Reproducción del Ambiente de Innovación en el Salón de Clase como base para una Educación Universitaria Sostenible

Abstract

Abstract: This work presents some experiences, at the Engineering Faculty of the University of Los Andes (Venezuela), in which the active didactic strategy called RAIS (Reproduction of the Innovation Environment in the Classroom), focused on integral management of knowledge, was implemented to create, do, innovate and produce, through the development of products. The status of education for sustainable development and sustainability knowledge, attitudes, and behaviors of UAE University students. Education for Sustainable Development Goals Learning Objectives. Bruselas: Flemish Government-Environment, Nature and Energy Department.

Headnote

Resumen: Este trabajo presenta algunas experiencias generadas en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes (Venezuela), en las que se implementó la estrategia didáctica activa denominada RAIS (Reproducción del Ambiente de Innovación en el Salón de Clase), centrada en el manejo integral del conocimiento para crear, hacer, innovar y producir, a través del desarrollo de productos. La estrategia surge de las necesidades imperiosas de transformar la formación universitaria y adaptarse al desarrollo sostenible. Esta estrategia incorpora elementos que permiten elevar el nivel motivacional, mejorar el desempeño académico, estimular el emprendimiento y la creatividad, así como reforzar la formación de profesionales éticos, responsables y efectivos para su desempeño en el contexto de la edad del conocimiento y de la complejidad en pro de la equidad social.

Palabras-clave: Aprendizaje; productos; innovación; educación.

Abstract: This work presents some experiences, at the Engineering Faculty of the University of Los Andes (Venezuela), in which the active didactic strategy called RAIS (Reproduction of the Innovation Environment in the Classroom), focused on integral management of knowledge, was implemented to create, do, innovate and produce, through the development of products. The strategy arises from the imperative needs to transform the university education and adapt to the sustainable development. This strategy incorporates elements that allow raise the motivational level, improve academic performance, stimulate entrepreneurship and creativity, as well as strengthen the training of ethical, responsible and effective professionals for their performance in the context of the age of knowledge and complexity in favor of social equity.

Keywords: Learning; products; innovation; education.

1. Introducción

Numerosas metodologías, procedimientos y estrategias se han propuesto en los últimos años para mejorar la enseñanza universitaria en pro de apoyar la formación de profesionales altamente capacitados. Algunas de ellas, están enfocadas a realizar proyectos dirigidos, tal como lo indican Valderrama y Valderrama (2014); otros reproducen ambientes industriales en el salón de clases como en Sandia (2011) y Márquez et al. (2016); mientras que híbridos de estos pueden desarrollarse como en Vergara, Santana, Flores, García y Salgado (2015). Así también, en la enseñanza de la ingeniería, se han incorporado estrategias con la finalidad de explotar la creatividad, que corresponde al momento del "gran evento" o del eureka, donde se desprende que no solo el eureka de un individuo conduce a la creatividad que cuenta como parte de un todo, sino que, en equipos multidisciplinarios existen aportes significativos, como el nivel de conocimiento, que conducen a la ocurrencia de grandes saltos creativos, fundamentales en la innovación y en la educación sostenible del nuevo siglo, sin olvidar, la calidad de la enseñanza como un ente motivador y renovador de los métodos de enseñanza y los materiales de instrucción (Heidmets, Udam, Vanari & Vilgats, 2018).

La educación para el desarrollo sostenible se ha definido de diversas formas (Al-Naqbi & Alshannag, 2018), dentro de las cuales es coincidente el hecho de que el proceso de aprendizaje debe considerar, en el futuro a largo plazo, la sostenibilidad humana, social, económica y ambiental. Esto podría implicar que se debe introducir en la enseñanza, ambientes que motiven la innovación desde una perspectiva de la industria, y que consideren soluciones a problemáticas de interés en la sociedad, que envuelvan la economía, la ecología y la equidad de todas las comunidades.

El acceso y difusión, prácticamente, total y global del conocimiento explícito, el enfoque colaborativo y social en los esquemas de intercomunicación, y la posibilidad absoluta de creación y difusión de conocimiento, así como la incorporación de "agentes inteligentes" que se interconectan y permiten describir contenidos, significado y relación de los datos, han sido promovidos por el avance vertiginoso de las tecnologías. Estos elementos influyen drásticamente en la formación, lo que obliga a buscar una transformación en la educación, que sea cónsona con esta realidad.

Bajo la luz de lo anterior, las universidades deben replantear la formación, con tendencias cada vez mayores hacia la formación de actitudes y competencias relacionadas con el emprendimiento, orientadas a la formación de individuos con mentes innovadoras formadas en el saber, saber hacer y saber ser. Todo esto lleva a una formación integral, multidimensional, holística, crítica y más humana que sirve como base para generar una educación universitaria orientada al desarrollo sostenible (EDS). La estrategia RAIS (Reproducción del Ambiente de Innovación en el Salón de Clase), centrada en el manejo integral del conocimiento para crear, hacer, innovar y producir, a través del desarrollo de un producto, es una alternativa para esta transformación, como lo evidencian los resultados mostrados en este trabajo

2. Definición y desarrollo de la Innovación

La intervención didáctica activa y de emprendimiento, que hemos denominado estrategia RAIS, se fundamenta en cinco elementos claves (aprendizaje activo, por construcción y descubrimiento, cooperativo y colaborativo, ejecución del producto, ambiente empresa emergente) y dos conexiones embebidas entre dichos elementos, que potencian los resultados de la estrategia y que crean la sinergia de capacitación de conocimientos (SCC), y la sinergia de desarrollo del producto (SDP). Estos elementos, han sido plasmados como la base para implementar desde el corazón físico de la educación superior (los salones de clase) una EDS, que involucra eficazmente a los estudiantes (talentos), profesores, la sociedad y el ambiente donde se desarrolla el emprendimiento. Así, se da respuesta -como lo describen Waas et al., (2012)- a la propuesta formal de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), para que, efectivamente, se integren los principios, valores y prácticas del desarrollo sostenible en todos los aspectos de la educación y el aprendizaje a nivel superior, para enfrentar los desafíos del desarrollo sostenible (Owens, 2017; UNESCO, 2017).

Un esquema detallado, de los componentes de la estrategia planteada se presenta en la Figura 1. Aquí, se considera la SAS o simulación del ambiente propio de una startup, resultado de la intercepción del proceso de enseñanza-aprendizaje, representado principalmente por un aprendizaje activo, por la construcción y el descubrimiento, por su carácter cooperativo, colaborativo y centrado en el producto, los cuales, también giran como satélites alrededor de la SAS.

Para implantar la SAS, se conforman equipos de trabajo que tienen como meta el desarrollo de un producto, para lo cual los talentos se desenvuelven demostrando sus competencias y habilidades a lo largo del manejo de conocimientos de la asignatura, direccionados por el profesor (Sandia et al., 2018).

La incorporación de estrategias didácticas, comienza con un enfoque hacia el aprendizaje activo, por cuanto los talentos se enfrentan a situaciones reales que implican el manejo integral de los conocimientos de la asignatura (Sandia et al., 2018). Dichos conocimientos se inician como un resultado de un aprendizaje por descubrimiento y construcción, donde desarrollan destrezas de investigación autorregulada, que incide en la resolución significativa de problemas (Chase & Abrahamson, 2017) y que alimenta la creatividad para llegar al eureka, que es la base en la innovación de productos, y que requiere de la visión y seguimiento constante de un experto (profesor, mentor) para lograr que el producto sea exitosamente ejecutado con un proceso de aprendizaje centrado en el desarrollo de este, lo que permite a los talentos generar una visión multidisciplinar con perspectiva holística hacia la educación sostenible (Edström & Kolmos, 2014). RAIS explota el aprendizaje cooperativo y colaborativo, ya que los estudiantes se organizan en equipos de trabajo, con diferentes roles para asignar actividades y responsabilidades cambiantes, moviéndose vertiginosamente hasta alcanzar el producto final (Vega, Vidal y García, 2013).

2.1.Descripción de la innovación

Existen dos conexiones en RAIS que sirven de base para generar el ambiente que apoye la innovación y génesis de un producto funcional y viable, y para que se logren los objetivos educacionales y se valore cualitativa y cuantitativamente el desempeño de los principales actores a través del SCC, SDP y el producto en sí mismo, como se observa en la Figura 2. Esta evaluación es formativa y sumativa: formativa porque considera la autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, con informes de avance del producto (ISA) en reuniones de trabajo semanales; y sumativa porque incluye la evidencia de conocimientos con evaluaciones parciales y de avance del producto, de forma grupal e individual, que genera una evaluación global por talento que se activa al comenzar la estrategia.

Es importante resaltar que el producto es un objeto de atributos tangibles o intangibles, original y que aporta beneficios a la sociedad, donde la SCC pone el contenido programático de la asignatura y los conocimientos requeridos, en función del desarrollo del producto, mientras que la SDP permite la gestión de los conocimientos en la asignatura para detectar las fallas y carencias en la formación, que resolverá la SCC.

La innovación se manifiesta como una capacidad de ver y hacer conexiones y relaciones basadas en conceptos existentes, pero de una forma diferente, que lleva a resolver los problemas con mejores resultados que los obtenidos con alternativas conocidas, donde el producto evoluciona bajo la gerencia del profesor, quien además es el Director Ejecutivo de todas las startups que surgen al implementar la estrategia propuesta.

3.Proceso de implementáción de la innovación

Desde hace más de una década, se ha venido implementando la estrategia RAIS -previa formación de los profesores comprometidos con la aplicación de esta- en cursos de pregrado de las distintas carreras de la Universidad de Los Andes (Venezuela). Así, en la Facultad de Ingeniería, tanto en las ciencias básicas como humanísticas, ha sido introducida con excelentes resultados (para mayor detalle, ver, por ejemplo, Sandia et al., 2011; Gutiérrez et al., 2015; Márquez et al., 2016). A continuación, se presentan algunas experiencias, durante el período semestral A-2018, en las que se señalan las características generales de los cursos, el tipo de producto ejecutado, la organización del ambiente de trabajo y el seguimiento del proceso.

3.1.Mecánica de Materiales II

La asignatura corresponde al quinto periodo de la Carrera de Ingeniería Mecánica, con una carga de cuatro horas a la semana. A través de sus contenidos, se estudia la teoría asociada al análisis y diseño por fatiga de diferentes elementos de máquina, especialmente ejes mecánicos. El curso estuvo compuesto por 50 estudiantes, con los que se crearon 9 equipos con sus respectivos mentores, para diseñar y construir prototipos funcionales, cuyo tema principal fue el transporte y la industria alimentaria. El seguimiento se realizó como se propone en Sandia et al. (2018), mediante actividades semanales que incorporaron la gamificación, ISA, reuniones semanales de trabajo, un foro en línea para resolver retos asociados a problemas tipo y dudas por compañía. Adicionalmente, se creó un grupo en WhatsApp para discutir avances del producto. La evaluación se realizó grupal e individualmente con los resultados semanales por producto. En la Figura 3, se muestran algunos productos obtenidos, en los cuales se aplicó el diseño por fatiga del eje principal de cada dispositivo, donde el modelo de utilidad está representado por el mecanismo desarrollado para cada caso.

3.2.Programación 3

Esta asignatura forma parte del cuarto semestre de la carrera de Ingeniería de Sistemas, con una carga de seis horas semanales. Tiene como objetivo consolidar los conocimientos de las principales estructuras de datos necesarias para soportar la solución de problemas típicos en las ciencias computacionales. El curso tuvo una matrícula de 38 estudiantes, que fueron organizados en 9 equipos para desarrollar aplicaciones web y videojuegos, que cubrieran el objetivo de la asignatura. El seguimiento se realizó mediante actividades semanales que incorporaron las reuniones semanales de trabajo, los ISA, además de las discusiones constantes grupales en el aula para resolver los problemas asociados al desarrollo del producto. La evaluación se realizó grupal e individualmente con los resultados semanales por producto. La aplicación de la estrategia permite que los estudiantes logren dominar temas de cursos superiores o de otras disciplinas, tales como conocimiento en desarrollo web, manejo de varios lenguajes de alto nivel, ingeniería del software y diseño gráfico.

3.3.Arquitectura de Computadoras

La asignatura corresponde al tercer semestre de la carrera de Ingeniería de Sistemas, con una carga de cuatro horas de teoría y dos de laboratorio semanales. En ella se estudia la teoría asociada a la composición, funcionamiento, análisis y diseño del computador. El curso estuvo integrado por 34 estudiantes, con los que se crearon 11 equipos tecnológicos para diseñar, construir, y programar su propio microprocesador funcional. El seguimiento se realizó mediante actividades semanales que incorporaron el "diálogo socrático" diario -que permite el quiebre de hielo entre el estudiante y profesor-, así como reuniones periódicas de trabajo, el ISA, entre otros. La evaluación se concentró en la participación activa del estudiante en el discurso socrático, en la comprensión de lo aprendido (SCC) y la ejecución del producto en la SDP. Hubo un seguimiento individual y grupal. Al final cada equipo tecnológico expuso la aplicación creada por ellos, sobre su propio microprocesador, implementado en software usando la librería SystemC del C++.

3.4.Sistemas de Representación 20

Es una asignatura del segundo semestre para las carreras de Ingeniería Civil, Geológica, Mecánica y Eléctrica. Tiene como objetivo fundamental que el estudiante aprenda a representar las propiedades del espacio tridimensional sobre una superficie bidimensional, a través de los diferentes sistemas de representación, para que esté en capacidad de realizar e interpretar planos. Posee una carga horaria de dos horas teóricas y cuatro horas prácticas semanales. La matrícula constó de 32 alumnos, organizados en equipos de 4 integrantes. Como producto desarrollaron el diagnóstico de deficiencias estructurales que existían en los campus de la Universidad de Los Andes, y el planteamiento del anteproyecto que responda a las necesidades detectadas. Se realizó un seguimiento semanal a través de tareas y prácticas continuas, tanto individuales como grupales.

4.Evaluación de resultados

Para la evaluación de los resultados se realizó una investigación mixta, no experimental, de corte transversal con un alcance exploratorio descriptivo. La población bajo estudio estuvo integrada por 38 equipos de trabajo o compañías, de las asignaturas señaladas anteriormente, que participaron en la exposición de productos "IV ExpoRAIS" en la Facultad de Ingeniería. En la recolección de la información, se utilizó un cuestionario anónimo, de preguntas cerradas, que permitiera determinar la percepción que tienen los estudiantes de la estrategia y la satisfacción por los logros alcanzados. El cuestionario está conformado por diez ítems valorados en una escala del 1 al 5, desglosada de la siguiente manera: Muy alta (5), Alta (4), Moderada (3), Baja (2), Muy baja (1).

La Figura 1 presenta los resultados obtenidos en porcentajes para cada uno de los ítems. Se puede observar que un 78,15% de las compañías consultadas tienen una valoración entre alta y muy alta de cada uno de los ítems planteados. Llama la atención que los ítems 1, 2 y 5, se encuentran por encima de esa media, con valoraciones superiores al 80%, lo que demuestra que lo más importante para los estudiantes, en la aplicación de la estrategia, es la posibilidad de adquirir conocimientos a través del descubrimiento, el desarrollo de la creatividad y el emprendimiento, así como el fortalecimiento del espíritu de colaboración entre ellos.

Sin embargo, hay que considerar que estas apreciaciones se ven, en algunos casos, afectadas por factores ajenos a la estrategia en sí. Esto último podemos observarlo en los ítems 6, 7, 8 y 10, que cuentan con las valoraciones más bajas, en donde la empatía con el profesor es un factor influyente, ya que en los dos primeros se evalúa el rol de este dentro de la compañía y el seguimiento por parte del mismo al desarrollo del producto, mientras que en los otros dos, es importante destacar que lo que espera el estudiante del curso o del producto, no necesariamente se cumple, debido a que, en algunos casos, existe desinterés o expectativas no realistas.

5.Conclusiones

La implementación de la estrategia RAIS logra despertar la mente de emprendedor y promover la creatividad en el estudiante y en el propio profesor, al ejecutar acciones orientadas al desarrollo de un producto, que generan una interdependencia positiva promoviéndose la disciplina, el compromiso, la colaboración, la comunicación, el pensamiento crítico y el liderazgo, permitiendo, sobre todo, que los estudiantes descubran y construyan su propio conocimiento.

Con RAIS, los estudiantes ejecutan los pasos requeridos para la creación de dispositivos susceptibles a modelos de utilidad, como base de la necesaria innovación de productos para el desarrollo sostenible, que deben impulsar las distintas carreras de Ingeniería, promoviendo la motivación y la inteligencia colectiva para el logro de las metas.

La estrategia desarrollada permite formar individuos, no solo capacitados en conocimientos, sino con actitudes, valores y competencias, para su desenvolvimiento en el contexto de la edad del conocimiento y la complejidad, haciéndoles conscientes de sus potencialidades como agentes de cambio.

Diferentes formas de aprendizaje se encuentran embebidas dentro de la estrategia propuesta, como el aprendizaje basado en retos, la gamificación, la educación basada en competencias entre otras. Un avance de RAIS busca incorporar elementos que estimulen el aprendizaje completamente voluntario y electivo, para responder a los desafíos actuales que involucran los avances tecnológicos, la posición de la sociedad frente a la educación superior y la tendencia a automatizar actividades y servicios con inteligencia artificial que en los próximos años influirá hacia el surgimiento de campos laborales totalmente nuevos.

References

Referencias

Al-Naqbi, A. K., & Alshannag, Q. (2018). The status of education for sustainable development and sustainability knowledge, attitudes, and behaviors of UAE University students. International Journal of Sustainability in Higher Education, 19(3), 566-588.

Chase, K. & Abrahamson, D. (2017). Searching for buried treasure: uncovering discovery in discovery-based learning. Instructional Science. DOI: 10.1007^11251-017-9433-1.

Edström, K., & Kolmos, A. (2014). PBL and CDIO: complementary models for engineering education development. European Journal of Engineering Education, 39(5), 539-555. DOI: 10.1080/03043797.2014.895703

Gutiérrez, D., Sandia, B., Hernández, D., Páez, G., y Lischinsky, P. (2015). Integración de conocimientos a través del desarrollo de un producto RAIS. Caso de estudio: ingeniería de software y bases de datos. Educere, 19(62), 169-179.

Heidmets, M., Udam, M., Vanari, K., & Vilgats, B. (2018). Good University and Excellent Professor: Competing Quality Perspectives in Higher Education. In Sustainable Futures for Higher Education (pp. 123-139). Springer, Cham.

Márquez, R., Tolosa, L., Gómez, R., Izaguirre, C., Rennola, L., Bullón, J. y Sandia, B. (2016). Reproducción de un ambiente de innovación en el salón de clase. Una estrategia para promover la creatividad en la educación en Ingeniería Química. Educación Química, 27, 249-256

Owens, T. L. (2017). Higher education in the sustainable development goals framework. Eur JEduc., 52, 414-420. DOI: 10.1111/ejed.12237

Sandia, B., Hernández, D., Páez, G., Arnal, G., Moreno, Y. y Mujica, A. (2018). Simulando el ambiente de innovación en el salón de clase. Aprendizaje basado en productos. Revista VISUS, 2(1), 10-20.

Sandia, B., Gutiérrez, D., Hernández, D., Alvarado, J., Parada, J., Vergara, M., y Páez, G. (2011). RAIS: una estrategia para el manejo integral de conocimiento. Experiencias en ingeniería. Revista Ciencia e Ingeniería. Edición Especial: "Enseñanza de la Ingeniería", 115-122.

UNESCO. (2017). Education for Sustainable Development Goals Learning Objectives. The Global Education 2030 Agenda. UNESDOC. Recuperado de http://unesdoc.unesco.org/images/0024/002474/247444e.pdf

Valderrama, Alvaro J., y Valderrama, José O. (2014). Trabajo Semestral Guiado: un Buen Complemento al Estudio y Aprendizaje en Cursos de Ciencia y de Ingeniería. Formación Universitaria, 7(3), 3-10.

Vega, M.; Vidal, D., y García, M. (2013). Avances acerca de los efectos del aprendizaje cooperativo sobre el logro académico y las habilidades sociales en relación con el estilo cognitivo. Revista Colombiana de Educación, 64, 155-174.

Vergara, M. J., Santana, N. J., Flores, R. F. P., García, C. L. G., y Salgado, J. P. M. (2015). Análisis FODA para determinar estrategias de mejoras en el rendimiento académico en la formación básica científica de la Carrera de Ingeniería Automotriz de la UPS. Revista científica Axioma, 1(14), 74-86.

Waas, T., Hugé, J., Ceulemans, K., Lambrechts, W., Vandenabeele, J., Lozano, R., & Wright, T. (2012) Sustainable Higher Education. Understanding and Moving Forward. Bruselas: Flemish Government-Environment, Nature and Energy Department.