Educación en ingeniería: laboratorio y experiencia de campo

Experiencia de laboratorio y de campo relacionada con la educación en ingeniería

Fue el ingeniero civil y ex profesor David Edward Goldberg quien dijo una vez sobre la futura revolución en la educación en ingeniería, «el cambio fluye orgánicamente de los propios estudiantes». Si esa afirmación es realmente cierta, entonces, ¿cómo alentamos como educadores a nuestros estudiantes de ingeniería a aprender, y por qué la experiencia de laboratorio y de campo juega un papel tan crítico para facilitar este proceso? Debemos señalar aquí que el campo a menudo se divide en cuatro categorías principales, que son:

Ingeniería Química
Ingeniería civil
Ingenieria Eléctrica
Ingeniería Mecánica

Sin embargo, existen muchas otras ramas, ejemplos de las cuales incluyen la ingeniería aeroespacial, la ingeniería informática y la ingeniería marina. Siga leyendo para obtener más información y comprender estas aplicaciones del mundo real.

Asociación Nacional de Enseñanza de las Ciencias

Según la Asociación Nacional de Enseñanza de las Ciencias (NSTA), el papel de los laboratorios es integral para la instrucción científica eficaz. Su entorno de laboratorio ideal debe incluir:

Un énfasis en la seguridad
Comunicar el propósito a sus estudiantes
Abrazar la reflexión de los estudiantes
Centrarse en transmitir contenido relevante
Debates perspicaces de los estudiantes
Promoción del estudiante de ingeniería autorregulado
Relacionado con las habilidades de resolución de problemas
Comportamientos responsables con el medio ambiente

STEM y STEAM

Los términos STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) y STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, artes y matemáticas) son comunes en el sistema educativo actual. Además, la Sociedad Estadounidense para la Educación en Ingeniería (ASEE) se promociona a sí misma como «la principal defensora del avance de los intereses generales de la educación en ingeniería». El maestro principiante puede consultar su sitio web oficial para obtener más información sobre STEM y STEAM. La ASEE publica el Journal of Engineering Education (JEE) trimestralmente y es una publicación revisada por pares. La Universidad de Nevada, Reno incluso ha logrado combinar la experiencia de laboratorio y campo STEM y STEAM junto con su exclusivo Laboratorio de Educación en Ingeniería Móvil (ME2L), que visita las aulas locales.

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Diseño al revés en el laboratorio o en el campo

Un método cada vez más popular que el profesor de ingeniería principiante puede incorporar tanto en el laboratorio como en el campo es el diseño hacia atrás . La idea general del diseño hacia atrás, también conocido como mapeo hacia atrás o planificación hacia atrás , es que los estudiantes y maestros establezcan metas primero, luego lleguen a estrategias de evaluación, seguidas de métodos de instrucción.

Fase uno

Fase uno del diseño hacia atrás: determinar las metas de aprendizaje y los objetivos de aprendizaje
- Para empezar, desea ver qué conocimientos valiosos pueden obtener sus estudiantes de un proyecto de ingeniería. Esto podría incluir la apreciación de la importancia de la perseverancia, aprender a pensar cognitiva y metacognitivamente en un problema, aprender a hacer una lluvia de ideas, llevarse bien como miembro del equipo y comprender el proceso de diseñar algo nuevo a partir de partes aleatorias.

Fase dos

Fase dos del diseño hacia atrás: describa una estrategia para la evaluación
- Ahora que se completó la Fase Uno, usted y sus estudiantes desearán decidir cómo evaluar esas metas de aprendizaje y los objetivos de aprendizaje desde la primera fase. El propósito principal de la ingeniería es encontrar soluciones a los dilemas de la vida real, y los instructores de ingeniería generalmente se basan en rúbricas de ingeniería para evaluar y valorar las creaciones de sus estudiantes. Un ejemplo de una fuente útil es el sitio web TeachersPayTeachers, donde puede encontrar rúbricas de ingeniería gratuitas como una rúbrica de » Proceso de diseño de ingeniería », una rúbrica de » Autoevaluación de STEM » y una rúbrica de » Convertirse en ingenieros de puentes » rúbrica.

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Fase tres

Fase tres del diseño hacia atrás: elegir las metodologías y los recursos de enseñanza
- Después de completar la Fase Dos, querrá optar por los recursos y las metodologías de enseñanza que mejor implementen sus objetivos y estrategias de las dos fases anteriores. Idealmente, le gustaría utilizar andamios , que consiste en encontrar una combinación de libros, lecciones en línea, conferencias en video de ingenieros profesionales y cualquier otra técnica de instrucción relevante junto con los materiales. El concepto relacionado de pensamiento de diseño involucra las estrategias y procesos que permiten a los ingenieros crear nuevos inventos.

Ingeniería Ambiental

En 2020 y más allá, una de las principales preocupaciones de la ingeniería será cómo encontrar soluciones para que los seres humanos interactúen con su entorno de manera eficiente y responsable. Por ejemplo, los científicos están estudiando la biorremediación , que es cuando los microorganismos se utilizan inteligentemente para limpiar la contaminación. Por ejemplo, Mary es profesora de biología en California y lleva a sus estudiantes de último año de secundaria a una excursión al Instituto Scripps de Oceanografía en San Diego, donde aprenden más sobre el proceso de biorremediación. También hace que sus estudiantes se reúnan en línea con SKYPE a Scientist , que es una forma única y gratuita para que los estudiantes se conecten con expertos en varios campos de la ingeniería.

Laboratorio virtual y trabajo de campo virtual

Finalmente, desde la pandemia de COVID-19 de 2020 y probablemente en los próximos años, los estudiantes de ingeniería se han volcado y estarán recurriendo al naciente concepto de laboratorios virtuales y trabajo de campo virtual. Algunos ejemplos de estos sitios web informativos incluyen:

Lab4U de Chile
Labster de Dinamarca
Laboratorios virtuales de la India

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Resumen de la lección

Las cuatro categorías principales de ingeniería son química, civil, eléctrica y mecánica, aunque existen muchas otras subcategorías. La Asociación Nacional de Enseñanza de Ciencias (NSTA) enfatiza la seguridad, la comunicación, la reflexión, la transmisión de contenido relevante, las discusiones reflexivas de los estudiantes, la autorregulación, las habilidades para resolver problemas y los comportamientos ambientales responsables. Tanto STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) como STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, artes y matemáticas) estarán a la vanguardia de la educación en los próximos años. Una forma importante de enseñar ingeniería es a través del método de diseño hacia atrás , que también se puede llamar mapeo hacia atrás o planificación hacia atrás . La Fase Uno del diseño hacia atrás es determinar las metas y objetivos de aprendizaje de los estudiantes. La segunda fase consiste en seleccionar una técnica de evaluación. La tercera fase consiste en reunir todos los recursos necesarios. Otra categoría importante de ingeniería en el futuro cercano serán las preocupaciones ambientales. El término biorremediación se refiere a la utilización de microorganismos para eliminar desechos tóxicos. El sitio web SKYPE a Scientist es un recurso en línea gratuito para que los estudiantes interactúen con profesionales en varios campos de la ingeniería. Por último, tres fuentes para los estudiantes son los sitios web en línea Lab4U, Labster y Virtual Labs.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador