Monografias | Prácticas de Laboratorio en ingeniería: Una estrategia efectiva de aprendizaje

“Las personas somos una mezcla de lo que creemos ser,

lo que queremos ser y lo que realmente somos”. 

Marguerite Yourcenar 

Resumen

El artículo tiene como objetivo demostrar la hipótesis de que las prácticas  de Laboratorio en ingeniería son una de las mejores estrategias de aprendizaje significativo de tipo  alternativo, en las cuáles se genera conocimiento desde un enfoque constructivista.  A manera de ilustración se argumenta la experiencia que se ha llevado a cabo en el Programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Ibagué. 

Abstract: 

The article shows, based on big investigators of the Didactics and the Pedagogy, demonstrates the hypothesis of which the lab practices in engineering are one of the best strategies of significant learning of alternative type, in which knowledge is generated from an constructive approach.  Like illustration, I argue the experience that we have led to end in the Program of Electronic Engineering of Ibagué's university. 

Palabras Clave:

Prácticas de Laboratorio, estrategia de aprendizaje, constructivismo, aprendizaje significativo, método alternativo, modalidades, formato, liderazgo docente, motivación del estudiante. 

 Introducción

En ingeniería, las prácticas de laboratorio tienen una connotación similar a la del taller en otras disciplinas, definiéndose el taller como estrategia metodológica de trabajo grupal que va más allá del aprendizaje de conceptos  y que permite integrar teoría y práctica al mismo nivel, al  lograr que el estudiante “aprenda haciendo” (Patiño, 2004).  Así, dos premisas necesarias que debe proveer la práctica de laboratorio son: enseñar a pensar y aprender haciendo.

Durante mucho tiempo se asumió el aprendizaje desde una perspectiva conductista, pero puede afirmarse con certeza que el aprendizaje humano va más allá de un simple cambio de conducta y que conlleva a un cambio en el significado de la experiencia.

Los especialistas e investigadores en Didáctica de las ciencias sostienen que es conveniente abandonar la noción de método de enseñanza y cambiarla por la de “Estrategia de Aprendizaje”, que está más acorde con los enfoques alternativos a los métodos tradicionales y  cuya organización debe necesariamente conducir hacia el aprendizaje significativo;  dichos enfoques alternativos descartan los modelos de aprendizaje por transmisión y aprendizaje mecánico como las únicas formas de adquirir conocimiento, ya que en ellos no se establecen los “subsunsores”  adecuados para el aprendizaje (Driver, 1988).

Estas estrategias docentes se concretan en unas actividades en las que “se maneja cierta información básica procedente de fuentes confiables, mediante procedimientos concretos asociados a los medios didácticos y en relación con unas metas motivacionales positivas internas o externas” (García y Cañal, 1995).

La practica de laboratorio, es entonces, ese espacio de aprendizaje donde el estudiante desarrolla y adquiere  destrezas prácticas que le permiten establecer  criterios de ingeniería, comprobar - y en muchos casos entender - los conceptos teóricos que debe aprender respecto a las diferentes asignaturas, y sobre todo, establecer relaciones con otros conocimientos previos que ya tiene que poseer.  

Por su orientación práctica y aplicativa debe entonces correlacionarse directamente con el “saber hacer” propio de modelos constructivistas como el de Perkins (1997), Raths (1986), Pozo (1989), Carretero (1993), entre otros, y necesariamente partir de la visión del aprendizaje significativo de  Ausubel (1983), que implica la comprensión, la organización de los nuevos conocimientos y los que posee el alumno (proceso de acomodación), y finalmente una jerarquización de ellos que permita interrelacionarlos  para  producir el esperado efecto de asimilación.  

Por todo esto, se plantea la práctica de laboratorio como estrategia de aprendizaje significativo en la que el alumno “aprende a pensar” resolviendo problemas reales.  Esta rompe con el paradigma de la educación clásica centrada en el maestro y en métodos tradicionales de aprendizaje memorístico, y concientiza al alumno de su necesidad de aprender y de llegar más allá de las notas de clase, para que con la adecuada motivación y la colaboración del docente pueda lograr ser autónomo de su propio aprendizaje. 

Modalidades de prácticas de Laboratorio

En el caso concreto del programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Ibagué  Coruniversitaria, dependiendo de la naturaleza y los objetivos  de la asignatura, y teniendo en cuenta el nivel académico de los estudiantes involucrados,  se trabajan tres modalidades de prácticas de laboratorio: 

Prácticas convencionales o de comprobación.

Practicas de diseño.

Practicas por proyecto (PP) y  Practicas Integradoras (PI). 

Las prácticas convencionales se centran básicamente en comprobar el funcionamiento de circuitos y montajes, por lo que se basan en un esquema más o menos repetitivo que permite al alumno medir sus logros a fin de ir mejorando paulatinamente.  La clave de este tipo de prácticas reside en la actividad cognitiva que conllevan los procesos de comprensión y acomodación en los alumnos.

Las prácticas de diseño, son aquellas en donde se enfrenta al estudiante con problemas reales de baja y mediana complejidad a resolver electrónicamente, junto con unas especificaciones técnicas a cumplir.  Este tipo de práctica se sustenta en que el aprendizaje no puede basarse sólo en la comprensión y la adquisición de conocimiento, sino que adicionalmente supone su permanencia, mecanización y generalización para ser usado en una gran variedad de situaciones problemáticas  (Carretero, 1993). 

Similarmente, las prácticas por proyecto, que involucran conocimientos adquiridos en la asignatura e incluso en  otras anteriores de la misma área; y las prácticas Integradoras, que como su  nombre lo indica implican integrar conocimientos de  diferentes áreas dentro de la carrera.   Estas dos últimas modalidades se enfocan hacia el diseño, con la perspectiva de que el conocimiento debe ser coherente con las problemáticas a que se enfrentaran los estudiantes en su rol social de desempeño, incorporando de esta forma una motivación ligada a sus intereses y necesidades en el proceso de aprendizaje.  Así, los estudiantes desarrollan ideas, construyen significados con sus propios códigos, y despliegan estrategias para conseguir explicaciones sobre “cómo y  por qué  las cosas se comportan como lo hacen” (Osborne y Wittrock, 1983). 

Formato y estructura

En el programa de Ingeniería Electrónica, conscientes de algunas deficiencias que se daban en este proceso, y fundamentados en que siempre habrá una mejor forma de hacer las cosas para obtener mejores resultados, se ha ido depurando en reuniones de comité de programa un formato con los lineamientos generales para la presentación de prácticas de laboratorio (en cualquiera de sus modalidades), basado en los principios metodológicos de la investigación científica y adaptado para resolver problemas de ingeniería.   

Este permite unificar criterios de evaluación de los profesores, motivar para que se elaboren adecuadamente y con antelación las guías e incentivar en los estudiantes una forma organizada de trabajar, que les conduce necesariamente a crear un hábito de planificación que optimiza su tiempo y los recursos del programa. 

Dicho formato está estructurado en tres secciones: preinforme, desarrollo de la práctica e informe.

La primera  sección  es la del preinforme o de trabajo teórico previo a la práctica, en la cuál el estudiante después de leer la guía, debe entender plenamente el enunciado del problema al que se enfrenta (es decir el qué), para dotarse de conocimientos que le permitirán establecer el cómo  desde el punto de vista de ingeniería.  Por esto debe componerse de actividades como:  búsqueda bibliográfica del marco teórico y del estado del arte, ingenio de posibles soluciones, discusión y evaluación de la solución más óptima, despliegue de técnicas y criterios de diseño, sustentación del funcionamiento de circuitos, y uso de software de simulación como herramienta de verificación de resultados teóricos.

El objetivo de esta sección es el de fomentar el trabajo independiente del estudiante y a la vez inducirlo a que realice una juiciosa planificación de actividades que desemboquen en el cumplimiento de los objetivos de la práctica;  esto irá creando en él una cultura de organización que le permitirá un mayor desempeño dentro del laboratorio. 

La siguiente sección o de desarrollo de la práctica, es la que refuerza la praxis y el trabajo grupal.  En esta, cada grupo de trabajo monta su circuito de prueba (preconcebido teóricamente en el preinforme) y usando la instrumentación adecuada le miden las variables reales necesarias para corroborar su correcto funcionamiento.

El objetivo de esta es el de dotar al alumno de habilidades y destrezas prácticas, y por tanto debe contener, entre otras, actividades como: ensamblaje de circuitos, mediciones y toma de datos, tabulación y graficación, pruebas y ajustes, procesamiento estadístico (si se requiere), cálculo de porcentajes de error, confrontación y análisis de resultados.

En algunas prácticas de mayor  peso (PP’s y PI’s), adicionalmente se tiene en cuenta la concepción artística en los acabados del prototipo. 

Y la última sección o Informe, que básicamente se resume en la documentación de la práctica, es decir, una recopilación ordenada de lo registrado en la anterior sección.  Debe culminarse con la elaboración de conclusiones valiosas de lo aprendido, las que constituirán el aporte de la experiencia a los conocimientos del estudiante. 

En esta sección se induce mucho al alumno a que despliegue objetivamente su autocrítica para que de una manera constructiva  aprenda de sus propios errores.

Puede notarse que todas las actividades ligadas a las diferentes secciones del formato van de la mano con las operaciones del pensamiento descritas por Louis Raths en su libro “Cómo enseñar a pensar” (1986). 

Rol del docente de la práctica

A diferencia de lo que la mayoría de personas pudieran pensar en cuanto al irrelevante papel que desempeña el docente dentro de este proceso y por tanto el bajo perfil necesario, el profesor de laboratorio debe manejar con solvencia los conceptos teóricos ligados a las correspondientes temáticas y tener cierto grado de experiencia práctica (entre mayor sea esta, mejores resultados se darán) de tal forma que pueda interactuar dinámicamente con los estudiantes dándole un carácter activo al proceso de aprendizaje: “consolidando el conocimiento y acercándolos de una manera natural al trabajo científico investigativo” (Hernández, 2001). 

Es decir, el profesor de laboratorio debe ser un líder, que cumpla con las expectativas no sólo de saber lo que enseña, sino también cómo y para qué lo enseña.  

Algunos de los procesos que debe liderar eficazmente el docente para el fiel cumplimiento de los objetivos de la práctica de laboratorio como espacio de aprendizaje,  son:

Planificación:   basado en los contenidos programáticos del curso (e incluso en el pénsum de la carrera) debe identificar las necesidades e intereses de los estudiantes a fin de seleccionar temáticas para las prácticas y elaborar adecuadamente las respectivas guías. 

Al elaborar cada guía deben tenerse muy claros los objetivos que se persiguen en la temática que se pretende reforzar, la complejidad del problema a resolver y los conocimientos necesarios para su implementación.  Además, debe hacerse un estimado del tiempo que consumirá del estudiante para su total ejecución  -teniendo en cuenta que él debe responder por otras asignaturas adicionales-.

Ejecución: Ejercer tareas de coordinación, resolución de dudas, seguimiento, control y evaluación de desempeño grupal e individual dentro del laboratorio (los logros deben medirse con componentes evaluativos cuantitativos). 

Aquí es vital, a manera motivacional, implicar a los estudiantes en su propio proceso de aprendizaje, orientarlos hacia la discusión previa entre ellos de los conceptos básicos, concientizarlos de la magnitud del trabajo que deben realizar, propiciar la interacción positiva para trabajo grupal donde cada miembro asuma sus roles y responsabilidades para que se tomen decisiones grupales sin la intervención constante del profesor, incrementar su capacidad de auto análisis y de mejora continua, así como su actitud crítica de forma constructiva.

Sistematización de la actividad: Realimentar conocimientos para “aprender de la experiencia” y mejorar el proceso, de tal forma que permita al estudiante enmarcar claramente su trabajo dentro de los recursos y las posibilidades del desarrollo de la práctica, a nivel de idea y de sus propias capacidades, en cuanto a esfuerzo, compromiso y dedicación, necesarias para incrementar su autonomía. 

Conclusiones

Las prácticas de laboratorio son una forma de aprendizaje cooperativo que potencia el trabajo grupal compartiendo roles, responsabilidades y experiencias, permitiendo fácilmente una retroalimentación positiva que posibilite el mejoramiento continuo.  De esta forma, se logra que el estudiante, con una buena dosis de  motivación, pueda superar “sus propios límites” de conocimiento (Vygotsky, 1985).  Es obvio que la motivación del alumno es un factor decisivo en el éxito de esta actividad, como lo son el interés y el gusto por la asignatura que esta refuerza.

Es necesario resaltar  que para obtener los mejores logros y la esperada retroalimentación de esta estrategia de aprendizaje se requiere concientizar al alumno de su importancia formativa, para lograr la sinergia y la motivación interna positiva, necesarias para obtener de él un mayor trabajo en las labores de planificación y ejecución del preinforme, un mejor desempeño al desarrollar la práctica dentro del laboratorio, y una mayor auto evaluación que le dé una medida objetiva de cuánto aprendió, del cumplimiento de los objetivos propuestos, y de como se va formando su capacidad  analítica y práctica para resolver problemas reales.

Adicionalmente, debe tenerse en cuenta que hay un compromiso entre los resultados esperados y los recursos físicos de materiales y equipos con los que cuenta el programa;  dependiendo de este factor  pueden proponerse prácticas de mayor nivel que refuercen de la manera esperada las temáticas de cada asignatura y por lo tanto pueda aprovecharse al  máximo esta estrategia de aprendizaje.

La mayoría de asignaturas propias del programa de Ingeniería Electrónica cuentan con alguna modalidad de práctica de laboratorio, debido a la gran importancia que tienen dentro del proceso de aprendizaje como espacio de desarrollo de habilidades prácticas.  Además, a manera de uniformizar el proceso, se ha promulgado el formato de “Lineamientos para la presentación de prácticas de laboratorio” como el estándar para todos los docentes.

En el desarrollo de estás prácticas, sobre todo en las PP y PI, se han obtenido trabajos muy interesantes con gran nivel técnico, que han demostrado los buenos resultados de esta estrategia de aprendizaje constructivo;  incluso, a manera de incentivo, los mejores de ellos tienen la posibilidad de concursar en la Muestra de Trabajos Estudiantiles que realiza el programa cada semestre.  

A manera de conclusión final, las prácticas de laboratorio, tomadas como estrategia de aprendizaje, son una herramienta metodológica efectiva de tipo constructivista que permite a los estudiantes fijar e integrar adecuadamente sus conocimientos y crear los subsunsores necesarios para establecer tácticas que conlleven a enfrentarlos adecuadamente a problemáticas similares a las que encontrarán en su vida profesional.  Además, esta metodología desarrolla en ellos habilidades instrumentales y prácticas, incentiva su autonomía y deseo de investigar, e induce a una disciplina de trabajo  organizado individual y grupal, que permite optimizar recursos, siguiendo las directrices de la metodología de la investigación.   

Por todo lo anteriormente expuesto invito a mis colegas, especialmente a los que imparten cursos de carácter teórico práctico,  a reconocer esta forma de “taller” como un elemento esencial del aprendizaje, y como una estrategia válida para fomentar en los estudiantes un espíritu investigativo, y fortalecer de esta forma uno de los pilares más desprotegidos de la academia en nuestro medio. 

Bibliografia 

AUSUBEL, D.P., NOVAK, J.D. y HANESIAN, H.  Psicología Educativa.  2ª edición.             Ed. Trillas.  México, 1983. 

CARRETERO,  Mario. Constructivismo y educación.  Ed. Luis Vives. 6ª edición. Argentina, 1993. 

Comité de Programa Ing. Electrónica. Lineamientos generales para la presentación de Prácticas de Laboratorio en PIE.  En: Manual de Procedimientos del Programa de Ingeniería Electrónica.  Ibagué, Diciembre de 2002.   

DRIVER, R.  Un enfoque constructivista para el desarrollo del currículum de las ciencias.  En: Enseñanza de las ciencias, Vol. 6, p 109-120.  1998. 

GARCÍA, J.J. y CAÑAL, P.  ¿Cómo enseñar?.  Hacia una definición de las estrategias de enseñanza por investigación.  Investigación en la escuela, 25, 5-16.  1995.  http://www2.uah.es/jmc/webens/refs.htm.  Consultado en Julio de 2004. 

HERNÁNDEZ F., Arcelio. Los niveles de asimilación del contenido: una pauta para la organización de las prácticas de laboratorio.  En: Revista Actas Pedagógicas, año 5 - No.5.  Centro de estudios de Didáctica y Pedagogía, Cedip.   Ibagué, Junio de 2001.   

OSBORNE, R.J. y WITROCK, M.C.  Learning Science:  A generative process.  En:  Science Education, Vol. 67, 489-508.  1983. 

PATIÑO G., Lucelli.  El taller, un continuum entre enseñanza y aprendizaje.  En: La práctica de la enseñanza.  Notas Universitarias.  Centro de estudios de Didáctica y Pedagogía, Cedip.  Coruniversitaria. Ibagué. Febrero de 2001.  . 

PERKINS, David.  La escuela inteligente.  Gedisa.  España, 1997. 

POZO, J.I.  Teorías cognitivas del aprendizaje.  Morata.  Madrid, España. 1989. 

POZO, J.I.; Sanz, A. y GÓMEZ, M.A.; Limón, M.  Las ideas de los alumnos sobre la ciencia: Una interpretación desde la Psicología Cognitiva.  En: Enseñanza de las Ciencias, 9, 83-94. 1991. 

RATHS, L.E. y otros.  Cómo enseñar a pensar. Teoría y Aplicación.  Paidos.  Buenos Aires, Argentina.  1986. 

VYGOTSKY, L.  Pensamiento y Lenguaje.  Pleyade.  Buenos Aires, 1985. 

* Willler Ferney Montes Granada,  es ingeniero Electrónico, con énfasis en Telecomunicaciones, de la Universidad de Antioquia.  En la actualidad se prepara para defender su tesis de grado y obtener el título de Magister en Ingeniería Electrónica de la Universidad Central de las Villas (Cuba) y cursó el Diplomado de Docencia Universitaria del CEDIP de la Universidad de Ibagué.  Se desempeña como coordinador del Área de Comunicaciones y Profesor de tiempo completo del programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Ibagué - Coruniversitaria.   

wfmontes@nevado.cui.edu.co -  willlermontes@hotmail.com  

Este Artículo se publicó en la Revista  Notas Universitarias, ISSN: 1794-1997.  En:  Escritos para la docencia  # 4, CEDIP  No 11,  Ibagué, Diciembre de 2004.

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