Prácticas docentes
Desarmando la caja negra
Germán Andrés Castro Moreno
Ángela María Otálvaro A.
La experiencia que aquí se expone parte del trabajo desarrollado con estudiantes de Ingeniería de Alimentos en la búsqueda de lograr que ellos se acerquen a la simulación como herramienta para la evaluación de procesos, minimizando riesgos, maximizando el uso de los recursos, superando limitaciones económicas y de infraestructura, y ubicándose en la realidad de los procesos que toman lugar en la industria.
Su inicio se remonta al primer semestre de 2009, cuando en el programa de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de La Salle, se evidenció la necesidad de capacitar a los estudiantes en el área del modelamiento y simulación de procesos como complemento de su formación como ingenieros.
En ese entonces, los profesores encargados de orientar las asignaturas de Fisicoquímica de alimentos, Balance de masa y energía, Mecánica de fluidos y Operaciones unitarias, entre otras, desarrollaron una estrategia para involucrar esta área dentro de sus cursos. Dicha estrategia se dividió en varias etapas que comprendieron: el uso de un simulador existente, la identificación de los algoritmos de cálculo usados por este simulador, el reconocimiento de sus ventajas y desventajas, la generación de herramientas propias de simulación en Excel y la validación de los resultados arrojados por estas herramientas a través del trabajo en los laboratorios de operaciones unitarias. Como resultado de la aplicación de la estrategia planteada en ese entonces, se ha logrado incentivar a los estudiantes a usar y generar estas herramientas, a mejorar su capacidad de interpretar y utilizar la información generada por estas, despertando en ellos la inquietud por el trabajo en el área.
La simulación como herramienta de aprendizaje
La simulación de procesos en ingeniería es considerada como una herramienta que permite conocer las respuestas o salidas de un proceso obtenidas a partir de la manipulación de las condiciones o entradas y de un modelo matemático que describe la fenomenología física del mismo proceso.
En este sentido, la simulación ha venido utilizándose cada vez con más frecuencia por los ingenieros, ya que ofrece ventajas para el estudiante y el industrial, puesto que permite tener un grado de aproximación y conocimiento de un proceso sin llevar a cabo una experimentación, bien sea por carencia de infraestructura o por ser costosa —debido a la inversión en recursos como materias primas y tiempo—. Otra ventaja es que se trata de un paso clave para la optimización de procesos.
Desde el punto de vista pedagógico y didáctico, según Pérez Córdova, Absar y De la Luz Ramírez (2009), la simulación contribuye a la reducción de los obstáculos de aprendizaje a los que se enfrentan los estudiantes universitarios y que básicamente pueden ser de tres tipos: los que se relacionan con su desarrollo psicológico y nivel de conocimientos previos, los que tienen que ver con la naturaleza del conocimiento y los que se derivan del método de enseñanza utilizado.
En tal sentido, se puede mencionar que la simulación permite actuar sobre el objeto del que se está aprendiendo, facilitando el proceso de aprendizaje constructivista (Herrera, 2009), acorde con lo mencionado por Piaget:
El conocimiento no es una copia de la realidad. Conocer un objeto o un evento no es simplemente verlo y hacer una copia mental o imagen de él. Conocer un objeto es actuar sobre él; conocer es modificar, transformar el objeto y entender el modo como está construido. Así, una operación es la esencia del conocimiento, es una acción interiorizada que modifica el objeto mismo (Herrera, 2009, p. 2).
Ese poder actuar sobre el objeto de estudio en los simuladores, se evidencia en que estos son instrumentos que permiten manipular los procesos y realizar cambios que dan lugar a diferentes posibilidades de análisis, situación que está de la mano con el paradigma educativo de la nueva sociedad de la información que, según Barneto y Gil (2006), estará caracterizado por modelos constructivistas de aprendizaje y entornos enriquecidos tecnológicamente.
En cuanto al constructivismo, según Martínez, Alonso, López, Salado y Rocha (2003), en la enseñanza a través de la simulación se pueden poner en práctica teorías del aprendizaje a través del descubrimiento como la de Bruner, en la cual el estudiante percibe el aprendizaje como un conjunto de problemas por resolver donde él se convierte en parte activa del proceso dejando de ser un simple receptor de información, y la de Ausubel, relacionada con el aprendizaje significativo, puesto que los contenidos se desarrollan en un ambiente y bajo condiciones que permiten una adecuada contextualización. Y para utilizar estas teorías, se presentan como estrategias el aprendizaje basado en problemas, el aprendizaje cooperativo y el método de casos (Rodríguez y Cortés, 2010; Valeiras y Godoy, 2007).
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