se ha identificado al estudiar estas Ciencias, a saber: Matemáticas, Física y
Química. Posteriormente se identificaran algunos de los conocimientos imprescindibles de
estas áreas, ilustrando con aplicaciones sencillas de algunas especializaciones de
ingeniería.
ANÁLISIS
En la formación del estudiante de ingeniería en su etapa inicial, cuando cursa las
asignaturas de Ciencias Básicas, y bajo el supuesto de poseer los conocimientos que se
consideran suficientes como antecedentes, se abordan temáticas con contenidos de
matemáticas, física y química como ya se ha señalado. Respecto al área de matemáticas, se
ubican generalmente las asignaturas de Cálculo Diferencial, Álgebra, Geometría Analítica
(correspondientes casi todas al primer semestre); Cálculo Integral, Álgebra Lineal (segundo
semestre); Cálculo Vectorial, Ecuaciones Diferenciales (tercer semestre); Probabilidad y
Estadística (quinto semestre). Se puede identificar para cada una de estas asignaturas,
contenidos específicos y su importancia en asignaturas posteriores de Ciencias de la
Ingeniería e Ingeniería Aplicada. Si bien no es la finalidad de este trabajo desglosar todos
los conocimientos de las áreas del conocimiento señaladas que deben adquirir los alumnos
en esta etapa escolar, es conveniente enfatizar algunos de ellos de manera concreta y la
utilidad de los mismos, ejemplificando brevemente.
A nivel de ilustración considérese el Cálculo en términos generales. Desde el estudio de
funciones de una variable, el aprendizaje y comprensión del concepto de función, y cómo
se comporta cuando es sujeta de cambios en alguna de sus variables (lo que se conoce en el
contexto de la matemática como derivación de funciones)), permite al estudiante adquirir
las bases para realizar lo que será una las actividades más importantes dentro de la
ingeniería: el modelado matemático de problemas reales. Asimismo, el proceso opuesto al
de derivación de funciones, conocido como integración y que como resultado genera
también una función, establece las bases para poder calcular posteriormente el centro de
gravedad de un cuerpo de geometría no identificada, el centro de presión sobre una
superficie plana, etc. Para el caso de funciones multivariables, (que se estudian en cálculo
vectorial), los conceptos ahí aprendidos, contribuyen a su vez a adquirir conocimientos
sobre mecánica del medio continuo, o bien al estudio de la expansión que experimenta una
placa metálica, sujeta a ciertas condiciones, mediante la determinación de gradientes.
El caso de Álgebra Lineal, asignatura catalogada por muchos de gran abstracción, aporta al
perfil del ingeniero en formación, la capacidad para desarrollar un pensamiento lógico,
heurístico y algorítmico al modelar fenómenos de la naturaleza, que en muchos casos son
no lineales, pero al convertirlos en modelos lineales, facilitan su operatividad. Esta materia
proporciona además, conceptos matemáticos que se aplicarán en ecuaciones diferenciales y
en otras materias de especialidad.
Respecto a la Geometría Analítica, su conocimiento está estrechamente vinculado con el
estudio de la ingeniería en distintas etapas, pero siempre considerando que una adecuada
representación de imágenes mentales será determinante para el éxito en la solución de
diversos problemas. En sus contenidos, desde el estudio inicial de álgebra vectorial se
establecen las bases para que los estudiantes adquieran los conocimientos que les apoye en
representaciones tridimensionales de objetos geométricos, que posteriormente se
constituirán en elementos básicos para el estudio en campos del electromagnetismo y de la
física de materiales.
Ecuaciones Diferenciales es la asignatura del área de matemáticas que proporciona los
conocimientos necesarios para que a partir de la representación de fenómenos físicos a
través de expresiones matemáticas (modelado matemático), se obtenga la solución de un
problema real. En esta asignatura, el estudiante aprenderá que la aplicación de las
matemáticas a un problema de ingeniería consiste básicamente de tres fases:
• Modelado o modelación: es la representación de la información física dada a una forma
matemática (modelo). De esta manera se obtiene un modelo matemático de la situación
física; este modelo puede ser una ecuación diferencial, un sistema de ecuaciones
diferenciales o alguna otra expresión matemática.
• Resolución: es la manipulación del modelo por medio de métodos matemáticos, esta
acción culmina con la solución en forma matemática del problema dado. La determinación
de la solución es parte medular de los conocimientos que en esta asignatura adquiere el
alumno.
• Interpretación: es dar sentido práctico al resultado matemático en términos físicos.
Los contenidos de esta asignatura son fundamentales en diversas materias posteriores del
Plan de Estudios, tales como Análisis de Sistemas y Señales, Dinámica de Sistemas Físicos,
entre otras.
En lo que se refiere a Probabilidad y Estadística, si bien se presenta como una sola
asignatura, para su estudio se considera conveniente dividirla en dos ramas. De gran
importancia en la ingeniería, la estadística con sus métodos descriptivos, permite la
observación de los hechos, y con sus métodos inferenciales colabora con el proceso de
generalizar el comportamiento o relación de fenómenos, aportando adicionalmente
alternativas para medir la confianza y validez de tales generalizaciones, con base en
elementos probabilísticos.
En el área de Física, se ubican las asignaturas Estática, Cinemática y Dinámica,
Electricidad y Magnetismo, Principios de termodinámica y electromagnetismo, Física de
Semiconductores, Acústica y Óptica. De manera general, el conocimiento de estas
asignaturas está caracterizado por un mayor uso de modelos matemáticos, así como por
una descripción de fenómenos desde un punto de vista microscópico que le permitirá al
futuro ingeniero conocer y dominar la parte más interna de los mismos para posibilitarle su
uso y modificación. En la enseñanza de la física para ingenieros, el estudiante debe ver la
relación entre el problema de la Física que se le presenta y su futuro trabajo como
profesionista. Por ejemplo, un problema de mecánica puede ser calcular la velocidad de
desplazamiento de una banda transportadora accionada por una rueda motriz de
determinado diámetro y que gira a una cierta velocidad angular. La modelación de esta
situación se puede hacer despreciando la fricción, aplicando el modelo de cuerpo rígido o
partícula, etc.; lo interesante en esta acción es que el estudiante observe que se originó de
una situación real. No debe dejar de tenerse presente que estos conocimientos están
interrelacionados con los del área de matemáticas en distintos niveles, dependiendo del
contexto. La Química es la siguiente área de interés dentro de las Ciencias Básicas,
destacando las asignaturas Química (actualmente para las distintas ingenierías) y Estructura
de Materiales. Los conocimientos que proporciona la química contribuyen a fundamentar
temáticas ligadas a las distintas ingenierías, como es el caso de la ingeniería eléctrica. Un
ejemplo de la importancia de esta relación se tiene en la electroquímica, que es el estudio
de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos, así como de los fenómenos
químicos que son ocasionados por la electricidad. De manera análoga, en la ingeniería
geofísica los conocimientos de la química analítica permiten determinar la presencia de
ciertas impurezas en materiales, tal como el mercurio del agua de un algo, el calcio del
agua con que se alimenta una caldera.
Considerando la descripción anterior, puede afirmarse que las Ciencias Básicas no solo
suministran un conjunto de información en forma de elementos de conocimiento a los
estudiantes, además contribuyen con una formación intelectual que estimula su capacidad
creativa y de alguna forma, los entrena en los procesos para obtener conclusiones lógicas y
razonadas.
Respecto a las habilidades a desarrollar en esta etapa inicial de formación como ingeniero,
y considerando que una de las acepciones que establece la Real Academia de la Lengua es:
Habilidad: Capacidad y disposición para una cosa, se presenta un listado de algunas de las
más representativas en la siguiente tabla:
TABLA 1
HABILIDADES A DESARROLLAR DESDE LAS CIENCIAS BÁSICAS
Aprender a aprender
Manejar información a través de internet
Trabajar de manera autónoma
Demostrar con argumentos válidos la
aplicación de los conocimientos adquiridos
a nuevas situaciones de aprendizaje
Tomar decisiones
Diseñar soluciones a problemas complejos
con la ayuda de métodos analíticos e
integración de diversas áreas
Planificación y gestión del tiempo
Comunicarse con personas no expertas en la
materia en cuestión
Aprender a trazar y cumplir objetivos
Manejar equipo en los laboratorios
Comunicación oral y escrita
Resolver problemas
Trabajar en equipo y grupos inter y
multidisciplinarios
Identificar problemas en diferentes
contextos
Investigación
Estimular el pensamiento creativo e
innovador
Fomentar el
humanitario
carácter
integrador
y Generar propuestas para un desarrollo
sustentable desde su entorno
Identificar problemas prácticos propios de Apreciar la diversidad y la multiculturalidad
su área de Ingeniería
De singular importancia en la formación básica de los estudiantes de ingeniería, son las
actitudes; si bien debe reconocerse que su desarrollo no es exclusivo de este tránsito
escolar, pues tienen que ver con la disposición de ánimo manifestada de alguna manera, lo
cual puede manifestarse en diferentes circunstancias. Sin embargo, pueden considerarse
algunas de las más representativas a favorecer, las que se enlistan a continuación:
TABLA 2
ACTITUDES QUE SE PUEDEN FAVORECER DESDE
LAS CIENCIAS BÁSICAS
Ética Humanitaria Interés en el medio ambiente Cívica Honestidad Empatía Respeto Solidaridad Valentía Crítica Responsabilidad Rectitud Superación Reflexiva Respecto a las acciones a desarrollar para lograr incidir en los alumnos de manera que logre
alcanzar tanto los conocimientos, desarrollar habilidades y favorecer actitudes en sus cursos
de las asignaturas de Ciencias Básicas, corresponde en primera instancia al profesor asumir
el gran compromiso para lograr este fin. Enseguida se ubica a la Institución con la
responsabilidad crear los entornos adecuados para estudiantes y profesores. El docente se
guía la mayoría de las veces para desempeñar su labor, basándose principalmente en la
experiencia adquirida. Tal vez no sea suficiente; la preparación y actualización debería ser
constante y continua. Si el mundo cambia, cabe la reflexión del cambio en el paradigma de
la enseñanza.
CONCLUSIONES
Al hacer referencia al proceso de globalización que demanda ciertas características de los
profesionales de la ingeniería, es conveniente entonces precisar formalmente qué es la
globalización. Una de las definiciones más generalizada señala: La globalización es un
proceso económico, tecnológico, social y cultural a gran escala, que consiste en la
creciente comunicación e interdependencia entre los distintos países del mundo,
unificando sus mercados, sociedades y culturas, a través de una serie de transformaciones
sociales, económicas y políticas que le dan un carácter global. Así, ante una sociedad
globalizada, la formación del ingeniero en ciernes deberá garantizar poseer las
características que le permitan enfrentar un campo de ejercicio profesional altamente
exigente y competitivo que trasciende fronteras. Así, ante una sociedad globalizada, la
formación del ingeniero en ciernes deberá garantizar poseer las características que le
permitan enfrentar un campo de ejercicio profesional altamente exigente y competitivo que
trasciende fronteras. No hay opción, las necesidades sociales, laborales, culturales,
tecnológicas y demás, requieren al profesional de la ingeniería con conocimientos,
habilidades y actitudes específicas y concretas. Es a través de las Ciencias Básicas, como el
estudiante de ingeniería inicia su formación profesional para alcanzarlas; es deseable, por
supuesto, que logre transitar por esta etapa de manera firme y segura. Ciertamente, desde
que incursiona de manera progresiva en las actividades propias del el ámbito universitario,
se va sensibilizando acerca de lo que exige una carrera universitaria, en este caso,
ingeniería. Deberá participar en lo que le corresponde desde su posición; en cuanto al papel
del profesor, debe reiterarse la importancia de su desempeño como ya se ha señalado. En el
mismo esquema puede ubicarse a la Institución; parte de su compromiso radica en la
revisión y actualización de los planes y programas de estudio, y es desde ahí donde se
deben sentar las bases y criterios a seguir para la ejecución exitosa de los mismos. También
desde sus disposiciones, deberá impulsarse la formación del profesorado para lograr
conjuntamente, formar al estudiante de Ciencias Básicas con las herramientas necesarias
para abordar de manera efectiva los siguientes niveles en su camino para lograr ser
Ingeniero.
BIBLIOGRAFÍA
1) Nuevas claves para la Docencia Universitaria. Águeda Benito, Ana Cruz. Madrid,
España. Narcea S. A. ediciones
2) El aprendizaje a lo largo de la vida en la práctica. Transformar la educación en el
siglo XXI. Norman Longworth. Barcelona, España. Paidós.
3) http://es.wikipedia.org./wiki/Globalizacion