HACIA UNA REFORMA DEL PLAN DE ESTUDIOSDE INGENIERIA QUIMICA:

UN DOCUMENTO DE DISCUSION

Gustavo E. BolañosProfesor Asistente

Dep. Mecánica de Fluidos y Ciencias TérmicasUniversidad del Valle

Cali - Colombia

RESUMEN

Se presenta un conjunto de directrices con miras a es-tablecer una reforma del actual (1989) Programa deIngeniería Química de la Universidad del Valle, conbase en la identificación de las limitaciones del progra-ma en relación con las necesidades de formación delIngenieroQuímico del futuro cercano.

INTRODUCCION

El programa de Ingeniería Química de la Universidaddel Valle tiene el mismo tiempo de existencia que laUniversidad, dádo que en los inicios de ella, hace 45anos, se inauguró el programa de Química Industrial,que tres anos más tarde cambiaría su nombre a Inge-niería Química. Durante este período es innegable elaporte positivo que dicho programa ha hecho al de-sarrollo de la región y del país. Sin embargo, en lasactuales condiciones de la Ingeniería Química y ante lasexpectativas planteadas no sólo al interior de la Univer-sidad en relación con la ideas de flexibilidad curricularsino en conjunto con la totalidad de programas de Inge-niería Química del país, surge la necesidad de revisar elplan actual para buscar los mismos o incluso mejoresresultados con un programa más integral, más flexible,menos extenuante y que en general permita maximizarel aprovechamiento de los no muy abundantes recur-sos con que se cuenta para formar los profesionalesque el país necesita.

Los ingenieros que comienzan hoy su formación en los

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claustros universitarios se desempef'larán profesional-mente en una época caracterizada por un dinamismotecnológico sin precedentes en la historia de la huma-nidad (Anaya, 1987). Tales profesionales deseable-mente deben estar preparados no sólo para afrontar eldesafío de un medio ambiente en constante cambio,sino también para promover tal dinámica desde suposición de trabajo, para actuar como propulsores delprogreso materialy espiritualde lasociedad.

Varela (1988) ha señalado un conjunto de cambiosbásicos que debe acometer la ingeniería, con el propó-sito de formar profesionales con las habilidades reque-ridas para el próximo siglo, algunas de las cuales setranscriben a continuación: I

Tenemos que cambiar nuestra gestión curricularque diseña planes de estudio en función única yexclusivamente de los posibles puestos que elprofesional va a desempeñar y olvida todas lasotras formas de trabajo profesional; y recordar quela Universidad tiene una función formadora, que esun elemento de generación de valores, que es unpaso en el desarrollo del hombre. En otras pala-bras debemos pensar en una Universidad y no enuna escuela vocacional entrenando gente paradesempeñarun oficio particular.

El currículo debe ser evaluado no por sucontenido o por su adecuación a un perfil laboral,

sino por la capacidad que el estudiante obtienepara pensar con creatividad y para aprender aaprender, para desarrollarse profesionalmente conflexibilidad.

Debemos cambiar la idea que a veces se aplica deque el proceso educativo consiste en almacenaren el cerebro de los estudiantes un conjunto deinformaciones, procedimientos, teorías, algorit-mos, etc., lo cual produce un estudiante completa-mente programado, estático y corto de ideas.Debemos crear nuevos procesos educativos quepermitan a los estudiantes ser creativos. imagina-tivos, investigar nuevas soluciones J procedi-mientos, inventar, ser capaces de cuestionar, deadaptarse a nuevas circunstancias, ser dinámicos ycomprensivos de las características dinámicas delambiente. Los estudiantes deben ser retados adesarrollar todo su talento haciéndolos partícipesde problemas reales.

Imbuir a los estudiantes de un espíritu abierto alautoaprendizaje, al uso de todos los medios mo-dernos de información, la aplicación intensa delcomputador. Esto implica centrar el objetivo de lalabor del profesor en enseñar a pensar, a crearsoluciones alternativas, a adquirir la informaciónnecesaria, a definir qué es lo que hay que diseñary nodedicar todo el esfuerzo a realizarcálculos.

Por lo tanto, innovación, creatividad, búsqueda deoportunidades, generación de soluciones, debenser elementos básicos de todo el proceso forma-tivo de ingeniería".

El presente documento recoge un conjunto de ideascon miras a obtener un plan de estudios que facilite, enmayor medida que el programa actual, el desarrollo deun proceso educativo con las características señaladasen los párrrafos anteriores. La mayor parte de dichasideas son fruto de la continua discusión (formal einformal) entre los miembros del Comité de Plan, algu-nas han sido también discutidas por autores comoAnaya (1987), De la Sona (1982) y Mockus (1988). entanto que algunas otras reflejan sólo el punto de vistaparticular del autor. De hecho, como documento dediscusión se pretende plantear aquí algunos elemen-tos claves sobre los cuales orientar el proceso dereforma. !

IDIAGNOSTICO DEL PLAN DE i ESTUDIOS DEINGENIERIA aUIMICA I

rEl propósito del programa de ef! .oíos en Ingeniería

I

Química es la "formación de un profesional capaz deplanear, diseñar, analizar, dirigir y controlar procesos yplantas cuya finalidad sea la utilización de transforma-ciones físicas, químicas o fisicoquímicas para producirbienes utilizables como materias primas o como pro-ductos destinados al consumo" (Manrique, 1989). Elcurrículocon elcual la Universidad del Valle busca alcan-zar este objetivo (figura 1) no ha sufrido modifica-ciones de fondo al menos desde 1973, y puede seña-larse que considerado en el marco actual presenta unconjunto de deficiencias tanto en su diseño como en lamanera corno se ofrece. (Quizás es interesante notarque este hecho no es extraño si se considera que elobjetivo del programa está íntimamente relacionadocon un perfil laboralesperado para el egresado):

1. Elevado número de materias. Este hecho hacedifícil aclarar la estructura conceptual del currículoy facilita la dispersión del trabajo del estudiante encada semestre. El sistema de aprendizaje basadoen la solución de problemas "tipo", muchas vecestomados de final de capítulo de algún libro, sefavorece bastante con esta situación por la relativabaja cantidad de tiempo necesaria para resolverun problema correspondiente a una situación idea-lizada, con la consecuencia de facilitar la formaciónde un profesional con un bajo contacto con situa-ciones reales.

El elevado número de materias es la conse-cuencia de una concepción del aprendizaje en lacual al alumno "se le da" el bagaje de conocimien-to que requiere. En una concepción diferente,en la cual el alumno "obtiene dicho bagaje, elpapel de un programa de estudios se dirige adesarrollar en el educando actitudes hacia elautoaprendizaje. El número de materias es menory sus contenidos son aquellos esenciales alpropósitode desarrollar tales actitudes.

Este punto está plenamente relacionado con laidea de flexibilidad del currículo y con lo quepuede concebirse como un programa de forma-ción de Ingeniería Química, cosas que se djscu-ten más adelante.

2. Deficiencias estructurales. Algunas deficienciasen esta categoría son las siguientes:

a. La fundamentación (Matemáticas, Física,Química) se extiende hasta quinto semestrecon una presencia muy limitada de materiasprofesionales. Esto genera desorientación enel estudiante en los primeros dos años de la

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Figura 1

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carrera, quien durante este período no sólo noadquiere un perfil característico de su profesiónsino que por el contrario, en muchos casos sedesanima y en algunos desiste. No es casualque sea este el período donde se registran lasmayores tasas de mortalidad y deserción delprograma.

b. Contrastando con lo mencionado en el literalanterior, el final de la carrera tiene una muy altadensidad de materias profesionales, al puntoque en el último año se ofrecen seis cursosformales (cada uno de los cuales de hecho re-quiere alta dedicación), una electiva, doslaboratorios y una práctica industrial, al tiempoque debe desarrollarse el proyecto de grado.Esta alta densidad terminal hace que el estu-diante se demore más de cinco años en realizarsu carrera. (Como estadística: En las últimas 10promociones sólo un estudiante se graduó encinco años).

3. Independencia de cursos. El programa muestraun conjunto de materias las cuales en su mayorparte se pueden asemejar cada una a una isla deconocimientos. Si bien al revisar el contenido decada curso éste luce excelente y muy completo,el hecho es que en muchos casos tales conte-nidos están formados en una alta proporción pormaterialmeramente informativo.

Aunque suele decirse que la información esvaliosa, normalmente no se agrega que sólo lo espara aquella persona que la necesita en formadirecta y a muy corto plazo. Es importante enten-der que los cursos deberían contener única-mente aquel material que contribuya positivamen-te a desarrollar actitudes y aptitudes ingenieriles,minimizando en lo posible el enfoque "enciclo-pédico".

Los cursos integradores del conocimiento son enextremo escasos y se encuentran ubicados en elúltimo año. Dicha baja cantidad contribuye agenerar un esquema de pensamiento "parce-lado" en muchos de los educandos. Es necesa-rio reconocer que en la solución de problemasreales (es decir, aquellos a los cuales se debeenfrentar el ingeniero), la habilidad para relacionarpiezas de conocimiento es al menos tan impor-tante como el entendimiento de las piezas en símismas.

En este punto es también interesante señalar laalta cantidad de prerrequisitos que se presentan

en el programa. Normalmente los prerrequisitosse han venido incluyendo o modificando sinmanejarse una visión de conjunto del plan deestudios sino sólo una visión local, centrada en lamateria cuyos prerrequisitos se analizan. Comoconsecuencia, algunos prerrequisitos están erra-dos (cuando se mira el programa en su conjunto)en tanto que otros no muestran claramente sunecesidad, como en el caso de prerrequisitos"materia cursada", los cuales se han incluídomuchas veces con el propósito de flexibilizar elofrecimiento del programa. Esto ha conducido aun verdadero "bosque" de prerrequisitos ante elcual muchos estudiantes interpretan un "bosquede obstáculos" que les impide avanzar en suformación. No pocas veces este hecho ha gene-rado actitudes de rechazo al programa y susignificado.

Otro aspecto importante dentro de la concepción"isla" de los cursos es la repetición de conteni-dos, incluso varias veces, dentro del plan deestudios. Esto realmente constituye un despil-farro de recursosde la Universidad.

4. Baja flexibilidad. Varias interpretaciones se hanhecho de lo que significa la flexibilidad curricular.En este documento se entiende por flexibilidad lafacilidad que presenta un plan de estudios paraque el educando pueda orientar su formaciónh.cia la adquisición de un perfil propio que seencuentre de acuerdo con sus intereses yexpectativas. El actual plan de estudios contem-pla esta flexibilidad a través de tres electivas, esdecir,-el4.69% de las materias.

La flexibilidad del plan de estudios reviste unagran importancia para los propósitos de formar eseser humano altamente independiente y creativoque se señaló al comienzo del documento. Estambién importante para el objetivo de mantenerun programa moderno y dinámico, en dondetengan espacio las áreas donde el Ingeniero Quí-mico hace y hará un aporte significativo, como Bio-tecnología, Materiales y Energía, para citar sóloalgunas. La ampliación de dicha flexibilidad debeser una característicadefinitivadel programa.

5. El ofrecimiento del programa. En este punto sepueden identificar:

a. La metodología tradicional de la enseñanza, conuna alta importancia de la exposición magistralcon relación al trabajo individual del estudiante,no facilita la formación de individuos inde-

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pendientes y por el contrario favorece eldesarrollo de una actitud pasiva del estudiantefrente al proceso de aprendizaje, frente aldesernpetío profesional y frente a la vida misma.Es interesante notar que el actual currículocontempla exactamente el mismo esquema deformación en todos los semestres de la carrera:metodología tradicional e igual número dematerias por semestre (esquema de "flujopiston").

b. El ofrecimiento de un solo curso de cada materiaal atío , práctica directamente relacionada con laadmisión anual de estudiantes, le confiere alofrecimiento del programa amplias caracterís-ticas de rigidez, dado que un estudiante querepruebe una materia muy difícilmente se podráponer al día nuevamente. Este hecho generaproblemas de diversa índole dado que losestudiantes en esta situación conforman ungrupo apreciable.

El ofrecimiento anual de materias conlleva unfenómeno adicional relacionado con la maneracomo se concibe el proceso de aprendizaje.Los cursos grandes (como los actuales) favo-recen la actitud pasiva del estudiante, en tantoque los cursos pequetíos facilitan la comuni-cación entre los alumnos y el profesor. Talfacilidad se puede aprovechar para aplicar unametodología basada en el autoestudio, demodo que la hora de clase se puede convertiren una reunión de síntesis y verificación delprogreso del educando. Los cursos pequeñossin duda facilitarían el desarrollo de habilidadesde comunicación oral y escrita de los estudian-tes.

ELEMENTOS DE LA REFORMA

Los elementos esenciales sobre los cuales se efec-tuaría una reforma al programa de Ingeniería Química,que permitiera "formar un profesional hábil en la aplica-ción creativa de los principios que gobiernan losprocesos de fabricación en los cuales intervienencambios químicos, físicos o fisicoquímicos" (propósitodiferente al del actual plan), nacen de los cinco puntosmencionados en el diagnóstico y son los siguientes:

1. Disminuir el número de asignaturas para aclarar laestructura conceptual del currículo, disminuir ladispersión del trabajo del estudiante en cadasemestre y permitir la introducción eficaz denuevas metodologías docentes basadas en elautoestudio.

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2. Introducir una mayor proporción de materiasprofesionales en los primeros años de la carrerapara facilitar la orientación y motivación del estu-diante por su profesión.

3. Disminuir la carga de materias profesionales en elúltimo año del plan de estudios. Ello ayudaría afacilitar que el estudiante normal obtenga su gra-do efectivamente en cinco anos.

4. Diseño adecuado del currículo que permita elabo-rar tesis de grado en cualquiera de las áreasdonde la profesión hace un aporte importante, sinrequerirse tiempo adicional a los cinco atíos.

5. Replanteamiento de contenidos, eliminando en loposible el material informativo y dando lugar másimportante a los contenidos que contribuyen agenerar actitudes y aptitudes ingenieriles en eleducando.

6. Replantear contenidos o incluso introducir asigna-turas para facilitar la integración de conocimientos.Un punto importante puede ser el empleo deejemplos que no obedezcan a situaciones enextremo idealizadas sino a problemas reales, en loposible.

7. Definir prerrequisitos con una visión global delprograma, de modo que sea nítida su necesidad.

8. Aumentar la flexibilidad del programa, por ejem-plo, mediante la inclusión de un mayor porcentajede materias electivas.

9. Cambiar la metodología tradicional de la ense-ñanza, por una metodología basada en el autoes-tudio donde la clase es una reunión de síntesis ychequeo de avance del educando.

10. Ofrecimiento semestral de al menos un buenporcentaje de las materias con el objeto de mane-jar cursos pequeños que faciliten la realización delpunto 9 y de disminuir los problemas de ofreci-miento del programa.

La figura 2 muestra una manera como se prodríanconcretar los puntos anteriores en un plan de estudiosde Ingeniería Química. Dicho plan no debe considerar-se como algo definitivo y ni siquiera como una pro-puesta; lo que se propone aquí son las ideas básicassobre las cuales definir un nuevo programa.

En primer término el plan de la figura 2 muestra unasignificativa disminución en el número de asignaturas

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(49) en comparación con el plan actual (64). Esto nonecesariamente quiere decir que se haya suprimidouna proporción idéntica de contenidos, dado que algu-nos de ellos se pueden fusionar a cursos que semantienen y algunos otros pueden entrar a conside-rarse como electivas. Tampoco debe entenderse queno haya reducción en la cantidad de contenidos. Laidea es suprimir únicamente el material cuya naturalezaes meramente informativa, cuya esencia está desac-tualizada o, como en el caso de algunas materias deprimer semestre, cuyo material ha sido objeto del bachi-ueraío. La tabla 1 presenta una lista de las asignaturasque podrían suprimirse como materiasformales.

El programa ejemplo tiene una característica intere-sante, cual es la de abandonar el esquema de "flujopistón", es decir, aquel en el cual el número de asigna-turas por semestres es una constante. En su lugar elnúmero de materias por semestres disminuye a medidaque se avanza en el plan, hasta llegar a un mínimo en elúltimo semestre. Esto de ninguna manera quiere decirque los últimos semestres demandarán menor esfuer-zo por parte del estudiante, sino sólo que la naturalezade tal esfuerzo será diferente. La figura 3 aclara la idea.A medida que se progresa en la carrera el trabajo enclase disminuye, en tanto que el trabajo fuera de claseaumenta. En cualquier instante la suma de los dostrabajos debe ser una constante e igual a la dedicaciónde una persona de tiempo completo. Quizás sería

Cantidad deTrabajo

necesario introducir unidades que midieran la cantidadde trabajo, diferentes del número de materias, para au-torizar la matrícula de cada estudiante. (Llámese ULAS,créditos, etc.).

En el programa en cuestión los primeros dos anos con-tienen una mayor proporción de materias profesionalesque el programa actual. Se "ama la atención sobre lapresencia de un curso de introducción a la IngenieríaQuímica, cuyo interés sería la orientación del nuevoestudiante hacia su profesión. Este curso contendríamaterial del actual "Principios de Procesos" comple-mentado con una metodología que invite al desarrollode la creatividad y que permita que el estudiante iden-tifique la necesidad de estudiar Química, Física, Mate-máticas, de capacitarse en un idioma extranjero y dedesarrollar habilidades de comunicación escrita y oral.Algunas de las referencias anotadas al final aportanelementos en extremo valiosos para definir un curso deesta naturaleza. (Christensen, 1988; De la Sotta, 1982;Felder, 1988,y especialmente Kennaway, 1982).

En contraste con el plan actual el número de materiasen el último año es bajo y el dlseño es tal que en dichonivel no se incluyen materias obligatorias, a excepciónde Proyecto de Grado y Práctica Industrial, con lo cualse facilita el desarrollo de proyectos en todas las áreas,y se aumenta la probabilidad de concluir el paso por elprogramade cinco años.

Trabajo Total: 8 hr/día * 5 día/semanaI------------------------------------~-----Trabajo fuera de clase

Trabajo en clase

Semestre

1 2 5 73 4 6 8 109

FIGURA 3. Variación en la naturaleza del trabajo con el avance en la carrera

26 HEURIST1CANo. 6

Asignatura Semestre Comentario

Matemática FundamentalGeometría Vectorial

La mayor parte de sus contenidosson materia del bachillerato. Lamenor parte restante se puedellevar al curso de Cálculo lo AlgebraLineal.

Introducción al Lenguaje Este curso se podría integrar parcial-mente a un curso introductorio deIngeniería Química.

Inglés IInglés 11

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Estos cursos son poco efectivos enlos niveles presentes. En dichosniveles es más importante que elestudiante ubique la necesidad deun idioma extranjero, lo cual, puedelograrse en el curso de Introduccióna la Ingeniería Química.

Dibujo Lineal 111 En el estado actual de la tecnologíala presencia de este curso no en-cuentra justificación.

Principios de Procesos 111 La mayoría de sus contenidospueden entrar a formar parte delcurso de Introducción a la IngenieríaQuímica.

Balances de Materia V

Mecánica y Resistencia V

Fisicoquímica I VIFisicoquimica 11 VII

Organización Industrial VIIngeniería Económica I VIIHigiene y Seguridad Industrial VII

Diseno 11 IX

Instrumentación IX

Se puede fusionar con Balances deEnergía.

Podría considerarse como cursoelectivo.

Sus contenidos están repetidos enlos cursos de Química 11y Termo-dinámica 1.

Podrían considerarse cursos elec-tivos.

Se puede fusionar con Diseño 1.

Se puede fusionar con Control deProcesos.

TABLA 1. Asignaturas Suprimidas en el Plan Ejemplo

HEURISTICA No. 6 27

El plan ejemplo introduce como materia integradora deconocimientos un curso de Fenómenos de Transporteen cuarto semestre, en donde se estudiarían los ele-mentos esenciales del transporte de momento, calor ymasa, se desarrollarían las ecuaciones fundamentales yse trabajaría sobre las herramientas matemáticas reque-ridas. Los cursos posteriores de Fluídos, Calor y Masa,reforzarían y ampliarían los principios estudiando situa-ciones de naturaleza real. En este punto sería intere-sante analizar el papel integrador y de desarrollo de lacreatividad que podrían tener los laboratorios y se invitaal lector a realizar su propio ejercicio en esta dirección.

El plan ejemplo incluye también un curso de Balancesde Materia y Energía en cuarto semestre. Este cursosacaría partido de la existencia actual de mejores herra-mientas de cómputo, lo cual se puede hacer a estenivel si se induce al estudiante en una forma rápida, enel primer año, a la programación de computadores.

Un punto de discusión importante lo constituye la inclu-sión de cinco electivas en el plan ejemplo; es decir,10.2% de las materias, en contraste con el acutal 4.7%.Las electivas pueden corresponder a las actuales, amaterias obligatorias de otros' planes de estudio de laFacultad de Ingeniería o incluso de otra Facultad. Laidea es que desde el Comité de Plan se señalen entrelas materias mencionadas, algunos conjuntos que con-formen líneas específicas de formación. Sería aquídonde se facilitaría, por ejemplo, la formación de unIngeniero Químico con un perfil encaminado hacia laadministración, el cual tomaría algunas de sus cincoelectivas (o todas las cinco) en el área correspondien-te. En la misma forma se puede pensar en el IngenieroQuímico con un perfil en Biotecnología o Materiales oincluso con un perfil propio, cual sería el caso de uneducando con fuertes intereses en Bioingeniería, elcual podría díseñar con ayuda del Comité de Plan uncurrículo acorde con sus expectativas, tomando inclusomaterias en otra Facultad. En esta forma lo electivopodría ser un área de formación y no un conjunto decursos dispersos al azar e inconexos.

La mencionada flexibilidad se vería facilitada por elofrecimiento semestral de cursos, lo cual también facili-taría el trabajo con grupos pequeños. A este respectoes necesario reconocer que dicho ofrecimiento sólopuede darse si se empieza por semestralizar el ingresode los estudiantes de primer semestre. La propuestaes efectuar el proceso de admisión en la forma actual,una vez al ano. incluso manteniendo el número de admi-tidos, pero realizando el ingreso de la mitad de ellos enel primer período del año y del resto en el segundo.

Cualquier plan de estudios concebido bajo los pará-metros presentados ,s510podrá tener éxito si .al interior

I

28 HEURISTICJjNo. 6,

de la Universidad aceptamos el desafío que implicacambiar la metodología tradicional de enseñanza por unproceso educativo más dinámico. La aceptación de taldesafío implica, más que el simple reconocimiento de lanecesidad de un método diferente, de un compromisoque permita realizar la preparación adecuada para bus-car el cambio. Es importante 'en este orden de ideas elrescate de la, en otras épocas frecuente, realización detalleres, cursos y seminarios sobre currículo y metodo-logía docente, al igual que una orientación de recursoshacia la adquisición y puesta a punto de elementos másmodernos de enseñanza (salones audiovisuales, pro-yectores, showmakers, etc.).

En la búsqueda de ese profesional altamente indepen-diente debe quedar clara la noción de que la formaciónprofesional es algo que se debe realizar día a día, duran-te toda la vida, con I~ flexibilidad adecuada a las condi-ciones cambiantes del medio ambiente. La Universidaddebe propiciar el espacio adecuado para tal formación,más allá del simple paso de cinco anos por el plan deIngeniería Química. En este orden de ideas el ofreci-miento de un programa de educación continuada, y deuno de formación avanzada al nivel del Magister debeser incluído de manera definitiva dentro de las priori-dades, con el mismo peso que la reforma al programade pregrado.

CONCLUSION

El Pien.de estudios de Ingeniería Química presenta unconjunto de deficiencias en relación con el objetivo deformar profesionales con un alto nivel de indepen-dencia, habilidad y creatividad, características éstasmuy deseables en los ingenieros del futuro cercano.Se plantearon algunos elementos de una reforma queapuntan en la dirección de facilitar el desarrollo de taleshabilidades, con el propósito de invitar a la discusiónque permita aclarar ideas en torno a lo quedeberá ser elPrograma de Ingeniería Química de la Universidad delValle. Tal discusión está abierta.

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