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El rol de la física en la formación del ingeniero4. BIBLIOGRAFÍA                                             7. Guerra Rod...
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  1. 1. El rol de la física en la formación del ingeniero Rogelio G. Garza Rivera *Abstract alcancen la habilidad de aplicar los conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería. The present document analyses the importanceof physics in the engineers upbringing based on the Otras publicaciones refuerzan la intención de darthree curricular perspectives: conceptual, a las ciencias básicas el papel de fundamento de lamethodological and axiological. Theres three ingeniería, como por ejemplo, la Universidad dedimensions delimit the knowledge, skills, Drexel4 quien desarrolla un curso titulado "Losprocedures, values that students must develop and Fundamentos Matemáticos y Físicos de lathe attitudes to guarantee them an integral Ingeniería" en el cual brinda una introducción a laeducation as well as their successful participation matemática y la física de los problemas dein a global society. ingeniería.* La Reforma Académica de la FIME5 igualmente propone que el egresado de la facultad deberáKeywords: physics, engineering, education, basic contar con una sólida formación en conocimientos ysciences. habilidades del campo de las ciencias básicas. El presente trabajo pretende analizar el rol de la1. INTRODUCCIÓN Física en la formación del ingeniero a partir de tres Desde hace algún tiempo, ha sido preocupante el dimensiones curriculares: la conceptual (referida alpapel de las ciencias básicas, y en particular de la contenido), la metodológica (referida elfísica, en el curriculum de las ingenierías. Ejemplo entrenamiento en el modo de actuar del ingeniero) yde ello son algunos congresos académicosrelacionados con esta temática y las publicacionesreportadas al respecto.1 En los criterios para la acreditación de losprogramas de ingeniería, desarrollados por elAccreditation Board for Engineering andTechnology (ABET), se define a la Ingeniería como"la profesión en la cual el conocimiento de lasciencias matemáticas y naturales obtenido por elestudio, la experiencia, y la práctica se aplicaconscientemente para desarrollar maneras deutilizar, eficientemente, los materiales y las fuerzasde la naturaleza para el bien de la humanidad".2Aquí se destaca la intención de dar a las cienciasbásicas el papel de fundamento de las ciencias de laingeniería. En los criterios de acreditación de losprogramas de ingeniería de esta organización, parael ciclo 2001-2002,3 se plantea que los programasde ingeniería deben mostrar que sus graduados * Subdirector de la FIME-UANL.48 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13
  2. 2. Rogelio G. Garza Riverala axiológica (referida al desarrollo de actitudes y c) El nivel de actuación o asimilación delvalores). Se exponen las características que cada contenido.una de estas dimensiones tiene en la curricula de d) El nivel de sistematicidad del contenido.Ingeniería. El nivel de profundidad del curso viene dado por:2. DESARROLLO • El uso que se haga de las matemáticas. En cualquier curso de Física, los temas tratados • La correlación entre los enfoquescasi siempre son similares y reflejan un orden macroscópicos y microscópicos.generalmente dado en los índices de libros de texto.¿Cómo diferenciar un curso de otro? ¿Qué • El uso de determinados modelos más odetermina el contenido a impartir en un curso dado? menos complejos.¿Cuál debe ser el nivel de la complejidad del curso? • La correlación entre lo cuantitativo y lo¿Cuál es la relación entre el curso de Física y las cualitativo.materias de la especialidad de Ingeniería? Las • El uso del método histórico en larespuestas a éstas y otras preguntas son muy presentación del curso.importantes tanto para los responsables deldesarrollo de los planes y programas de Ingeniería Desde este punto de vista, el curso de Física paracomo para los maestros de Física de estas carreras. Ingenierías debe estar caracterizado por un mayor uso de modelos matemáticos, una descripción de Algunos criterios para analizar un curso de una fenómenos con un punto microscópico que lemateria dada pueden ser definidos en función de permita al futuro ingeniero conocer y dominar latres dimensiones: la conceptual, la metodológica y explicación más interna de los mismos parala axiológica. Estas tres dimensiones delimitan el posibilitarle su uso adecuado y modificación.contenido, las habilidades o procedimientos, lasactitudes y los valores que deben desarrollarse en El enfoque de los fenómenos a estudiar debelos estudiantes para garantizar una formación estar dado por el perfil profesional del Ingeniero. Esintegral en los mismos y que les posibilite su labor tradicional, en cursos de Ingenierías, que elen una sociedad globalizada. Analizaremos estas programa de Física incluya los temas básicos dedimensiones por separado. Mecánica, Calor, Electricidad y Magnetismo, Oscilaciones y Ondas y en algunos casos algo de Óptica. La física moderna se está incluyendo en los2.1 Dimensión conceptual años más recientes por la necesidad de la La dimensión conceptual está relacionada con incorporación de tecnologías modernas, que seuna serie de aspectos que determinan la misma para fundamentan en temas de esta ciencia.cada curso en particular. Entre estos aspectos La situación del objeto físico está dada por laspodemos señalar: condiciones o situación en la que se coloca el objetoa) El nivel de profundidad del curso. para su estudio, o lo que es lo mismo, el estado del objeto en dependencia de su relación con el mediob) La situación del objeto físico. que lo rodea. Algunos casos de diferente situaciónIngenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13 49
  3. 3. El rol de la física en la formación del ingenierodel objeto físico son: fluidos con y sin fricción, situaciones nuevas, e incluso creando nuevosmedios homogéneos, campos electromagnéticos en procedimientos para resolver situacionesel vacío o en la sustancia. desconocidas en un nivel creativo. Mientras que en la enseñanza media superior se ¿Qué tipo de ingenieros necesita México paramuestran las situaciones más simples y generales, garantizar su desarrollo? Evidentemente, sí seen la física para ingenieros, las situaciones deben requieren ingenieros que desarrollen nuevasser las típicas del objeto de la profesión del futuro tecnologías y puedan trabajar con las técnicas másgraduado. El estudiante debe ver la relación entre el modernas, no se puede pensar que el nivel deproblema de Física que se le presenta y su futuro actuación pueda ser reproductivo, que es típico paratrabajo como profesionista. Aquí tiene que ver la aquellos que trabajan con tecnologías elaboradas enhabilidad a desarrollar en el estudiante de la el exterior. Es por ello que los cursos de físicamodelación de una situación real típica de la deben contribuir al desarrollo de un nivel deprofesión, para su estudio. Por ejemplo un problema actuación productivo y creativo en nuestros futurosde mecánica traslacional-rotacional puede ser ingenieros. Como señala el exdirector del Institutocalcular la velocidad de desplazamiento de una Politécnico Nacional, D. Guerra Rodríguez: "En labanda transportadora accionada por una rueda formación de los ingenieros se deberá considerar demotriz de determinado diámetro y que gira a unacierta velocidad angular. La modelación de estasituación se puede hacer despreciando fricción,aplicando modelo de cuerpo rígido o partícula, etc..;pero el estudiante observó que se partió de unasituación real. De esta forma se logra que el alumno vea larelación de la Física con su profesión futura y queposteriormente, en las materias de la especialidad,conozca de dónde parten los modelosfenomenológicos o empíricos que en esas materiasse utilizan. Cuando se dice que "los contenidos dealgunas materias de Matemáticas y Física no tieneaplicación real en los cursos posteriores.."6 serefiere precisamente a que en ocasiones los cursosde Física no se plantean con este enfoque y semantienen situaciones del objeto físico novinculadas al perfil de la profesión, lo cual esincorrecto. En cuanto al nivel de actuación o asimilación serefiere a la forma en que el estudiante interactuarácon el medio, reproduciendo lo que conoce hastaese momento, aplicando lo que conoce en50 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13
  4. 4. Rogelio G. Garza Riveramanera estratégica el desarrollo de habilidades para regla el proceso de toma de decisiones se puedeel diseño, la innovación y la creatividad...".7 Con considerar compuesto de las siguientes etapas:esto los cursos de física contribuyen a la formación a) Delimitar la situación.integral de nuestros graduados. b) Planteamiento de la estrategia de solución. El nivel de sistematicidad del contenido estádado por el despliegue que se haga de los diferentes c) Obtención de información experimental o notemas expuestos en el programa de los cursos. experimental.Puede ser que el despliegue llegue a la ley, la teoría d) Análisis y elaboración de la misma.o el cuadro. En el nivel medio superior es típicollegar a las leyes sin llegar a desarrollar e) Selección de criterios valorativos sobre lascompletamente la teoría, con exclusión de la Teoría posibles soluciones.de la Mecánica Newtoniana que se desarrolla en f) Elección de la variante óptima.forma más desplegada. g) Corrección de la decisión durante su En los cursos de Física para Ingenierías el nivel implantación.de sistematicidad debe incluir hasta el cuadro. Así,se ven el Cuadro Mecano Clásico (incluyendo Para lograr que nuestros graduados esténRelatividad), el Cuadro Electromagnético y entrenados en este modo de actuación es necesarioelementos del Cuadro Mecano Cuántico, que es el enfrentarlos desde nuestras clases a la necesidad deque marca el nivel de la Física Moderna y que aún aplicar métodos de solución de situaciones nuevas.se estudia su introducción en los curricula de Esto se logra mediante el planteamiento de lasingenierías, como por ejemplo los proyectos clases de Física a partir de la aplicación del Métododesarrollados en la Universidad de Maryland.8 En la Científico.10 La estrategia de impartición de lasreforma Académica de la FIME se prevé el clases de Física debe estar orientada a presentar aldesarrollo de una materia de Temas Selectos de alumno ante situaciones y permitirle intentar laFísica, donde se aborde la problemática de aquellos solución de las mismas aplicando el Métodotemas de Física más actuales vinculados al perfil de Científico, lo cual le permitirá desarrollarlos futuros ingenieros. habilidades como: delimitar un problema, formular hipótesis de solución, diseñar experimentos, observar, medir, reunir información y datos,2.2 Dimensión Metodológica analizarlos, elaboración de conclusiones, etc. Como Relacionado con el modo de actuación del señala La Reforma Académica de la FIME11 "elingeniero debemos ver el papel de la Física en la método y la investigación deben ser elementosapropiación, por parte de nuestros estudiantes, de un esenciales en el desarrollo de las nuevasconocimiento de tipo metodológico. ¿Qué generaciones".procedimientos, qué método utilizar para resolver Aquí, además se ven reflejadas las tendencias deuna situación, un problema de forma más eficiente?. enseñanza-aprendizaje "centradas en el alumno". El Básicamente la ingeniería es un proceso de toma profesor debe pasar a tomar un rol de facilitador dede decisiones9 para la solución de situaciones la solución dando recomendaciones, formulandoproblemáticas dentro de su campo de acción. Como interrogantes, ayudando al alumno en el proceso deIngenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13 51
  5. 5. El rol de la física en la formación del ingenierotoma de decisiones y permitiendo al alumno desarrollado un Programa de Estudios Generalesdesarrollar su tarea de forma independiente. que contempla la impartición de una serie de ¿Por qué la Física es apropiada para desarrollar materias que se propone un acercamiento de losestas habilidades en los alumnos? Una serie de estudiantes con las ciencias sociales y lasaspectos pueden tenerse en cuenta: humanidades.13 Independientemente de esto, cualquier curso de cualquier materia debe ser• La Física es una Ciencia experimental, planteado de forma que contribuya a la educación basada en situaciones reales. del estudiantado. La Educación a través de la• Se imparte en los primeros semestres. instrucción es un principio que debe seguirse en el diseño de cualquier proceso de enseñanza• Los modelos que utiliza son simples por lo aprendizaje. que se puede enfatizar el procedimiento de solución. La responsabilidad, la honestidad, la• Las situaciones que analiza pueden ser independencia, la creatividad, la comunicación, la cotidianas, conocidas por los estudiantes capacidad de trabajar en equipo, son algunas de las (fuerza, temperatura, sonido, velocidad, etc.). cualidades sin las cuales un profesional de nuestro siglo no puede trabajar con eficiencia en beneficio Se demuestra además, en diversas fuentes,12 que de la sociedad.el hecho de que el estudiante tenga unaresponsabilidad en su aprendizaje contribuye a una Estas actitudes y valores no se desarrollan enmejor asimilación de los contenidos, el forma teórica. Es necesario hacerlo mediante laconocimiento no se puede inyectar desde afuera, actuación diaria. Cuando se plantea una actividaddebe ser "construido" por el propio alumno. Es por de aprendizaje en la cual el alumno tiene laello que el plantear los cursos de física para responsabilidad ante su grupo de elaboraringenieros con este enfoque no sólo contribuye al determinado material, se está fomentando eldesarrollo en ellos de habilidades de investigación y desarrollo de estos valores. Cuando hacemos unasolución de problemas sino que contribuye a un actividad de discusión o debate donde se permita amejor aprendizaje de la propia materia. los alumnos expresar sus criterios, discutir con libertad de expresión y respetando y aceptando las Ya se realizan en nuestra Facultad actividades de ideas u opiniones de los demás miembros del grupolaboratorio en Física con un enfoque basado en la se está fomentando el desarrollo de estos valores.aplicación, por parte de los alumnos, del Método Las actividades marcadas dentro de la tendencia delCientífico y aunque todavía este trabajo está en una aprendizaje colaborativo muestran sus posibilidadesetapa de introducción ya se han obtenido resultados de desarrollo de actitudes y valores necesarias paraalentadores. el trabajo del futuro profesional de nuestro tiempo. Las clases de Física, al igual que las de las2.3 Dimensión axiológica demás materias deben contribuir a partir de su La tercera dimensión a analizar está dada por el diseño al desarrollo de estas actitudes y valores sindesarrollo de actitudes y valores en nuestros futuros lo cual no es posible pensar en el diseño de ningúngraduados. Se conoce que en la UANL se ha curso para Ingeniería.52 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13
  6. 6. Rogelio G. Garza Rivera3. CONCLUSIONES Para lograr esto, los cursos de Física deben ser diseñados teniendo en cuenta los aspectos señalados De lo expresado anteriormente, se puede en este trabajo y sin perder de vista el futuroconcluir que la importancia de la Física en la profesional del estudiante para el cual se le va aformación de los ingenieros va más allá de brindar impartir determinada materia.una serie de conocimientos de la propia ciencia. Laformación debe abarcar desde el entrenamiento en El aumento del rol del estudiante, la aplicaciónla forma de actuación del futuro ingeniero hasta el de métodos dinámicos de impartición en las clases ydesarrollo de actitudes y valores necesarios para la utilización del Método Científico constituyentrabajar en una determinada sociedad. El estudiante algunas de las premisas indispensables para logrardebe ver desde el primer día la relación de la Física el éxito en la enseñanza de la Física vinculada alcon su perfil de la profesión a través del perfil de nuestros Ingenieros, logrando que losenfrentamiento a situaciones prácticas que pueda graduados vean a esta Ciencia no como una más,resolver aplicando los conocimientos de Física que sino como el fundamento de las Ciencias dese le imparten. Ingeniería.Ingenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13 53
  7. 7. El rol de la física en la formación del ingeniero4. BIBLIOGRAFÍA 7. Guerra Rodríguez D., "Situación actual y perspectiva de la educación en ingeniería en1. Garza Rivera, Rogelio G. "La enseñanza de las México", Ingenierías FIME, Vol. III, No. 6, En.- ciencias en la formación de ingenieros", Marzo 2000, pp. 8-14. Ingenierías FIME, Vol. II, No. 5, Sept.-Dic. 8. Redish E. F., Steinberg R.N., Saul J.M., "The 1999, pp. 55-58. distribution and change of students expectations2. Criteria for accrediting engineering programs, in introductory physics", The International Engineering Accreditation Commission (EAC), Conference on Undergraduate Physics Accreditation Board for Engineering and Education, 1996; Technology, Inc. (ABET), 2000-2001 http://www.physics.umd.edu/rgroups/ripe/perg/e Accreditation Cycle, Nov. 1999. xpects/icupeex.htm.3. Criteria for accrediting engineering programs, 9. Barreto Argilagos G., "El desarrollo histórico de Engineering Accreditation Commission (EAC), la formación de constructores", Ingenierías Accreditation Board for Engineering and FIME, Vol. II, No. 4, Mayo-Ag. 1999, pp. 24- Technology, Inc. (ABET), 2001-2002 31. Accreditation Cycle, Nov. 2000. 10. Hestenes, D.. “The scientific method.” Am. J.4. Thomas, D.H. and Venkataraman, T.S. "Drexel Phys. 67(4), 274, 1999 Universitys Freshman Engineering Physics 11. Proyecto de Reforma Académica y Curricular, Course" in The Changing Role of Physics UANL, FIME, página 13, Abril 12 de 2000. Departments in Modern Universities, E.F. 12. Anderson, J.R. Reder, L.M. and Simon, H. A. Redish and J.S. Rigden, editors, AIP Conference "Radical Constructivism and Cognitive Proceedings 399, 1997, pp 79. Psychology” in Brookings Papers on Education5. Proyecto de Reforma Académica y Curricular, Policy-1998, Diane Ravitch, ed. (Brookings UANL, FIME, página 14, Abril 12 de 2000. Institution Press), pp. 227-278.6. Proyecto de Reforma Académica y Curricular, 13. Fernández Delgado, J. A. "Programa de UANL, FIME, página 8, Abril 12 de 2000. Estudios Generales de la U.A.N.L.", Ingenierías FIME, Vol. II, No. 5, Sept.-Dic. 1999, pp. 51-54.54 Ingenierías, Octubre-Diciembre 2001, Vol. IV, No. 13

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