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DESAFIOS EN UNA ASIGNATURA INTEGRADORA.

María Cristina Haupt1, Gabriel Alejandro Tarnowski2

1 Universidad Nacional de Misiones /Ingeniería Electromecánica/ Facultad de Ingeniería , [email protected], [email protected]

Universidad Nacional de Misiones /Ingeniería Electromecánica/ Facultad de Ingeniería, [email protected]

RESUMEN: Este trabajo presenta la modalidad de dictado de una asignatura que se dicta en 4º año de la carrera de Ingeniería Electromecánica, de dictado anual, que genera un espacio de trabajo docentes-estudiantes, permitiendo trasladar un escenario profesional futuro como experiencia de aula.Uno de los objetivos de Proyecto Electromecánico1 es que el estudiante trabaje en situaciones similares a la que realizan profesionales de la ingeniería, en el área de proyectos electromecánicos. Los contenidos temáticos de la asignatura se refieren a las etapas de un proyecto, proponiendo que la etapa de percepción del problema y propuestas alternativas de soluciones no sean meramente enunciativa, sino que lo “practiquen”. Con la metodología de trabajo se pretende lograr que en el proceso de enseñanza-aprendizaje la integración de los contenidos teóricos adquiridos en años anteriores y las cuarto año, vinculando la teoría con la “práctica”; además con las actividades propuestas se trabajan paralelamente competencias emprendedoras..

Palabras Claves: Enseñanza, Integración, Contenidos.

1 INTRODUÇÃO

Este trabajo se refiere a la metodología de trabajo que se plantea en una asignatura de cuarto año que se dicta en la carrera de Ingeniería Electromecánica, de la Facultad de Ingeniería perteneciente Universidad Nacional de Misiones. Esta asignatura pertenece al Plan de estudios 1999A (vigente) al grupo de asignaturas integradoras de carácter anual y una por año de cursado. La que da origen a este trabajo se denomina Proyecto Electromecánico 1.

La particularidad de Proyecto Electromecánico 1, es la de contar con contenidos mínimos referidos a las etapas que se definen para el desarrollo de un proyecto. En concordancia con los objetivos específicos que están explicitados en el Plan de Estudios que se transcribe a continuación:

“4.4.2 Asignaturas Integradoras.Hoy en día se requieren profesionales que no actúen en forma aislada,

sin tener en cuenta la participación de profesionales de otras especialidades. Por ello se deben preparar profesionales Ingenieros con capacidad de resolver situaciones problemáticas de su especialidad afrontando situaciones Inter. y multidisciplinarias”......Objetivo General: “Formar un profesional en estrecha vinculación con la industria que adquiera durante su preparación en la Universidad, las

URI, 10-12 de junho de 2015 Santo Ângelo – RS – Brasil.

mailto:[email protected]



III CIECITEC Santo Ângelo – RS – Brasil

habilidades básicas que le permitan resolver una vez graduado los problemas más generales y frecuentes de su profesión, que aprenda a resolverlos resolviéndolos, aunque deba realizarlo en esta etapa bajo la dirección y control de sus profesores, los que tienen la responsabilidad de transmitirle no sólo conocimiento, sino también una forma de pensar y actuar que caracteriza a la profesión de la Ingeniería permitiéndole al estudiante de esta forma adquirir los fundamentos del arte de hacer Ingeniería, uniendo a un pensamiento lógico bien estructurado, la capacidad creativa y el hábito de ejercer el pensamiento divergente como manifestación consecuente de la palabra Ingenio que caracteriza la profesión, otorgándole una raíz común a toda la carrera y especialidad d Ingeniería”.Objetivos específicos:a) Integrar, en forma horizontal los contenidos de las asignaturas que se dictan en las asignaturas del mismo nivel y vertical las dictadas precedentemente;b) permitir trabajar a los alumnos y docentes en equipos, evitando el trabajo individual, y creando habilidades y destrezas necesarias para el futuro desempeño como profesionalc) fortalecer contenidos teóricos principales mediante la resolución de problemas reales;d) posibilitar la construcción del conocimiento por parte de los alumnos;e) fortalecer la vinculación de la teoría con la práctica;f) estimular el desarrollo del pensamiento creativo.Tanto el Objetivo General como los Específicos se relacionan en cada caso con el Perfil de cada Especialidad.” [1]

2 METODOLOGIA

Se plantea la metodología de trabajo para el cursado, ensayando trasladar el probable escenario futuro del estudiante, al aula. Con esto se pretende contribuir en formar un profesional en estrecha vinculación con la industria durante su preparación en la Universidad, que adquiera las habilidades profesionales básicas que le permitan resolver, una vez graduado, los problemas más generales y frecuentes de su profesión, que aprenda a resolver problemas profesionales resolviéndolos, aunque deba realizarlo en esta etapa bajo la dirección y control de sus profesores, los que tienen la responsabilidad de trasmitirle no solo conocimientos, sino también una forma de pensar y de actuar que caracteriza a toda la profesión de ingeniería, permitiéndole al estudiante de esta forma adquirir los fundamentos del arte de hacer ingeniería, uniendo a un pensamiento lógico bien estructurado, la capacidad creativa y el hábito de ejercer el pensamiento divergente como manifestación consecuente de la palabra “ingenio” que honra y caracteriza toda esta profesión, otorgándole una raíz común a toda carrera y especialidad de ingeniería.La asignatura se encuentra organizada con el apoyo de un aula virtual, soportada en plataforma Moodle [2]. La Figura 1 muestra la organización de los contenidos de la asignatura dentro de esta plataforma, colocando a disposición del alumno toda la información relacionada con los contenidos de la asignatura, el cronograma de actividades, modelos de informes y fuentes de información útiles para el estudiante.

URI, 10-12 de junho de 2015.


Figura 1 – Imagen mostrando la organización de contenidos del aula virtual.

2.1Consigna de la propuesta de trabajo.Una de las características principales de la asignatura es que los estudiantes trabajen con un problema “abierto”. La situación problemática a resolver, es planteada por el propio grupo de estudiantes que se conforma voluntariamente por afinidad. El problema puede surgir de una observación del entorno que rodea a los estudiantes (industrias regionales) o de una inquietud surgida de observaciones a través de investigaciones realizadas por los estudiantes. Cabe agregar que el problema a abordar no es lo central en la asignatura, sino la forma de identificarlo, recursos que utilizaran y habilidades que se pondrán de manifiesto en los estudiantes, los que constituyen en su conjunto los ítems que se evaluará en la asignatura.Para el abordaje del problema o necesidad planteados, los docentes incentivan a que las propuestas de soluciones sean de carácter innovador, exigiendo una investigación del estado del arte en la problemática propuesta, y la sugerencia al planteo de proyectos con cambios radicales a las soluciones existentes.La Figura 2 muestra el diagrama de flujo seguido durante del desarrollo del trabajo integrador.



Figura 2 – Diagrama de flujo del desarrollo del trabajo integrador.

2.1.2 Definición del proyecto a desarrollar. “Por lo general, el proceso de diseño comienza por “la identificación de una necesidad”. Con frecuencia, el reconocimiento de y la expresión de ésta constituye un acto muy creativo porque la necesidad quizás solo sea una vaga inconformidad, un sentimiento de inquietud o la detección de algo que no esta bien. A menudo la necesidad no es del todo evidente…..” [3]En primera instancia se le solicita que hagan una presentación de todas las ideas acordadas; que surgen posterior a clases-talleres, donde se trabajan con técnicas (por ejemplo tormentas de ideas) para definir los posibles planteos de proyectos y alternativas de soluciones de cada uno de ellos. Esta presentación se realiza a través de un power point, ya que la comunicación de las ideas permitirá que sus compañeros puedan aportar información y/o sugerencias. Esto último pretende desarrollar habilidades en la comunicación tipo feet-back, tal cual lo expresan varios autores.“El diseño es una actividad de intensa comunicación en la cual se usa tanto palabras como imágenes y se emplean las formas escritas y orales. Los ingenieros deben comunicarse en forma eficaz y trabajar con gente de muchas disciplinas….” [4]El equipo docente adopto como buena práctica invitar a estudiantes de años anteriores para exponer sus trabajos, esta experiencia es motivadora para los estudiantes que inician el cursado.

2.2 Planificación de las actividades para desarrollar la idea proyecto.



Posterior a esto se elaborará el Gantt para planificar las actividades con distribución de tareas entre los integrantes del equipo. En la Figura 3, se presenta una de las planificaciones realizada por un grupo.

Figura 3: Planificación de actividades de una idea –proyecto.- Fuente: Sr. Diego Kelm

Esta planificación es dinámica y se va ajustando a medida que transcurre el año, conforme a los avances que se van evaluando en las clases de tutorías y posterior presentación en las fechas pautadas en la planificación consensuada en la primera clase.

2.3. Desarrollo de la idea proyectoDebido a la diversidad de temas, según la idea proyecto presentada, cada grupo de estudiantes tiene situaciones y abordajes distintos; unos deben realizar experiencias de campo, recolectar información de empresas y/o instituciones públicas; otros realizan investigaciones en otros tipos de fuentes previamente verificada su grado de confiabilidad. En algunos casos se realizan actividades de laboratorio, con la finalidad de comprobar el comportamiento de algún material específico.Entre los temas que se dicta con profesores invitados, está el de Diseño de Experimento, el cual permite que los estudiantes sepan la forma de realizar experiencias que sean validadas, además de tener criterios para decidir sobre los resultados obtenidos. Toda esta información está relacionada con las especificaciones y necesidades que definirán las mejores alternativas de soluciones que posteriormente surgirá a criterio del grupo.A continuación, deben empezar a delinear su proyecto, depende la temática, los estudiantes consultan a los expertos en el tema, que pueden ser docentes de asignaturas o profesionales que no pertenezcan a la Facultad, o personas idóneas con reconocimiento por su trayectoria.Los docentes que conforman el equipo de la asignatura, tienen a su cargo el dictado de algunos temas y fundamentalmente el rol de “Docentes Guías”, los que durante las tutorías evalúan las propuestas y sugieren los alcances que debe tener el trabajo (en función de las horas disponibles), la viabilidad de la propuesta desde el punto de vista técnico como económico (por ejemplo: para que mercado vas a plantear tu solución? El costo es acorde? Quien es tu competidor?), etc. No imponen sus ideas.



Un tema que se desarrolla en la asignatura es el dictado de cursos de CAD, haciendo uso de software de diseño mecánico en 3D [5], cursos de CAE [6], utilizando software de elementos finitos, y nociones de organización de proyectos mediante el uso de Diagramas de Gantt (ejemplo de este último aparece en la Figura 3). Los Programas de Diseño asistido por Computador, permiten hacer usos de esta herramienta no solamente para facilitar dibujar las piezas componentes de los diseños de equipos sino que también puedan verificar el comportamiento de elementos que fueron dimensionados con alguna de las teorías estudiadas.Excepto lo mencionado en el párrafo anterior, los demás saberes que utilizan para desarrollar el proyecto han sido aprendidos con anterioridad, a través de las asignaturas que han cursado o están cursando. Como ejemplo, se puede observar en la Figura 4 el resultado de la aplicación de conocimientos de la asignatura “Modelación en Ingeniería”, al estudio del problema de emisiones de CO2 en un trabajo desarrollado (se ha utilizado matlab [7]. La Figura 5 muestra el trabajo presentado por un estudiante, como resultado del uso de Programas de Diseño asistido por Computador, al inicio del cursado de la asignatura Proyecto Electromecánico 1.

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Figura 4: Diagrama que da idea de la potencia y energía en función de la cilindrada de una bomba hidráulica en conjunto con un acumulador en función del tiempo. Fuente: Diego Kelm

Figura 5: Dibujo de un quemador. Fuente: José Cantero.

Cada grupo, al final el cursado presenta el informe Final en Word (elaborado según una plantilla que el estudiante tiene disponible en el aula virtual, (ver Figura 1, Dentro de “Material de la Asignatura” se encuentra disponible el Modelo para Informe) acompañando con una presentación final en power point



Completando el desarrollo de la idea proyecto, se le solicita un análisis económico de la propuesta, completando a la solicitada para el análisis de la factibilidad técnico-económica que tiene su propuesta de solución.

2.4 EvaluaciónLos docentes realizaran una evaluación continua del avance de las actividades verificando la actualización del Diagrama de Gantt a medida que se desarrolla el proyecto. Cabe destacar que no solamente se fijan metas parciales, sino que en la planificación inicial se suponen tiempos y distribución de tareas, que no siempre se ajustan a lo que sucederá en el transcurso del cursado; ya sea por haber supuesto actividades que se consideraron más sencillas o no se tuvieron en cuenta los tiempos de consulta a terceros. La calificación final surge del promedio de las notas: a) del trabajo de Diseño asistido por Computador, b) una nota de la exposición final del trabajo desarrollado durante el año; c) nota conceptual de lo actuado durante el año.

3 RESULTADOS Y ANÁLISIS

En la Figura 6 y en la Figura 7 se ejemplifican el avance de proyectos con diagrama de flujo, mostrando al final el resultado del desarrollo del mismo.En el ejemplo de la Figura 6, se muestra el desarrollo de un sistema de automatización de corte de troncos, para la construcción de cabañas de madera.

Figura 6 – Ejemplo de desarrollo. Proyecto “Cortadora automatizada de troncos para construcción de cabañas”, año 2009. Alumnos: ALFONSO, Marcos Aurelio; DI CIANNI Gabriel;

LORIO, Diego Andrés.



Como planteo inicial del problema, este grupo observó la necesidad de mejorar los tiempos de instalación de cabañas confeccionadas principalmente con troncos. La instalación de estas cabañas es realizada por una empresa de la región.Al definir el problema, se estudiaron varias alternativas, como muestra la etapa “Idea Proyecto”, en la que se permite que esbocen las ideas con libertad de expresión, plasmándolas generalmente en croquis a mano alzada.Durante el desarrollo de este proyecto, los alumnos utilizaron principalmente herramientas de CAD y CAE, diseñando en 3D las partes componentes del sistema de corte de troncos, y verificando la resistencia de las estructuras principales, que previamente han sido dimensionadas de acuerdo a una teoría de roturas seleccionada con las hipótesis adoptadas.Al final del proyecto, muestran las instalaciones diseñadas en 3D para atender la necesidad planteada inicialmente, como problema a resolver. Como segundo ejemplo, se muestra en la Figura 7 el proyecto surge ante la idea de recuperar la energía liberada durante la acción de frenado y aprovechar inmediatamente después en el momento de acelerar, logrando de esa manera disminuir el consumo de combustible, de los colectivos urbanos.

Figura 7 – Ejemplo de desarrollo. Proyecto “Sistema de Acumulación de Energía”, año 2009. Alumnos: KELM Diego Ariel, RITTER Hugo Daniel, ZIEGLER René.

Durante el planteo de la idea del proyecto se estudiaron varias alternativas, entre las cuales se destacaron el uso de baterías o acumuladores. Luego de



analizar las opciones, el grupo decidió optar por el desarrollo del “almacenamiento de energía” en acumuladores hidráulicos.Para el desarrollo del proyecto se realizaron registros de datos de los trayectos de los colectivos urbanos locales, midiendo los tiempos de aceleración y frenado, así como las velocidades. Con estos datos se estudió la energía necesaria a acumular, y las eficiencias del sistema; cabe acotar que la topología donde está ubicada la localidad es característica ya que consta de muchas pendientes, lo que hace pertinente la propuesta planteada por los estudiantes.Como resultado, se desarrolló un sistema hidráulico, por acumulación de energía en acumuladores hidráulicos, que puede ser incorporado a colectivos urbanos locales. Este sistema proporcionaría una reducción de aproximadamente 30% del consumo de combustible diesel, y su proporción equivalente de emisiones de CO2.

En lo referente a las Actitudes Emprendedoras, y en base a las actitudes que caracterizan al Emprendedor, consideramos que contribuimos en: a) Fijar metas y trabajo en equipo: al ser un trabajo en grupo, la meta se establece por el equipo y es la problemática a resolver. Cabe acotar que se insiste mucho en el trabajo “en grupo” y no “agrupados”. No solamente el trabajo con sus colegas de curso, sino la consulta a estudiantes de otras carreras o disciplinas, que sean necesarias; b) Identificar oportunidades: la definición del problema es una oportunidad de empezar a desarrollar un proyecto con futura aplicación. De hecho esto ha sucedido; c) Crear red de Contactos (externa): durante el desarrollo del proyecto, para obtener la información necesaria a los efectos de planificar, los estudiantes deberán consultar in situ o a través de páginas de internet, costos de dispositivos, materiales, equipos, etc. De esta manera van armando su red de contacto que será de utilidad en su futuro como profesional. d) Asumir riesgos: cuando decide conformar grupos de trabajo con otros estudiantes, y la problemática a desarrollar. e) Tomar decisiones con información parcial, en contexto de incertidumbre y ambigüedad: Para desarrollar el proyecto los estudiantes presentan alternativas de soluciones y posteriormente con la búsqueda de información proponen la solución definitiva.f) Aprendizaje continuo: búsqueda de información y selección de la que considere importante. Importancia de trabajar con información de fuentes reconocidas. g) Saber comunicar su idea: En las presentaciones de los distintos grados de avance así como en la presentación al finalizar el Proyecto, se evalúa la exposición haciendo hincapié en la forma de exponer: tono de voz, postura, poder de síntesis entre otros aspectos. h) Asumir responsabilidades: dentro del equipo se cumplen roles, para lograr cumplir con los plazos cada uno debe realizar su tarea en forma y tiempo.

4 CONCLUSIONES

Antes de empezar con las conclusiones, sería válido recordar que la asignatura sobre la que versa este trabajo está ubicado en 4º año del Plan de Estudios vigente, el estudiante deberá cursar posteriormente un año más para finalizar la carrera, es decir que la metodología propuesta por la asignatura pretende ser un aporte en la formación del ingeniero y debería impactar en todas las asignatura de quinto año.



Si se considera que necesitamos formar un profesional más integral, versátil y flexible, cuya virtud fundamental sea su capacidad de auto preparación y adaptación; partiendo de la convicción de que el único hombre educado hoy en día es el que ha aprendido que ningún conocimiento es el último y que solo el proceso de búsqueda de conocimientos da base para la seguridad, lo que obliga a prestar especial atención a aspectos tales como: desarrollar su capacidad de comunicación oral y escrita, el dominio de lenguas extranjeras, la capacidad de manejo y procesamiento de información científico-técnica, su formación económica, ecológica, humanística en general y su capacidad de dirección entre otras. Esto nos lleva a repensar la forma de encarar nuestras prácticas docentes, pensando en la forma de potenciar el aprendizaje del sujeto por encima de la “transmisión de conocimientos” por parte del profesor; prestar especial atención al desarrollo de la independencia, la capacidad de autonomía y el desarrollo de competencias profesionales generales en el estudiante.

Con la metodología propuesta en el desarrollo de la asignatura se está aportando un granito de arena para los estudiantes que tengan inquietudes emprendedoras, logren ir trazando su propio destino “ ..es importante aprender a ejercitar lo que está en nuestro poder, porque de esta forma participamos en la construcción del destino, introducirnos en el futuro significa participar en el arte de lo posible” [7]

En la asignatura han cursado estudiantes que iniciaron una idea proyecto y actualmente están trabajando en la construcción de prototipos, producto del trabajo final presentado al finalizar el cursado.

5 REFERENCIAS

MIGUEZ, Daniel. El Emprendedor Profesional.- Un integrador para la creación de empresas dinámicas.México. 1º edición. Editor:Milton Merlo. Argentina, 2009. [8]

Budynas, Richard G.; Nisbett, J. Keith. (2008). Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. México. Octava Edición. McGraw-Hill/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V. China por CTPS. 2008. [3,4]

Solid Works®. Dassault Systèmes [5]

Abaqus®. Dassault Systèmes [6]

Matlab® [7]

Aula Virtual Moodle. http://moodle.org, www.fio.unam.edu.ar [2]


http://www.fio.unam.edu.ar/

http://moodle.org/

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