INGENIERÍA DE SISTEMAS EDUCATIVOSv.1

INGENIERÍA DE SISTEMAS EDUCATIVOS
Introducción
La ingeniería ha influido de manera importante en la mejoría de la calidad de
vida del hombre, se puede decir que esto es el principal motivo de su
surgimiento y desarrollo. La ingeniería se encuentra presente en casi todo y
sus aportaciones en diferentes campos del saber son indiscutibles, por ejemplo
en la medicina, astronomía, física, química, informática y otros muchos. Su
influencia se ha manifestado en el quehacer propio de esas disciplinas, por
ejemplo en: el diseño y construcción de corazones o pulmones artificiales, la
integración y puesta en órbita de telescopios y naves espaciales, el diseño de
sistemas eficientes de producción y servicios, la construcción y programación
de robots, la estructuración de sistemas de transporte efectivos, el manejo
adecuado de los desechos industriales y la conservación de nuestro ambiente,
la creación de software para el manejo y uso de grandes cantidades de
información. Esto último ha incrementado las posibilidades de construir el
conocimiento y establecer juicios sobre cualquier tema, incluso es lo que
introdujo al hombre en la llamada era del conocimiento. Lo anterior implica
que la ingeniería ha tenido que ampliar sus horizontes y las fronteras de sus
ramas tradicionales, cada día se vislumbran nuevos campos. Como ejemplo de
lo anterior tenemos: la nanoingeniería, la mecatrónica, la ingeniería
lingüística, la ingeniería del transporte, la ingeniería genética, la ingeniería
financiera, etc.
Justificación y definición
Si nos detenemos a analizar la influencia de la ingeniería en la generación,
acumulación, procesamiento y manejo de información, y la manera en la que
esto es utilizado, podemos señalar que la ingeniería ha repercutido de manera
significativa en la forma de obtener y procesar la información de todas las
disciplinas. Proporcionar información sobre un tema determinado, puede
generar conocimiento sobre el mismo, todo depende del motivo por el se
buscó la información, por esto, sin duda se puede decir que la ingeniería ha
influido de manera significativa en los sistemas educativos del mundo, al
permitir el acceso a la información masiva y al diseñar software, artefactos o
simuladores que ayudan al entendimiento de temas determinados.
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Por lo anterior consideramos que se justifica la integración de un campo de la
ingeniería de sistemas que se aboque al análisis, estudio y solución de los
problemas relacionados con la educación, la enseñanza y el aprendizaje. Para
poder sustentar lo anterior y configurar el campo de acción de esta parte de la
ingeniería de sistemas, a continuación se presentan algunas definiciones de los
términos que requieren para dicho fin.
Ingeniería. Conjunto de conocimientos y técnicas que permiten aplicar el saber científico a
la utilización de la materia y de las fuentes de energía// 2. Profesión y ejercicio del
ingeniero. (Real Academia Española)
Ingeniería: Profesión que se ocupa de la concepción, diseño, evaluación, ejecución,
gestión, operación o conservación de obras, conjuntos industriales, sistemas de
información o de organización, servicios públicos o procesos productivos; uniendo
imaginación práctica y formación técnica a una sólida cultura científica y general, para
optimizar las soluciones orientadas a preservar, mejorar o restaurar el bienestar humano,
y efectivizar el desarrollo sostenible dentro de un marco ético y de protección ambiental.
(Academia de Ingeniería de Argentina)
Ingeniería: Conjunto de técnicas que permiten aplicar el saber científico a la utilización
de la materia y de las fuentes de energía, mediante invenciones o construcciones útiles
para el hombre. (http://www.wordreference.com)
Ingeniero, ra. (De ingenio, máquina o artificio) Persona que profesa o ejerce la
ingeniería. //2. El que discurre con ingenio las trazas y modos de conseguir o ejecutar una
cosa. // etc. etc. (Real Academia Española)
Ingenio. ( Del Lat. Ingenium.) Facultad del hombre para discurrir o inventar con prontitud
y facilidad.//2 Sujeto dotado de esta facultad.//3 Intuición, entendimiento, facult ades
poéticas y creadoras. //4. Industria maña y artificio de uno para conseguir lo que desea.//5
Chispa, talento para mostrar rápidamente el aspecto gracioso de las cosas.//6 Máquina o
artificio mecánico.//7 Cualquier máquina o artificio de guerra para ofender y
defenderse.//8 Instrumento usado por los encuadernadores para cortar los cantos de los
libros.//9 Ingenio de azúcar. Etc. (Real Academia Española)
Sistema: Combinación de medios (como personas, materiales, equipos, software,
instalaciones, datos, etc.), integrados de tal forma que puedan desarrollar una
determinada función en respuesta a una necesidad concreta y la subsistencia del propio
sistema.(www.aprendizaje.com.mx)
Sistema: es un todo organizado. El concepto tiene dos usos muy diferenciados, que se
refieren respectivamente a los sistemas de conceptos y a los objetos reales más o menos
complejos y dotados de organización. (http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema)
Ingeniería de Sistemas: construcción de soluciones efectivas y eficientes aplicando
conocimiento científico a problemas prácticos para la creación de soluciones informáticas
que estén al servicio de la humanidad. ( Mary Shaw Universidad de Carnegie Mellon).
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Teoría general de sistemas: es un esfuerzo de estudio interdisciplinario, que trata de
encontrar las propiedades comunes a entidades, los sistemas, que se presentan en todos los
niveles de la realidad, pero que son objeto tradicionalmente de disciplinas académicas
diferentes.(Ludwig Bertalanffy)
Educación: (Del lat. educatio, -onis). 1. f. Acción y efecto de educar. /2. f. Crianza,
enseñanza y doctrina que se da a los niños y a los jóvenes. /3. f. Instrucción por medio de
la acción docente. /4. f. Cortesía, urbanidad. (Real Academia Española)
Educar: (Del lat. educare). 1. tr. Dirigir, encaminar, doctrinar. /2. tr. Desarrollar o
perfeccionar las facultades intelectuales y morales del niño o del joven por medio de
preceptos, ejercicios, ejem plos, etc. Educar la inteligencia, la voluntad. /3. tr. Desarrollar
las fuerzas físicas por medio del ejercicio, haciéndolas más aptas para su fin. /4. tr.
Perfeccionar, afinar los sentidos. Educar el gusto. /5. tr. Enseñar los buenos usos de
urbanidad y cortesía . (Real Academia Española).
Aprendizaje: (De aprendiz). 1. m. Acción y efecto de aprender algún arte, oficio u otra
cosa. /2. m. Tiempo que en ello se emplea. /3. m. Psicol. Adquisición por la práctica de una
conducta duradera. (Real Academia Española)
Aprender: (Del lat. apprehendere). 1. tr. Adquirir el conocimiento de algo por medio del
estudio o de la experiencia. /2. tr. Concebir algo por meras apariencias, o con poco
fundamento. /3. tr. Tomar algo en la memoria. /4. tr. ant. Prender. /5. tr. ant. Enseñar,
transmitir unos conocimientos. (Real Academia Española).
Con las definiciones hasta aquí presentadas se puede afirmar lo siguiente:
• La ingeniería se encarga de la solución de problemas del hombre por
medio de la ciencia y la tecnología.
• Los sistemas son conjuntos de elementos que funcionan para cumplir
actividades específicas y que ayudan a conservar al propio sistema.
• La ingeniería de sistemas soluciona problemas relacionados con la
creación, diseño, funcionamiento y mantenimiento de los sistemas.
• La educación, entre otras muchas cosas, es la acción de enseñar, lo que
se puede lograr por medio de un sistema.
• El aprendizaje es la adquisición de conocimientos, lo que se puede
lograr por medio de un sistema educativo.
Integrando estas definiciones, se puede establecer el campo de acción de la
ingeniería de sistemas educativos, el que estaría dividido en tres:
a) Sistemas educativos: Diseño, construcción y mantenimiento de
sistemas que contribuyan a la educación de las personas.
b) Tecnología para la enseñanza: Con apoyo de las tecnologías de la
información y la comunicación diseño de software, equipo y artefactos
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que contribuyan en los procesos de enseñanza y aprendizaje de temas de
interés para el hombre.
c) Ingeniería del aprendizaje: Estudio y análisis de los procesos de
aprendizaje, con una visión sistémica e interdisciplinaria, con el fin de
resolver problemas en la adquisición del conocimiento.
Los efectos de este campo de la ingeniería, en los sistemas educativos y de
enseñanza-aprendizaje de nuestro país, pueden ser trascendentes para
incrementar la eficiencia de las instituciones educativas y mejorar las
competencias de sus estudiantes. Lo anterior se soporta en las siguientes
razones:
1. Analizar los procesos de aprendizaje y las dificultades que existen en la
enseñanza, desde el punto de vista sistémico y con la visión de la
ingeniería, contribuirá de manera significativa a mejorar el uso la
telemática y las otras ramas de la ingeniería en los sistemas educativos.
Hasta la fecha el uso de la ingeniería en problemas de educación ha sido
aislado, a petición de parte o por casualidad. El establecer un campo de la
ingeniería que se ocupe de la investigación, análisis y desarrollo de
sistemas relativos a la educación con una visión sistémica, ayudaría a
detectar y analizar problemas, concentrar esfuerzos y proponer soluciones
de manera multidisciplinaria.
2. Existen varias teorías de aprendizaje, la informática denominada
educativa y muchas experiencias de investigadores educativos de
diferentes campos del conocimiento, pero no existe una línea de
investigación educativa que desde la visión de la ingeniería de sistemas
analice el aprovechamiento e integración de la tecnología en beneficio de
los sistemas de aprendizaje. Lograr la integración de lo anterior desde la
visión de la ingeniería de sistemas, permitirá integrar el conocimiento
sobre la materia y establecer soluciones que aprovechen la sinergia que se
puede producir al aplicar un enfoque sistémico.
Áreas de la Ingeniería de Sistemas Educativos
Sistemas educativos
Al tener en consideración la definición de sistema y analizar el
funcionamiento de las grandes instituciones educativas de diferentes países, se
puede identificar una característica común de todas ellas, ésta es la
complejidad. Se trata de conjuntos enormes de personas que deben cumplir
actividades específicas, para lograr objetivos determinados y al mismo tiempo
mantener integrado al propio sistema. Para que una estructura como esta
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cumpla con sus funciones, deben establecerse objetivos, planes, programas,
actividades. Todo esto aunado a un esquema de administración adecuado y
eficiente que permita la contratación, pago, organización, integración,
dirección y evaluación de todas las actividades sustantivas del sistema
educativo. Aunado a lo anterior debe existir la estructura de especialistas en
educación que definan los contenidos, métodos, prioridades y resultados
esperados. Además deberá contarse métodos, estrategias y programas de
evaluación, los que permitan conocer los avances de todo el sistema y
proponer posibles soluciones.
Algunos de los retos distintivos de los sistemas educativos son:
• Establecer metas y objetivos que cumplan con las necesidades de la
sociedad en la que el sistema funciona. En esto, se deberá tener en
consideración la repercusión social y económica que los resultados de la
educación producirán a mediano y largo plazos.
• Definición de sistemas y procedimientos adecuados para cumplir con
los objetivos y las tareas definidas.
• Establecimiento de políticas, programas, métodos, contenidos y
sistemas de funcionamiento para cumplir con los objetivos educativos
de la institución o el país.
• Definición de programas de capacitación y actualización de todos los
participantes en el sistema.
• La coordinación y orientación de todos los subsistemas para que entre
ellos no haya duplicidad y exista la armonía.
• Definir las negociaciones y tratamiento con los sindicatos y
organizaciones relacionadas con el sistema educativo.
• Administrar de manera adecuada los recursos disponibles para cumplir
con los objetivos de cada una de las partes del sistema.
• Establecer políticas de operación y coordinación cuyo resultado genere
sinergia al integrar esfuerzos.
Incluir la visión de la ingeniería en el diseño, implantación, organización,
dirección y supervisión en los sistemas educativos y sus estructuras, puede
contribuir de manera efectiva en el diseño de programas y actividades, en los
que se tome en consideración a la mayoría de las variables, así como la
opinión y experiencia de especialistas en las materias correspondientes. Esta
visión de los sistemas va más allá de la óptica de la administración de
recursos, pues en este tipo de organizaciones se debe tener en consideración
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además del funcionamiento coordinado, los posibles problemas e imprevistos
que puedan surgir en la operación. Y no sólo eso, también se deben establecer
los programas y mecanismos para corregir las desviaciones de los objetivos y
metas programadas. Estas exigencias requieren de profesionales que con un
enfoque sistémico diseñen, planeen, dirijan y coordinen los esfuerzos de
quienes participan en las organizaciones, esto deberá generar resultados
superiores a la suma de los esfuerzos que quienes participan. El perfil de este
tipo de profesional coincide plenamente con las características de los
ingenieros en sistemas con conocimientos de los procesos de educación y el
aprendizaje.
Algunos ejemplos de la intervención de la ingeniería en los sistemas
educativos:
• Coordinación de especialistas para la definición de objetivos
académicos, integración de contenidos y definición de técnicas de
enseñanza.
• Evaluación de los resultados de aprendizaje y análisis de los problemas
de aprendizaje de la población sujeta de los servicios educativos.
• Determinación de la eficiencia terminal y la problemática de
instituciones educativas de diferentes niveles, así como del
planeamiento de las soluciones adecuadas.
• Establecimiento de políticas educativas que permitan llegar a los
resultados educativos y de competencia que la sociedad requiere para
mantenerse de manera exitosa en un mundo global.
• Definición de programas de capacitación y actualización del magisterio
con base en las necesidades detectadas en la práctica educativa, la
efectividad de la enseñanza y las nuevas técnicas de enseñanza.
• Elaboración de modelos matemáticos en los que se incluyan variables
que afectan los resultados de la enseñanza.
• Definición de la logística necesaria para la implantación, seguimiento,
evaluación y realimentación de programas que cumplan con objetivos
definidos.
• Determinación de políticas educativas y establecimiento de estándares
de calidad.
Tecnología para la enseñanza
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De manera natural y debido a las características de formación de los
ingenieros, la tecnología ha sido aplicada, desde tiempo atrás, por estos
profesionistas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Cuando se dice
tiempo atrás nos referimos a antes de la era de la Internet, ya que los
ingenieros de manera tradicional han enseñado a sus trabajadores sobre la
programación de su quehacer y en ocasiones sobre cómo hacer las cosas,
además de que los ingenieros han sido los maestros de los estudiantes de
ingeniería. Se puede decir que por formación los ingenieros al detectar
necesidades en los procesos de enseñanza-aprendizaje los han resuelto por
medio de la ciencia y la tecnología, lo que está totalmente de acuerdo con la
definición de ingeniero que se planteó al inicio de este documento.
Para lo anterior se puede analizar la participación de los ingenieros en: el
diseño de bancos de pruebas y máquinas para fines pedagógicos; el diseño e
integración de manuales de funcionamiento de máquinas o artefactos y los
cursos de capacitación para su uso; la concepción y construcción de
simuladores que permiten el aprendizaje, práctica y entrenamiento en
diferentes disciplinas; el diseño de software educativo que puede utilizarse
para: enseñanza de temas concretos, la práctica y ejercicios que ayudan a
aprender, administración de cursos en línea que permiten a los instructores
comunicarse con sus alumnos y a los alumnos recibir realimentación de sus
tutores. Los ingenieros en este campo no se han concretado a detectar los
problemas que se dan en los procesos de enseñanza-aprendizaje, sino que han
buscado soluciones, implementado o adaptado el medio para aplicar la
solución y además lo han aplicado.
Algunos ejemplos de la participación de los ingenieros en el uso de las
tecnologías de la información y la comunicación en los procesos de
enseñanza-aprendizaje:
• Elaboración de manuales de funcionamiento equipos, máquinas,
organización y sistemas de producción, con los cursos correspondientes.
• Diseño, construcción y capacitación para el uso de bancos de pruebas,
máquinas con fines pedagógicos, simuladores y prototipos.
• Aplicación de las TIC en los procesos de enseñanza-aprendizaje, al
diseñar software para: aprendizaje, administración de cursos y práctica
o ejercicios.
• Diseño de sistemas de evaluación y control del aprendizaje que pueden
ser aplicados a distancia.
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• Diseño y coordinación de cursos de capacitación y actualización de
varios temas y disciplinas.
• Sistemas de evaluación educativa, así como certificación y prueba de
software educativo.
Ingeniería del aprendizaje
Desde hace siglos el estudio del aprendizaje ha sido tema investigación de
varias áreas del conocimiento como la filosofía, psicología, pedagogía,
biología y medicina. Hasta fechas recientes (mediados del siglo XX) la
ingeniería se ha ocupado de temas como el de inteligencia artificial, el
procesamiento de la información y el diseño de software para los ámbitos
educativos, aspectos que tienen que ver con los sistemas de aprendizaje.
No obstante lo anterior el tema no se ha agotado, sino al contrario, se han
incrementado los requerimientos de investigación en todas las disciplinas que
han considerado al aprendizaje como parte de su razón de ser. En la actualidad
existen varias universidades e instituciones de educación superior en
diferentes lugares del mundo que estudian de manera permanente las teorías
de aprendizaje y algunos de los métodos para programar máquinas y robots
para que “aprendan” a realizar determinadas actividades y reaccionar ante
diferentes estímulos.
En la información que se tiene disponible no se detecta que, a la fecha, se
hayan estudiado y evaluado los sistemas de aprendizaje diseñados para los
seres vivos desde el punto de vista de la ingeniería de sistemas, en los que se
evalúen los efectos de la información de entrada, su procesamiento y sus
resultados con la correspondiente retroalimentación, aspecto que sería de gran
importancia para evaluar los resultados de los software educativos y el uso de
las computadoras en la educación.
No obstante que la telemática y la ingeniería han contribuido de manera
definitiva, al acercamiento de la información con los sistemas de enseñanza, y
que con esto se han construido procesos en los que los alumnos pueden
aprender a distancia, no existe una visión de los sistemas de aprendizaje desde
el punto de vista de la ingeniería, aspecto que puede limitar el uso de la
tecnología en los sistemas de enseñanza aprendizaje.
La referencia de relación entre la ingeniería y los sistemas de aprendizaje se
podría encontrar en la ingeniería del conocimiento, la que al buscar en Internet
sobre la misma se localizó la siguiente definición:
La ingeniería del conocimiento: es aquella disciplina moderna que hace
parte de la Inteligencia Artificial que ayuda a construir aplicaciones y
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sistemas orientados al aprendizaje, apoyándonos en metodologías
instruccionales y en tecnología de computación y de telecomunicaciones,
intentando representar el conocimiento y razonamiento humanos.
(http://es.wikipedia.org/org/wiki/ingenieria_del_conocimiento)
Si los resultados de aplicar elementos de la ingeniería de manera fortuita en
los sistemas educativos han sido muy productivos, establecer el análisis, la
investigación y propuesta de sistemas de aprendizaje desde la visión sistémica
e interdisciplinaria con apoyo de la ingeniería de sistemas se supone generará
resultados de mayor valía para los procesos educativos en general.
Algunos ejemplos las acciones que se podrían obtener de la ingeniería del
aprendizaje:
• Análisis de los resultados de aprendizaje utilizando las Tecnologías de
la Información y las Comunicaciones.
• Determinación y estudio de variables, elementos, acciones y actividades
que influyen en los procesos de enseñanza-aprendizaje.
• Estudio de métodos de enseñanza y de aprendizaje.
• Estudio de los mecanismos de realimentación del aprendizaje para
determinar cuánto se aprendió de una tema determinado.
• Efectos de los hipertextos, el software y los multimedia en los procesos
de enseñanza aprendizaje.
• Determinación de estándares y normas de software educativo.
• Coordinación de grupos multidisciplinarios que estudien el aprendizaje
desde la visión de la ingeniería de sistemas.
• Integración y estudio de los sistemas disponibles y de nueva creación
que contribuyan a la enseñanza y al aprendizaje.
• Investigación sobre el aprendizaje incluyendo aspectos biológicos,
psicológicos y de didáctica.
Actividades para la integración del área de Ingeniería de
Sistemas Educativos en el Instituto de Ingeniería
No obstante que la ingeniería ha intervenido desde sus orígenes en los
sistemas educativos, esto no ha repercutido en la integración de un campo
específico de la misma, por lo que con fundamento en las características de la
Ingeniería de Sistemas y la experiencia de varios ingenieros en los sistemas
educativos, en la Coordinación de Sistemas del Instituto de Ingeniería se
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ubicará un área, que se dedique a coordinar acciones que contribuyan al
desarrollo y soporte de la Ingeniería de Sistemas Educativos en la UNAM.
Algunas de las actividades de ésta área serán:
1. Diseño y coordinación de un seminario de Ingeniería de Sistemas, en el
que se tratarán los temas relevantes que ayuden a la construcción del
corpus base de la ingeniería de sistemas educativos como un campo de
la ingeniería.
2. Dirección de tesis relacionadas con la Ingeniería de Sistemas
Educativos de alumnos de licenciatura y postgrado.
3. Diseño y coordinación de investigaciones relacionadas con los sistemas
educativos.
4. Participación en seminarios, congresos y eventos relacionados con los
sistemas educativos. Y en un futuro la organización de una congreso de
la Ingeniería de Sistemas Educativos.
5. Coordinación con la Dirección de la Facultad de Ingeniería, para
establecer acciones que le puedan ser de utilidad.
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