La resolución de problemas en la enseñanza de la ingeniería

historia de la ingeniería
La resolución de
problemas en la enseñanza
de la ingeniería
María Luisa Jóver
La autora es Licenciada en
Gestión Educativa y Profesora
de Filosofía. Se desempeña
como Profesora Asociada en
la UTN, Facultad Regional
Buenos Aires.
Dirección de contacto:
[email protected]
Resumen
«Un supuesto de la enseñanza de la ingeniería es que el ingeniero es un profesional
capacitado para resolver problemas. En consecuencia, se propone que en el aula se
ejercite la resolución de problemas como un medio para lograr esta competencia.
El diseño de la procesos de enseñanza basada en problemas es una cuestión compleja
porque no se reduce al manejo de algunas técnicas. Es un proceso de pensamiento
basado en la creatividad.»
Abstract
One assumption in teaching engineering is that an engineer is a professional qualified
to solve problems. Consecuently, it is proposed to exercise the resolution of problems
in the class room, as a means of achieving this qualification.
The design of teaching processes using a problem solving strategy, is a very complex
matter, because it can not be reduced to the management of a few techniques. It is a
process of thinking based on creativity.
Revista Argentina de Enseñanza de la Ingeniería - Año 4 Nº 6 - Julio de 2003
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notas de opinión
Introducción
El propósito de esta presentación es compartir algunas reflexiones surgidas en la práctica de la docencia en carreras de ingeniería. El punto de partida es una
idea que en esta presentación se considera como el
supuesto de la enseñanza en la carrera: el ingeniero
resuelve problemas. En torno a esta creencia se plantean la mayor parte de las decisiones académicas, las
generales y las que afectan a las acciones en el aula.
No es ajena a esta situación la insistencia en que se
emplee una didáctica basada en problemas.
La importancia que se le asigna a la resolución de
problemas ha sido enfatizada por los criterios de evaluación de las carreras de ingeniería planteados por la
CONEAU para la acreditación de las mismas. Más precisamente, esta comisión destaca la competencia del
egresado para resolver problemas como un indicador
de la calidad educativa que brinda una institución.
¿Cuál es el panorama que encuentra el profesor que
quiere que sus alumnos resuelvan problemas en su
asignatura? Cuando se indaga la problemática de la
resolución de problemas se encuentra que bajo esta
denominación se incluye un variado conjunto de cuestiones, muchas de ellas tan disímiles que dificultan la
percepción de que deba ser comprendido como resolución de problemas. Estas dificultades se hacen aún
más evidentes cuando pretenden diseñar las actividades para practicar esta estrategia en el aula.
Para que la práctica de la resolución de problemas no
sea un nuevo espejismo que nos desvíe de la intención
de mejorar la enseñanza en la carrera, tendremos que cuestionar sus alcances y efectividad. Para participar en este
debate, quiero compartir con los colegas información y
algunas ideas que surgieron a partir del intento de diseñar una asignatura orientada a cultivar la competencia del
estudiante para emplear esta estrategia.
“El ingeniero resuelve problemas”: Supuesto
de la enseñanza de la ingeniería
Si buscáramos una frase para caracterizar a la ingeniería, la más común y repetida es el ingeniero resuelve problemas. Es una frase hecha, aceptada. Casi,
diríamos, no plantea dudas ni en las conversaciones
corrientes ni en las académicas. Los alumnos están
convencidos de que se van a formar para resolver
problemas y rápidamente manifiestan esta convicción
cuando expresan el ideal que orientó su elección vocacional. Los profesores también pensamos que la
enseñanza tiene que habilitar al egresado para resolver problemas de su especialidad. Es razonable que
esta concepción esté en el aula porque también está
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en los planes de estudio y en la literatura sobre enseñanza de la ingeniería. Como no podía ser de otro
modo, tampoco está ausente en los lineamientos para
la evaluación y la acreditación de las carreras que
plantea el CONFEDI ni en los requisitos expresados
por la CONEAU para evaluarlas.
La idea de que la misión de la ingeniería es resolver
problemas es una creencia compartida que excede el
ámbito de la universidad. Siguiendo a Jerome Bruner
podemos decir que es un saber de la “cultura natural”
en tanto que expresa una valoración social de la profesión y, de este modo, ingresa a la cultura institucional
como un principio. Así la idea de que el ingeniero resuelve problemas es un postulado básico que soporta
y orienta buena parte de las decisiones curriculares en
la carrera.
El propósito de esta presentación no es poner en
tela de juicio esta creencia; su propósito es delinear
algunas cuestiones que se le presentan al profesor
cuando quiere contestarse preguntas tales como qué
es resolver problemas o cómo se forma para resolver
problemas o qué hay que enseñar para resolver problemas. Estas preguntas no proceden sólo del interés personal sino también de la experiencia sistemática de intercambio producida por el proceso de evaluación. Cada equipo docente ha tenido que pensar
si su asignatura resuelve problemas y qué cantidad
de horas le dedica, así como las prácticas de aula y
la evaluación con que se instrumenta esta estrategia. No hubo taller ni documento que dejara de considerar expresamente la resolución de problemas.
También la CONEAU ha destacado su importancia
al colocar en la Ficha Curricular bajo el nombre
“Modalidad de la enseñanza” un ítem específico para
consignar la carga horaria dedicada a la resolución
de problemas. Más aún, el documento “Anexos Resolución 1232” en el acápite Resolución de problemas de ingeniería dice:
Los componentes del plan de estudios deben
estar adecuadamente integrados para conducir
al desarrollo de las competencias necesarias para
la identificación y solución de problemas abiertos de ingeniería. Se define como problema abierto de ingeniería aquellas situaciones reales o hipotéticas cuya solución requiera la aplicación de
los conocimientos de las ciencias básicas y de
las tecnologías. (CONEAU, 2002ª: 11)
En consecuencia, la resolución de problemas queda planteada como una competencia valiosa que el alumno de ingeniería debe alcanzar en su formación, que es
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una competencia compleja porque implica habilidades
múltiples para la identificación y la solución del problema abierto de ingeniería -los verdaderamente relevantes- y que esta competencia confiere identidad profesional al egresado.
La resolución de problemas como indicador
de calidad
Si la posesión de la competencia para resolver problemas confiere al egresado las virtudes antes señaladas, disponer o no de ellas es un indicador de la calidad
de la formación profesional que realiza una institución.
En suma, un egresado que sabe resolver problemas tiene un valor agregado y, en consecuencia, esta competencia legitima su calidad y la calidad de la formación
que ofrece la carrera que cursó. Se puede concluir que,
en el contexto del proceso de evaluación y acreditación,
para satisfacer el estándar de calidad, hay que probar
que el egresado es competente para resolver problemas.
El documento del CONFEDI “Acreditación de carreras de grado de ingeniería en la República Argentina – Mayo de 2000” define la calidad como:
propiedad o conjunto de propiedades inherentes
a una cosa, que permiten apreciarla como igual,
mejor o peor que un modelo establecido. Para
determinar la calidad se requiere un adjetivo: pésima, mala, regular, buena, excelente; inferior,
igual, superior; baja, media, alta o cualquier otro
que permita categorizar las características que
se están atribuyendo a un objeto o proceso.”
(CONFEDI, 2000: 4)
Como es sabido, la evaluación permitirá asignarle a
las carreras el correspondiente valor de calidad dentro
de una escala, como paso previo para la acreditación.
La acreditación certifica la calidad de la educación y
otorga validez pública a los títulos. Este procedimiento
permite comparar los procesos de formación de ingenieros de los distintos centros de formación profesional en términos de calidad académica. En principio, la
acreditación es un procedimiento de comparabilidad
de carreras en el sistema universitario argentino. Sin
embargo, los criterios de certificación que guían la acreditación exceden el ámbito nacional. También están
enlazados con los parámetros y criterios de calidad
comunes acordados en el Mercosur. Desde 1998 está
en vigencia el Memorándum de Acuerdo de Entendimiento sobre la Implementación de un Mecanismo Experimental de Acreditación de Carreras para el Reconocimiento de Títulos de Grado Universitario en los
Países del Mercosur. Este documento plantea una situación novedosa en el mundo ya que posibilita que
seis países (los miembros fundadores ¾Argentina,
Brasil, Paraguay y Uruguay¾ y las dos naciones que
se incorporaron luego ¾ Bolivia y Chile¾) puedan acordar criterios comunes y compartir la acreditación de
títulos profesionales con el propósito de incrementar
la integración regional y mejorar las oportunidades de
movilidad de profesionales y estudiantes. Es en este
contexto que la resolución de problemas es un indicador de la calidad de la educación, uno de los criterios
para comparar la calidad académica y, en consecuencia, para reconocer títulos en el ámbito regional.
En conclusión, la competencia del egresado para
resolver problemas es un factor que permite medir el
valor de calidad del título de ingeniero que otorga una
universidad. La determinación de ese valor dentro de
la escala que se acepte hace comparable la calidad de
los títulos de ingeniería de la Argentina y de los de la
Argentina con los que otorgan las universidades de
los otros países miembros del Mercosur.
El problema de la resolución de problemas
Es razonable pensar que el logro de esta competencia para resolver problemas se consigue a lo largo de la
carrera. También que, para conseguirla, cada profesor
deberá diseñar su aporte para contribuir a la calidad del
egresado. En consecuencia, decidir cómo se logra esta
competencia cae al interior de las cátedras provocando
un proceso de reflexión e investigación ante la certeza
de que ya no se puede dejar implícito el concepto «resolución de problemas». Algunos interrogantes orientan
la búsqueda: ¿cómo se logra esta competencia?, ¿de qué
manera instrumentar el trabajo de aula para que los alumnos egresen con este saber hacer que le permita resolver problemas abiertos de ingeniería?, ¿cuáles serán los
conceptos y procedimientos, también las actitudes a
promover en la resolución de problemas, para que el
egresado pueda competir en un entorno nacional y regional con expectativa de éxito?
Pero ¿cuál es el panorama que encuentra el profesor interesado en practicar en el aula la resolución de
problemas cuando investiga cómo traducir su propósito en acciones concretas?
En la búsqueda por definir las acciones concretas, las estrategias didácticas para enseñar a resolver
problemas, se encuentran algunas cuestiones interesantes y muchas sorprendentes. Continuando el análisis de los documentos antes citados, aparecen otras
especificaciones que acompañan las ya conocidas caracterizaciones de los problemas de ingeniería como
problema abierto y de estándar de calidad. En las
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pautas de acreditación, en el título Objetivos de la
Acreditación se señala en primer término:
Identificar, evaluar y resolver problemas de ingeniería con creatividad o innovación dentro de los
límites de su propio conocimiento. (CONFEDI,
2000: 8)
Esta caracterización crea una nueva restricción: la
resolución de problemas abiertos de ingeniería requiere el desarrollo de la creatividad. Por ende, a las exigencias anteriores, además, hay que agregar una noción
de creatividad que sea pertinente porque, en principio,
parece claro que no se trata de la creatividad en el
sentido estético u ornamental sino en el sentido de dar
respuesta a una situación única, irrepetible, particularizada, para la cual las soluciones técnicas conocidas
aportan conocimientos que sólo parcialmente dan cuenta de alguna de sus variables.
En consecuencia, la enseñanza de la resolución
de problemas pone en el tapete la cuestión paradojal
de la enseñanza de la ingeniería: la transmisión de
prácticas conocidas, probadas, en las que convergen
los estudiantes para construir la representación de
su pertenencia profesional y el desarrollo del valor
del pensamiento divergente, de pensar en respuestas
que no encajen en la solución técnica conocida, aceptada, si se quiere enfrentar la especificidad de la situación particular que tiene que atender. En este sentido es que Wankat & Oreovicz citan las palabras de
Florman:
«La ingeniería es un arte tanto como una ciencia
y la buena ingeniería depende tanto del salto imaginativo como del cuidado esmerado.» (Wankat
& Oreovicz, 1996: 79)
En consecuencia, la resolución de problemas que
interesan para el proceso de evaluación y acreditación no se reduce a la realización de ejercicios.(1) En
la práctica de aula, la realización de ejercicios para
estandarizar procedimientos y afianzar conocimientos ha llevado a identificar la resolución de ejercicios
con la de problemas. Ciertamente, los ejercicios afianzan el aspecto convergente de la resolución de problemas al aplicar algoritmos o establecer analogías
con modelos de resolución previamente conocidos y,
frecuentemente, estandarizados. Pero ¿cómo juegan
cuando la resolución de un problema exige pensamiento divergente? 2
Cuando se advierte que la resolución del problema
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tiene el objetivo de cultivar esas dos vertientes de pensamiento, se encuentra una evidencia de la complejidad de la enseñanza y del aprendizaje de esta estrategia. Posiblemente esta dualidad sea la fuente de que
bajo el rótulo de resolución de problemas se incluyan
cuestiones tan diversas como estrategias didácticas,
simples ejercitaciones o un multifacético listado de prescripciones que contribuyen a la eficacia de los aprendizajes.(3) No obstante esta diversidad, la literatura
especializada postula la resolución de problemas como
modelo didáctico y da lugar a arriesgar algunas conclusiones:
• Hay una fuerte confianza en el sentido de que
la enseñanza basada en problemas es la estrategia adecuada para la educación de adultos;
sin embargo, la mayor cantidad de trabajos sobre su didáctica no está pensada para la enseñanza superior.
• Se concibe a la resolución de problemas como
una estrategia, es decir, una práctica de enseñanza y de aprendizaje, que define su objetivo,
selecciona las técnicas de acuerdo con la situación que se aborda, que evalúa durante el proceso la pertinencia y eficacia de los recursos
empleados y que, en consecuencia, puede corregir el rumbo para no perder de vista el fin.
• Se afirma que el problema a resolver debe ser
un problema real, para que se pueda contrastar que la respuesta es eficiente.
• Se destaca la importancia de la motivación: si la
situación no convoca el interés del sujeto, si la
situación no es problemática para alguien, no
hay resolución de problema porque, en sentido
estricto, no habría problema.
Aun cuando estas consideraciones puedan despejar algunas cuestiones de la resolución de problemas, la pregunta por cómo se hace para enseñar a resolver problemas se mantiene vigente. Este cómo alude a los procedimientos, a las acciones concretas a
realizar en el aula, al know how de la resolución de
problemas. Llegados a este punto, nos habremos convencido que hay un método, una serie de pasos para
resolver problemas. En efecto, es así. Sólo que el intento de definirlo presenta curiosidades: si se leen diez
libros, encontramos diez propuestas. Nada demasiado
grave porque pronto se advierte que presentan aspectos comunes y que pueden sintetizarse así: la resolución de problemas es una estrategia con los pasos siguientes:
1. definir el problema mediante el análisis de la
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2.
3.
4.
5.
6.
información o datos
explorar el problema identificando sus partes y
categorizándolo
planificación de las acciones para solucionar el
problema
ejecutar las acciones
controlar si los resultados obtenidos se
adecuan con los esperados
generalizar los resultados
La ruta del profesor preocupado por la resolución de problemas
Tomemos por un momento el lugar del profesor
convencido de que sus alumnos tienen que aprender a
resolver problemas porque esta competencia denota
calidad. Sabe que tiene que enseñar a resolver problemas porque así podrá mostrar la calidad de su trabajo.
Pronto comprende que esos seis pasos sólo son una
estrategia general y la pregunta retorna diciendo ¿cuáles son las técnicas, las acciones que tengo que realizar para resolver problemas en mi asignatura? ¿qué tienen que hacer los alumnos? Entonces, no parece quedar otro camino para el profesor preocupado por la
resolución de problemas que abocarse a resolver su
propio problema: ¿cómo convertir la estrategia general
de la resolución de problemas en acciones específicas
ante situaciones o temáticas determinadas? ¿qué técnicas hay que elegir? ¿cuál diseño didáctico delinear?
Le espera un recorrido sinuoso e incierto. La búsqueda de técnicas o programas de acción es, también, una experiencia de contacto con un campo amplísimo de prácticas que varían según los autores,
los espacios académicos, las problemáticas
disciplinares. En esta presentación aparentemente
inorgánica, algo se destaca: las técnicas, en este
sentido procedimientos intelectuales de resolución
-entiéndase procedimientos de pensamiento-, combinan métodos algorítmicos con métodos heurísticos.
Pero esta categorización no impide que se tropiece
con otra dificultad. Es sabido que los algoritmos son
identificables, codificables y admiten procedimientos seguros de transmisión. Pero los procedimientos heurísticos no aseguran precisión ya que su efectividad se define por la creatividad con que el sujeto
formula las preguntas o inventa las propuestas de
solución del problema. Refieren al arte, y en este
sentido al saber hacer, de elaborar estrategias para
inventar respuestas, a la habilidad creativa de la persona que se manifiesta en su hacer, en la experiencia
con que afronta las situaciones problemáticas. Los
epistemólogos han mostrado que este es un proble-
ma serio cuando se trata de la producción de conocimiento porque no se pueden establecer reglas que
aseguren el descubrimiento de teorías científicas
novedosas.
Cuando se explora la resolución de problemas por
métodos heurísticos emerge un variado paisaje de técnicas que se proponen como adecuadas. Hay estrategias para la recolección e interpretación de información, procedimientos para la elaboración de argumentos, analogías y metáforas, técnicas para la representación gráfica y para el desarrollo de la función asociativa
del pensamiento, ejercitaciones para el pensamiento
crítico y la creatividad. Tampoco faltan las recomendaciones al docente, por lo general, una amplia gama de
consejos y normas que van desde cómo motivar al
estudiante hasta cómo presentarse a sí mismo como
un experto en la resolución de problemas.
La amplitud del campo de la resolución de problemas encuentra una prueba más cuando se consulta
Internet. Si la consulta se hubiese hecho la última semana de agosto del 2002, entrando en «resolución de
problemas» se hubieran encontrado 272.000 sitios; si
la búsqueda se hubiese restringido empleando «método de resolución de problemas», se hubieran encontrado 72.000 sitios para explorar.
A modo de conclusión
Entiendo que en la enseñanza de la ingeniería tenemos un serio problema: tenemos el problema de resolver el problema de la resolución de problemas, si es
que vamos a continuar sosteniendo que el grado de
desarrollo de esta competencia es un indicador de la
calidad del egresado y, por ende, de la calidad de las
carreras que se ofrecen.
En mi opinión, hoy la demanda institucional de
la competencia para resolver problemas está fuertemente atravesada por creencias -entre ellas, la
del valor de la resolución de problemas- que se instalan en el ámbito académico, que al circular de boca
a boca, de ponencia a paper, de jornada a congreso, adquieren entidad autosuficiente capaz de presentarse como respuestas totalizadoras a la complejidad del proceso de enseñar y aprender. Cuando esto ocurre, lo realmente interesante de las preguntas se degrada al quedar enmascarado por enunciaciones vagas y pretensiones grandilocuentes.
Como profesores, tendremos que estar alerta para
no emplear un rótulo vacío de sentido, para no convertir a la resolución de problemas en una especie
de figura mítica que juega, como el Gran Bonete, el
rol dual de hacer creer que se tiene aquello de lo
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que se carece y de ocultar recursos que efectivamente se poseen.
Pienso que cuando reflexionamos en cómo formar en nuestras clases para resolver problemas abordamos un aspecto relevante de nuestro trabajo: enseñar y aprender es crear un vínculo de conocimiento y con el conocimiento. Creo que la resolución de
problemas mejorara la enseñanza, si la percibimos
como algo más que una metodología; si la comprendemos como una instancia para comprometer la creatividad y la persistencia del esfuerzo que exige enseñar y aprender. A mi juicio, plantearnos cómo resolver problemas en la enseñanza de la ingeniería
tiene sentido si la pregunta deviene en una oportunidad para cuestionar los supuestos epistemológicos
con los que elaboramos y transmitimos conocimiento en nuestras facultades, si nos lleva a investigar
cómo conseguimos que los estudiantes se comprometan con la creación de conocimiento y si nos
incita a imaginar cómo favorecer la autonomía que
necesitan para convertirse en los protagonistas de
las situaciones de aprendizaje.
Notas
1
2
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Cf. Pozo Municio (2000) para establecer la diferencia entre estrategia, técnicas y ejercicios.
La expresión “pensamiento divergente” alude a
las ideas que surgen inesperadamente en el discurrir del pensamiento y que en el momento en
que aparecen, se presentan como inadecuadas o
no pertinentes. La asociación libre, la suspensión del juicio, la apertura son procesos que lo
habilitan. El pensamiento divergente no es sólo
una operación de conocimiento. Es un clima, un
estado de ánimo en el que la persona se siente
alerta, sorprendida, libre, desconcertada.
3
Procesos de estas características que logran modificar y ampliar la percepción de situaciones ya
dadas por conocidas por los estudiantes, se pueden reconocer en el artículo “Actividades lúdicas
y creativas: puente ente el ingresante y su carrera
universitaria” de Amieva, Vicario y Montenegro
en Revista de Ingeniería 5 (3): 23-29.
El libro de Phillip Wankat & Frank Oreovicz
ilustra con largueza esta apreciación. Diseñado como un manual para ingenieros dedicados a la enseñanza, los autores describen teorías y situaciones que acompañan con indicaciones de actividades para realizar en el aula
con el propósito de mejorar la eficacia de la
enseñanza.
Referencias Bibliográficas
• Bruner, Jerome (1997). La educación, puerta de
la cultura. Visor. España
• Pozo Municio, Ignacio (2000). Aprendices y
maestros. La nueva cultura del aprendizaje.
Editorial Alianza. Madrid.
• Wankat, Phillip & Oreovicz, Frank (1996).
Teaching Engineering. Mc Graw Hill. New York
Documentación consultada
• CONEAU (2002a). Anexos Resolución 1232
• CONEAU (2002b). Ficha curricular. Argentina
• CONFEDI (2000). Acreditación de carreras de
grado de ingeniería en la República Argentina – Mayo de 2000. Argentina
• MERCOSUR (1998) Memorándum de Entendimiento sobre la Implementación de un Mecanismo Experimental para el Reconocimiento de
Títulos de Grado Universitario en los Países
del Mercosur.
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