Motivación del futuro ingeniero mecánico en las asignaturas de la disciplina "Electricidad y Automatización” (página 2)

La electrificación de los procesos tecnológicos de producción y de servicios, así como el desarrollo acelerado de la electrónica, la computación y la automatización y su rápida aplicación en esos procesos, hacen imprescindible el conocimiento por parte del Ingeniero Mecánico de los elementos básicos de estas ramas para su labor como tal, en la industria y en la sociedad cubana en general[6].

La disciplina Electricidad y Automatización está compuesta por 4 asignaturas en su nueva reencarnación dentro del Plan D. Estas son:

• Electricidad Aplicada a la Ingeniería Mecánica I

• Electricidad Aplicada a la Ingeniería Mecánica II

• Sistema de Mediciones Industriales

• Automatización de Sistemas Industriales

Los núcleos de conocimientos fundamentales de la disciplina:

• 1. Teoría de la electricidad y la electrónica

• 2. Fuentes de energía

• 3. Convertidores eléctricos

• 4. Convertidores electromecánicos

• 5. Accionamiento eléctrico Típico

• 6. Mediciones industriales

• 7. Control de sistemas industriales

• 8. Explotación de sistemas de accionamiento eléctrico automatizados en equipos multidisciplinarios.

Estos núcleos son distribuidos en las diferentes asignaturas para lograr los objetivos Educativos e Instructivos, así como un conjunto de Habilidades:

• 1. Caracterizar el estado del arte y proyección futura de las aplicaciones de la electricidad y la automatización a la Ingeniería Mecánica.

• 2. Elegir alternativas para la utilización de los fundamentos teóricos que determinan los circuitos eléctricos y electrónicos del accionamiento eléctrico de los sistemas mecánicos.

• 3. Seleccionar los componentes del accionamiento eléctrico de los sistemas mecánicos.

• 4. Controlar los procesos mecánicos de la industria y/o los servicios.

• 5. Participar en grupos multidisciplinarios para la explotación de los sistemas de accionamiento eléctrico automatizados de la industria y/o de los servicios.

La adquisición de los conocimientos y habilidades encaminados a cumplir con los objetivos Instructivos y Educativos planteados, requiere de un proceso docente-metodológico fuerte que logre consolidar un alto grado de motivación en los estudiantes y los profesores, parte indisoluble del proceso.

Desarrollo

El interés en la materia de una asignatura por parte de un docente, es decir su motivación por desarrollar determinados temas, puede partir tanto de su formación profesional como de su desarrollo científico-investigativo. Según la doctrina de la motivación, existen otros resortes que impulsan la automotivación de un carácter algo más fisiológico. La motivación intrínseca se relaciona a los conceptos que, inicialmente, tiene cada persona de la tarea que va a realizar.

Un profesor entusiasmado debe dibujar a los estudiantes una plataforma adecuada para sustentar las ideas preliminares sobre la asignatura que comienza, incluso extender su alcance y protagonismo en la preparación para las demás asignaturas de una disciplina.

Que el estudiante sepa el objeto y el fin de todo un sistema instructivo y educativo, que tiene niveles de conocimientos entrelazados en una formación sólida plenamente actualizada y justificada ambiental, social, política y económicamente.

La preparación de los docentes del colectivo de cada asignatura es de vital importancia para lograr motivar a los estudiantes. Este trabajo no puede hacerse sin un profesional motivado comprometido profundamente con la tarea de formar hombres nuevos a partir del modelo del profesional del ingeniero mecánico.

Se requiere que los profesores que impartan estas asignaturas sean ingenieros mecánicos o, en su defecto, que obtengan una preparación adecuada fundamentada en la vinculación de esta rama de la ingeniería mediante temas de investigación.

Actualmente, en nuestra Facultad, existe una resistencia por parte de los ingenieros mecánicos a desarrollar e impartir esos conocimientos indispensables para enfrentar los modernos retos tecnológicos, contratándose profesores de la facultad de Ingeniería Eléctrica poco familiarizados con el plan de la carrera de Ingeniería Mecánica, existe poca estabilidad en el personal docente y en la calidad de la preparación metodológica.

Esto, en parte, ha estado históricamente condicionado por deficiencias en la formación del ingeniero en los temas de esta disciplina y la falta de vinculación de los mismos a los procesos tecnológicos y sus tecnologías.

Un factor que atenta contra la motivación, es la carencia de un laboratorio equipado con equipos de medición, alimentación, montaje y puesta a punto de circuitos electrónicos. Por esta causa, estos laboratorios se realizan virtualmente utilizando el Software Electronic Work Bench o el Proteus 6 Profesional. Enseñar a operar a un cirujano, sobre una maqueta casi perfecta, puede desarrollar habilidades y evitar muchos accidentes, sin embargo, no es hasta que el cirujano enfrenta un paciente real, que puede considerarse práctico el ejercicio de su profesión.

Una estrategia (Figura 1) para la motivación ha sido diseñada y probada durante los últimos años, fundamentada en aplicaciones de los temas abordados por las líneas científicas desarrolladas en los diferentes centros de estudios de nuestra facultad, así como en los conocimientos impartidos en las diferentes disciplinas de la carrera de ingeniería mecánica.

Como puede verse a partir de la constitución de un Colectivo de Disciplina y Asignatura idóneo y el análisis exhaustivo del Programa Nacional de la Asignatura, es posible establecer un sistema multidisciplinario de Capacitación Instructiva del Profesor impartido por especialistas en los distintos temas, basado en un alto rigor científico. Teniendo en cuenta un adecuado análisis psicopedagógico, a partir del escenario socioeconómico y político nacional y local y los requerimientos del modelo del profesional, es posible profundizar en el trabajo metodológico, indispensable para establecer Estrategias de Motivación. Estas estrategias se sustentan además en la Integración de Conocimientos entre las demás disciplinas de la carrera de Ingeniería Mecánica y un trabajo de Investigación fuerte de los profesores en los Centros de Investigación adjuntos a la Facultad.

Un concepto se ha venido utilizando (Figura 2) en la preparación metodológica para la instrucción del conocimiento, basada en una trilogía nacida del análisis de la indisoluble relación dialéctica entre los conocimientos, la implementación práctica, y el fin de la tecnología moderna. Todo conocimiento debe ser relacionado a una Aplicación dentro de un Complejo Industrial constituido por Procesos y Máquinas Automatizados; el fin del análisis debe ir dirigido a la obtención de determinado Producto necesario y la valoración de las relaciones Costo – Beneficio para definir su Factibilidad y poder valorar Alternativas de Diseño de ser necesario y en caso de demostrarse la factibilidad, desarrollar un Informe adecuado. Esta concepción ubica al estudiante y al profesor en la necesidad de dominar los conocimientos con un fin preciso cuyo producto debe además ser valorado y registrado mediante un informe realizado según normas acordes a la metodología de la investigación. Este concepto es desarrollado en todas las formas de docencia.

Otro concepto (Figura 3) se ha adoptado, ante la necesidad de mostrar el funcionamiento de los sistemas eléctricos. Ante la carencia de un laboratorio equipado para desarrollar las prácticas demostrativas, ha sido utilizado el laboratorio virtual mediante software como el MATLAB 7.0 y el Electronic Work Bench. La base de la estrategia es el entrenamiento virtual para crear habilidades con menos gastos de recursos, llevando a la práctica los conocimientos adquiridos mediante la instrucción. El montaje y la puesta a punto del circuito real permiten corroborar los resultados obtenidos por simulación, comprobar las diferencias y en caso de existir las mismas, debe determinarse la causa y solucionar la incompatibilidad. Debe hacerse un informe apropiado.

Uno de los laboratorios puede ser realizado con el Sistema de juegos LEGO MINDSTORM. El mismo consta de un software para la programación de las interfases y las piezas y accesorios necesarios para implementar robots que pueden funcionar en maquetas de procesos industriales. El empleo de los sensores disponibles y las interfases de comunicación permiten implementar esquemas de control sencillos de gran valor didáctico.

En los laboratorios de Automatización de Sistemas Industriales, se puede utilizar el software MATLAB 7.0 para implementar esquemas de control más complicados mediante simulación.

El docente participó en eventos internacionales con temas de mecatrónica aplicada que fueron base para la preparación metodológica de la asignatura y sirvieron como instrumento de prueba de grado de motivación incluso con estudiantes y profesores en el extranjero. Entre otros temas: Robótica y Soldadura, Soldadura por Arco, tendencias, aplicaciones y proyecciones futuras.

Los materiales derivados de estas conferencias fueron utilizados en la docencia, como parte de las estrategias propuestas.

Análisis de Resultados

Nacionalmente está establecido que al culminar los cursos, se realicen encuestas que permitan valorar aspectos importantes sobre el proceso docente-metodológico.

Las encuestas interrogan a los estudiantes en forma de preguntas sobre temas relacionados a la satisfacción estudiantil respecto al trabajo docente metodológico. Analicemos el caso de una asignatura de la disciplina en tránsito al Plan D (Electrónica Industrial)

Como puede apreciarse en la última fila, el grado de satisfacción con la asignatura ha ido aumentando en cursos sucesivos.

Cabría preguntarse los motivos de esta mejora. En este caso la misma ocurre en esta asignatura específica con el mismo profesor, solo que el mismo ha utilizado diferentes métodos y ha obtenido una mejor preparación en los temas de la carrera de Ingeniería Mecánica. Este profesor provenía de la Facultad de Ingeniería Eléctrica, en la medida que pudo familiarizarse con el lenguaje técnico, los conocimientos y las habilidades que tributa el plan de carrera pudo perfeccionar su trabajo y concertar diversas estrategias de motivación.

Teniendo en cuenta que la asignatura evaluada tiene 72 horas en el plan de estudios, y que se ha evaluado en tres cursos consecutivos y con las mismas encuestas a todos los estudiantes de todos los grupos de cada año, puede decirse que la muestra es representativa para el estudio. La promoción fue del 100% en todos los casos.

A partir del curso 2005-2006, se adoptó una encuesta diferente, pero los resultados fueron similares a los del 2005.

En la asignatura de Electrónica Industrial se logró un incremento significativo en la motivación, mejorando los resultados docentes, aunque las limitaciones materiales impidieron la realización de la práctica real.

En contra de la motivación se encuentran también aspectos técnicos que retrasan el proceso docente metodológico.

Un estudio con estudiantes de segundo año fue realizado usando el Sistema de Juegos LEGO MINDSTORM (Sistema de Invención Robótica 2.0), montándose algunos prototipos propuestos por el sistema.

Los estudiantes se interesaron en hacer sus propios diseños.

Se realizó una presentación con estudiantes de primaria que resultó exitosa por la motivación alcanzada al ver los robots en funcionamiento.

Lamentablemente, aunque existen cinco sistemas de este tipo en la facultad con todas sus piezas y accesorios, no se encuentra disponible por falta de baterías, producto de cierta problemática subjetiva en las personas que deciden sobre el uso del mismo.

Se ha hecho un proyecto para la compra de equipamiento para un laboratorio real de la Disciplina que garantice el necesario balance teórico-práctico exigido en el programa nacional de la disciplina.

Conclusiones

• 1. En la asignatura de Electrónica Industrial se logró un incremento significativo en la motivación, la preparación metodológica y, en general, del proceso docente-educativo, lo cual puede ser constatado en las encuestas de tres cursos sucesivos.

• 2. Los experimentos realizados con el Sistema de Invención Robótica 2.0, con estudiantes de segundo año y con estudiantes de 5to y 6to grado, demuestran que la interacción con la computadora, los videos interactivos y la demostración práctica del funcionamiento de los diseños es muy efectiva para aumentar la motivación en temas relacionados a los de las asignaturas de la disciplina.

• 3. Se obtuvo un incremento importante de la motivación personal del docente y los estudiantes en los temas afines a la disciplina.

Recomendaciones

• 1. Implementar un laboratorio real como complemento de la implementación virtual para todas las asignaturas de la disciplina.

• 2. Proponer la inclusión de una asignatura de robótica industrial en la disciplina, dado el intenso protagonismo del robot en la industria moderna.

• 3. Potenciar el trabajo en la disciplina como vía de desarrollo de la salida en Mecatrónica de la Carrera de Ingeniería Mecánica en la UCLV.

• 4. Desarticular la problemática subjetiva interna en relación al empleo de costosos recursos existentes en nuestra facultad, desahuciados por nuestra propia incapacidad, para optimizar el proceso docente educativo.

Referencias Bibliográficas

1. Montico, S., La motivación en el aula universitaria: ¿Una Necesidad pedagógica? Ciencia, Docencia y Tecnología, 2004. XV(029): p. 105-112.

2. DWECK, C.L., E, A Social-cognitive approach to motivation and personality. Psychological Review, 1988. 95: p. 256-273.

3. GONZALEZ TORRES, M.C., La motivación académica. 1 ed. 1997, Pamplona: Eunsa.

4. NUÑEZ, J.C.G.-P., S. Motivación y aprendizaje escolar. in Congreso Nacional sobre Motivación e Instrucción. 1996.

5. Como motivar a un alumno. 2008.

6. Mecánica, C.N.C.I., Programa Nacional Disciplina. Electricidad y Automatización. 2007.

Autor:

Ing. Prof Asistente. MSc. Alejandro García Rodríguez

Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas

Facultad de Ingeniería Mecánica

Disciplina Electricidad y Automatización

Cuba. 2010