N01-S09-07 30

INTEGRANDO ACTIVIDADES DE PENSAMIENTO DE DISEÑO Y STEM EN ESTUDIANTES DE PREGRADO PARA FOMENTAR EL APRENDIZAJE ACTIVO EN INGENIERÍAS

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Maritza Tula Gutierrez MoralesUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA
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Francisco Angel Garcia CalisayaUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

Enfoque

 En la educación remota debido a la emergencia sanitaria Covid-19, se utilizó la enseñanza e-learning en la Educación Superior. En esta oportunidad nos referimos a la experiencia aplicada en la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, en los programas académicos de Ingeniería Civil y de Física, durante los años académicos del 2021 al 2022.

Durante estos años, se observaron diferentes estados socioeconómicos en los estudiantes de familias de comunidades rurales, donde no contaban con buena señal de internet y dispositivos electrónicos adecuados. También, la falta de formación docente en uso de tecnologías, dispositivos y herramientas web.

Al retornar a la presencialidad en los claustros universitarios se observó el impacto en nuestros estudiantes, con relación a la interacción social entre ellos mismos y en el entorno académico.

Por lo que aplicamos un enfoque STEM con Design Thinking, donde el acrónimo STEM redunda en los procesos de resolución de proyectos, el pensamiento crítico y la capacidad de innovación y la estrategia Design Thinking es un proceso no lineal e iterativo, donde los estudiantes forman equipos y empatizan sobre un problema, cuestionan supuestos, plantean y redefinen situaciones problemáticas reales, diseñan soluciones innovadoras. diferente de enseñanza y aprendizaje como respuesta a las carencias observadas.

OBJETIVO

Enfocar la tendencia educativa STEM para fomentar la curiosidad, la resolución de proyectos y el pensamiento crítico, a través del Design Thinking en las asignaturas de matemáticas y física, en situaciones problemáticas reales.

METODOLOGIA

La estrategia Design Thinking utilizada para enfrentar situaciones problemáticas reales, donde los conceptos teóricos aprendidos en clase fueron aplicadas para diseñar con el pensamiento, dar posibles soluciones a algunos proyectos propuestos por los estudiantes. Como menciona Latorre-Cosculluela, et al. (2020), el practicar el pensamiento de diseño en la etapa de formación universitaria tiene la potencialidad de desarrollar la capacidad para avanzar por sendas de conocimientos poco definidas y actuar en consecuencia a contextos reales para lograr las transformaciones deseadas.

El pensamiento de diseño utiliza un proceso iterativo, basado en cinco fases: empatizar, definir, idear, prototipar y evaluar. Estas se centran en obtener resultados que serán orientados a dos tipos de usuarios (stakeholders), los que reciben la información bajo estos conceptos y los que dan solución a estos desafíos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La integración de STEM y Design Thinking en la enseñanza y aprendizaje en los estudiantes de Ingeniería puede ayudar a desarrollar habilidades de pensamiento crítico, resolución de problemas y creatividad. Adicionalmente fortalecen sus habilidades en situaciones del mundo real, preparándolos profesionalmente de manera competente, para enfrentarse en un entorno laboral competitivo.

Los estudiantes enfocaron temas de importancia de la historia arqueológica del Perú, tanto en la Costa, Sierra y Selva; desarrolladas en los periodos preinca e inca. Se hizo el desafío de mostrar la importancia de los contenidos teóricos aprendidos en el aula de los cursos Calculo Avanzado y de Física, y fueron direccionados al estudio de las estructuras arqueológicas elegidas por los grupos. Logrando en los estudiantes motivación y la aplicación de esta estrategia con resultados innovadores.

Preguntas y comentarios al autor/es

Hay 30 comentarios en esta ponencia

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      Mariana González

      Comentó el 24/11/2023 a las 16:45:13

      Buenos días Maritza y Francisco, muy interesante la presentación, gracias por compartir esta experiencia.
      Quería consultarles sobre las asignaturas que mencionan, a qué años de las carreras de ingeniería corresponden.
      También consultarles al momento de hacer la autoevaluación, si los estudiantes cuentan, además de esos aspectos a evaluar y que entiendo se les plantean preguntas disparadoras de tipo abierto, con criterios de evaluación y alguna escala de valoración para definir los resultados de la experiencia.
      Felicitaciones por la iniciativa, me quedo con un montón de ideas para incorporar en el aula.
      Un cordial saludo
      Mariana

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 24/11/2023 a las 23:18:41

        Gracias Mariana por el comentario y la pregunta.
        Respondiendo, en el caso del curso de Física corresponde al primer año del programa de Ingeniería ambiental. cuando se realiza la autoevaluación y heteroevaluación se utilizo como instrumento de evaluación rúbricas. Los criterios que se consideraron fueron: comprende y aplica las etapa del Design Thinking, realiza investigación sobre el tema y utiliza fuentes de información confiables y relevantes, propone cantidad de ideas y las evalúa - selecciona, crea prototipos eficaces y recopila - analiza los datos, presentación y comunicación del trabajo.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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      Ivan Iglesias Sanchez

      Comentó el 23/11/2023 a las 17:58:07

      Buenos días,
      Felicidades por el trabajo y la presentación!
      ¿A considerado otra metodología alternativa o hibrida analizar esta problemática?
      Gracias de antemano,
      Ivan

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 24/11/2023 a las 02:08:20

        Gracias Ivan por tu comentario y la pregunta.
        En relación a la metodología alternativa, en el curso de Física de una de los programas de estudio propusimos trabajar con el enfoque ESTEM y el método basado en proyectos, pero observamos cierta deficiencia en los estudiantes es que después de formulado el proyecto, luego desarrollan en grupo la situación problemática utilizando mucho el copia y pega de la información recabada de internet sobre el tema; son pocos los grupos leen y analizan la información.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 24/11/2023 a las 02:16:13

        Estimado Ivan. Muchas gracias por tus comentarios.
        Con respecto a la enseñanza híbrida, no nos fue bien, debido a que al retornar a la enseñanza semipresencial, a inicios del año 2022. Solo algunas Escuelas Profesionales tenían la infraestructura tecnológica adecuada para la enseñanza híbrida. Como consecuencia de ello, muchos docentes no tuvieron la oportunidad de capacitarse en el uso de estas herramientas tecnológicas por falta de implementación adecuada en los salones de clases.
        Atte. Maritza y Francisco
        Aunque se contaba con la plataforma Moodle, al ser utilizada por todo el sistema universitario se colgaba. Dando lugar a que las video conferencias se congelaran o que la señal de internet no llegara a los hogares de los estudiantes. Funcionaron solo para algunos cursos específicos.

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      Héctor Sánchez San Blas

      Comentó el 23/11/2023 a las 10:02:40

      Buenas,

      una propuesta interesante e enriquecedora. Después de escuchar la ponencia y leyendo los comentarios, me surge la siguiente pregunta al respecto. ¿Se identificaron cambios en la percepción de los estudiantes hacia la enseñanza remota después de volver a la presencialidad? Creo que el cambio en el método de enseñanza es importante y afecta a los propios estudiantes.

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 23/11/2023 a las 14:49:47

        Estimado Hector, gracias por tu comentario. Paso a responderte.
        En Perú, en el año 2022, retornamos a la semipresencialidad. En este periodo, era notorio las secuelas del contagio del COVID 19. Los profesores y estudiantes usabamos las mascarillas como proteccion. La socializacion entre estudiantes era casi nula y las practicas grupales no cumplian con las competencias planteadas, entre ellas una era de integracion estudialtil.En este punto la enseñanza blended learning era utilizada, ya que había periodos donde se enfermaba un docente o una clase completa y se volvía a la virtualidad. Los estudiantes solo volvían a los salones de clase a rendir examenes. En esta etapa la habilidades socio emocionales estaban de una forma restringida por reglamentos de distanciamiento social reglamentado por la misma institucion.

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          Maritza Tula Gutierrez Morales

          Comentó el 23/11/2023 a las 14:57:37

          Con respecto al cambio del método de enseñanza, se obsevó una situacion casi divertida. Me explico. Al regresar al los salones de clase, los estudiantes en general no tomaban apuntes. Su actitud de aprendizaje era pasiva. El motivo era que en la virtualidad los docentes no podíamos asegurar que la asistencia de nuestros estudiantes era real. Pero obligadamente se tenía que subir los objetos de aprendizaje a la plataforma Moodle. Como consecuencia de este proceso, esperaban que se volviera a tener la misma estrategia para su desempeño estudiantil.
          Atte. Maritza y Francisco

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 23/11/2023 a las 15:03:40

        A la parte del cambio del Método de la enseñanza, fue ya una consecuencia de lo mencionado lineas arriba. Lograr que se integren nuevamente como un grupo estudiantil con las competencias académicas y habilidades socio emodionales. El enfoque STEM mejora la parte cognitiva y fortalece tambien las habilidades blandas. En esta transicion de la virtualidad a lo presencial hemos combinado Design Thinking con STEM, con buenos resultados.
        Atte.
        Maritza

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 23/11/2023 a las 15:21:57

        Gracias Héctor por tus comentarios y la pregunta.
        Si se notaron cambios en la percepción de los estudiantes del curso de Física en cuanto a la enseñanza virtual, se acostumbraron a que todo debe estar en la Plataforma Moodle de la universidad, la participación en la clase por meet era casi nula ya que la mayoría solo ingresaba mas no daban respuesta a las preguntas que se hacia, los laboratorios eran virtuales usando simulaciones y plataformas libres. Al retorno a la presencialidad se notaba el ausentismo en el salón de clase, la participación ere poca y querían que se siga evaluando de manera remota, también se noto la poca interacción social entre los estudiantes y con el profesor. Por tal motivo nos impulso ha realizar un cambio en la metodología de enseñanza.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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      Susana Quirós-Alpera

      Comentó el 22/11/2023 a las 17:17:08

      Estimados Maritza Tula y Francisco Ángel:
      El trabajo que han realizado, combinando la Arqueología con la Matemática y la Física, resulta de un enorme interés. ¡Enhorabuena!
      Las ventajas de la metodología empleada son claras y evidentes, por los resultados que han mostrado en su experiencia, pero agradecería que nos compartiesen cuáles serían las limitaciones de Design Thinking en ambas iniciativas arqueológicas.
      Saludos cordiales,
      Susana

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 23/11/2023 a las 01:24:36

        Con respecto a tu pregunta, la implementación de DT fue para fortalecer el pensamiento crítico, de nuestros estudiantes, fomentar la curiosidad, aprender a plantear y resolver proyectos reales, empatizando con nuestra propia historia arqueológica aplicando conceptos de las materias. También observamos que la principal limitación en todos los grupos que participaron en esta experiencia fue el tiempo. Otro limitante fue el uso del software libre, pues no tenía la capacidad para resolver un gran número de ecuaciones. Como se observa en la presentación de la pirámide de Chitzen Itzá solo analizan sobre 9 escalones de los 91 que tiene.
        Atte. Maritza y Francisco

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 24/11/2023 a las 14:25:55

        Esrimada Susana.
        Agregando al comentario anterior, hay una observacion con respecto a los trabajos terminos de nuestros estudiantes. Observamos sesgos en su concluiones. Esto se debe a la percepcion del grupo que prevalece sobre la percepcion individual.
        Gracias.

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 24/11/2023 a las 15:45:38

        Gracias Susana por tu comentario y la pregunta.
        Una de las limitaciones en las iniciativas arqueológicas es que se pueden presentar sesgos internos en los grupos de trabajo debido a la información obtenida a través de internet, así mismo puede ocasionar una desorganización ya que DT no presenta una estructura clara.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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      Antonio Luis Terrones Rodríguez

      Comentó el 22/11/2023 a las 16:55:57

      Buenas tardes, enhorabuena por la ponencia. ¿El pensamiento de diseño planteado para la ingeniería lo enfocas desde una perspectiva, por así decirlo, ensimismada y dogmática, o estableces diálogos con otras coordenadas sapiencias, por ejemplo de las humanidades? Estoy pensando en la filosofía y su complementariedad.

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 22/11/2023 a las 22:19:53

        Muchas gracias Antonio.
        En relación a tu pregunta, podemos decir que el pensamiento de diseño (DT) planteado para los programas de Ingeniería, no solo consideramos la metodología que ofrece una forma diferente de pensar para los desafíos en situaciones problemáticas, también consideramos su filosofía que se centra en las personas y su entorno. Debido a que en este trabajo realizado es en mejorar estas falencias que encontramos en los estudiantes durante su aprendizaje.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 23/11/2023 a las 03:28:57

        Antonio, algo que no entendí en tu comentario fue " coordenadas sapiencias", me podrías explica a que te refieres? Son acaso las coordenadas epistemologícas?
        Gracias de antemano.
        Maritza

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          Maritza Tula Gutierrez Morales

          Comentó el 24/11/2023 a las 14:50:52

          Paso a responderte.
          Debido a los lineamientos de nuestra investigación, ésta respondió dentro de un contexto que incluye lo cognitivo y la aplicabilidad de situaciones problemáticas reales. Logrando una convergencia entre las exigencias curriculares y de fortalecimiento del pensamiento crítico.
          Gracias

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      Joaquín Garrido Zafra

      Comentó el 22/11/2023 a las 14:07:48

      Excelente trabajo Maritza y Francisco. Estoy totalmente de acuerdo con el diagnóstico que realizais en la introducción. En mi caso particular, en España, tuve la ocasión de impartir docencia universitaria en el ámbito de la ingeniería electrónica, tanto durante el confinamiento con clases semipresenciales como después de él con clases presenciales, y las consecuencias que tuvo en el estudiantado aún perduran y tienen la naturaleza que señaláis. Mi pregunta está relacionada con la tasa de éxito de los estudiantes y con el acompañamiento necesario de los docentes, es decir, ¿En qué grado los docentes tuvieron que acompañar a los estudiantes para que estos lograrán completar todas las fases de la propuesta? ¿Fueron estudiantes autónomos o más bien dependientes de los docentes? Muchas gracias.

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        Francisco Angel Garcia Calisaya

        Comentó el 22/11/2023 a las 17:09:49

        Muchas gracias por lo comentarios Joaquín.
        Respondiendo tus preguntas, en el grado de acompañamiento a los estudiantes fueron en todas las fases, pero en las dos primeras fases de Design Thinking necesitaron mayor apoyo y orientación ya que se noto en ellos que estaban acostumbrados a una estructura de procedimientos como es el caso ABP (proyectos). Luego a partir de la tercera fase se desenvolvieron y logrando una autonomía de manera grupal, en el desarrollo de la situación problemática planteada por ellos mismos.
        Atentamente,
        Francisco y Maritza

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          Joaquín Garrido Zafra

          Comentó el 24/11/2023 a las 14:45:13

          Genial, Francisco. Muchas gracias por la respuesta tan clarificadora.
          Un saludo.

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 23/11/2023 a las 15:32:48

        Estimado Joaquin, adicionando al comentario hecho debemos agregar los siguiente:
        En un grupo de estudio que se aplicó la misma experiencia del enfoque STEM y DT, no se logró el resultado esperado, debido a que el grupo de tenía muchas dificultades de interacción social. Como DT es un método de cinco fases iterativas: empatizar, definir, idear, prototipar y evaluar, siendo las cuatro primeras fases de tipo divergente para volverse luego convergentes, los estudiantes no lograban la interacción efectiva necesaria. Al analizar el grupo de control se observó que había diferencias notorias de edades, adicionalmente algunos de estos estudiantes mayores no se animaban a utilizar las herramientas disponibles en la web. Por otro lado, algunos estudiantes provenían de regiones donde no se tuvieron las facilidades de la conectividad y ya venían al sistema universitario con una brecha digital fuerte. Como consecuencia de ello, tuvimos que cambiar de estrategia de aprendizaje: “El aprendizaje basado en proyectos con STEM”.
        Atte.
        Maritza y Francisco

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      Isabel María Moreno García

      Comentó el 22/11/2023 a las 14:00:55

      Estupenda iniciativa. Mi pregunta es sobre el uso del software para el desarrollo de los desafíos, ¿los estudiantes ya saben utilizar el software? ¿o es también parte del aprendizaje?

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 22/11/2023 a las 15:36:20

        Estimada Isabel, gracias por tu pregunta.
        Generalmente los estudiantes de ingeniería tienen conocimientos previos de usos de softwares, sin embargo, en la parte de idear de la metodología Design Thinking, ellos proponen alternativas de softwares, eligiendo el que es más amigable para ellos. Sin embargo, hay procesos nuevos de aprendizaje como el uso de los cuadernos de Google Colab, que se integran muy bien con las librerías de Python y también en caso de la materia de matemáticas con GeoGebra.
        Atentamente Maritza y Francisco

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          Maritza Tula Gutierrez Morales

          Comentó el 23/11/2023 a las 03:14:49

          Respondiendo a la pregunta si es parte del aprendizaje. Te comentamos que el uso de Google Colab era algo nuevo para mucho de nuestros estudiantes. Y se tuvo que adicionar un tiempo específicamanente para capacitarlos en la aplicacion. Ya que debían tambien aprender lo básico de Latex.
          Muchas gracias por tus aporte y preguntas.

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          Francisco Angel Garcia Calisaya

          Comentó el 23/11/2023 a las 04:05:35

          Gracias Isabel por tu pregunta.
          En el caso de la asignatura de Física, si hay estudiantes que tienen conocimiento de algunos software pero también hay otros que no conocen y es parte del aprendizaje en el grupo de trabajo. Por ejemplo conocen y usan la mayoría el software Python, MatLab, pero esa decisión la toman ellos como grupo.
          Atentamente,
          Francisco y Maritza

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      André Filipe Sales Mendes

      Comentó el 22/11/2023 a las 09:44:57

      Interesante trabajo. Me gustaría preguntar: ¿Cuáles fueron los principales impactos observados en los estudiantes al regresar a la presencialidad, especialmente en términos de interacción social y rendimiento académico?

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 22/11/2023 a las 15:06:24

        Estimado Andrés, gracias por tu comentario. Pasamos a responder tu inquietud.
        En el cambio del sistema educativo virtual al presencial observamos que los estudiantes no tenían la capacidad de resolver preguntas de uso de pensamiento crítico, tales como: ¿Por qué crees que no puedes usar otra estrategia? ¡Y las respuestas fueron impactantes! Aquí les comparto algunas: porque el revolvedor muestra que no me he equivocado, o ¿Puedes mostrar cómo llegaste a la respuesta? No, porque los pasos son fáciles.
        Claro que era evidente que no estaban utilizando sus habilidades cognitivas en sus procesos de aprendizaje. Con respecto al rendimiento académico, se reflejaba en la falta de empatía con las materias, falta de motivación personal y el nivel de aprendizaje estaba sumamente ligado a dispositivos móviles. Muchas gracias.

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          Maritza Tula Gutierrez Morales

          Comentó el 23/11/2023 a las 03:24:45

          Con respecto a las notas de evaluacion finales, antes de la emergencia sanitaria, se observaba una media casi uniforme en él área de ingenierías. En el periodo de confinamiento tambien observamos que esta media se elevó notoriamente , lo que no concordaba con los registros académicos de años anteriores. Al retornar a la presencialidad, los resultados de las evaluaciones presenciales mostraron las falencias y desventajas de no tener implementado un plan para evitar el plagio en las plataformas habilitadas.

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        Maritza Tula Gutierrez Morales

        Comentó el 24/11/2023 a las 14:33:06

        André.- Agregando a lo anterio debo comentarte tambíen que fue notorio, al regresar a la presencialidad fue la reticencia de usar nuevamente la tecnologia en el salon de clases. como por ejemplo compartir en tiempo real la resolucion de un ejercicio presentandolo en una pizarra digital (Jamboard) y compartirlo en el aula. A pesar de tener Internet disponible proporcionada por la Escuela Profesional. Muchas gracias.


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