Resumen
La presente investigación tuvo como objetivo sistematizar
los fundamentos teóricos y metodológicos que sustentan el proceso curricular de
la asignatura optativa cuatro: Autodesk Robot
del plan de estudio E de la carrera ingeniería civil en la Universidad de
Holguín, desde un enfoque procedimental que ayude a mejorar el proceso de
enseñanza y aprendizaje en dicha carrera. Esta
situación condujo a la revisión de la asignatura
y su perfeccionamiento una vez determinadas las deficiencias que presentaba de
forma tal que permita la apropiación integrada de
los contenidos y el desarrollo de habilidades
en el empleo de los softwares de la especialidad
como premisa fundamental,
pues prepara a los futuros ingenieros para un adecuado desempeño profesional.
Palabras Clave:
diseño curricular, enfoque procedimental, perfeccionamiento, ingeniería civil.
Abstract
The objective of this research was to systematize the theoretical and methodological foundations that support the curricular process of the optional subject number four: Autodesk Robot of the study plan E of the civil engineering career at the University of Holguín, from a procedural approach that helps improve the teaching and learning process in this career. This situation led to the revision of the subject and its improvement once the deficiencies that it presented were determined in such a way that it allows the integrated appropriation of the contents and the development of skills in the use of specialty software as a fundamental premise, since it prepares future engineers for an adequate professional performance.
Keywords: curricular design, procedural approach, improvement, civil engineering.
Introducción
La
creciente penetración social de Internet, de las comunicaciones móviles y de la
televisión digital, hace prever que se está ante una oleada de importantes
cambios tecnológicos que acabó influyendo en el entorno educativo. El
trabajo de los docentes
para la integración de las tecnologías informáticas en
la dirección de los procesos formativos de las especialidades
técnicas, se convierte en un reto para lograr una verdadera comunión entre el
desarrollo científico-técnico, las necesidades sociales y sus exigencias a la
formación de los futuros profesionales de las ciencias
técnicas.
Las tecnologías informáticas forman parte de las
denominadas tecnologías emergentes con las que se consigue utilizar medios
informáticos almacenando, procesando y difundiendo toda la información que el
estudiante necesita para su proceso de formación. En el terreno educativo, las
Tecnologías informáticas se han ido introduciendo de manera paulatina, a pesar
de las resistencias que tradicionalmente
han venido sucediendo.
La carrera de Ingeniería civil no se ha quedado atrás
en este proceso y se han ido creando los cursos y perfeccionando muchos de los
ya existentes, buscando la formación de un
profesional de perfil amplio, capaz de crear y transformar la naturaleza, lo
que se traduce en diseñar, fabricar y mantener el ambiente construido, sin
dejar a un lado el impacto de las obras civiles en la sociedad y el medio
ambiente. La
asignatura optativa cuatro: Autodesk
Robot, forma parte del plan de estudio E de ingeniería civil, es
de gran importancia para los futuros ingenieros civiles, porque en su
formulación se jerarquizan los factores fundamentales que permitirán a los
estudiantes adquirir habilidades en la modelación mecánica de las estructuras y
en particular de la estática. A su vez en lo
referente a la determinación del equilibrio de los
cuerpos sometidos a diferentes sistemas de fuerzas lo que permite la
estabilidad de las edificaciones, transmisión de cargas y obtención de las
características geométricas de secciones, ofrece un flujo de trabajo dinámico,
realizar simulaciones y análisis de una gran variedad de estructuras
construidas, empleando menos cantidades de tiempo para la obtención de
resultados, procesar la información de análisis estructural con la metodología
de elementos finitos, la cual es una de las metodologías más utilizadas en el
mundo para el estudio del comportamiento estructural y tiene integrado dentro
de su plataforma normas de diseño internacionales con las cuales puede trabajar
cualquier profesional en las diferentes partes del mundo.
Es por ello que el objetivo de la presente
investigación es sistematizar los fundamentos teóricos y metodológicos que
sustentan el proceso curricular de la asignatura optativa
cuatro: Autodesk Robot del plan de estudio E de
la carrera ingeniería civil en la Universidad de Holguín, desde un enfoque
procedimental que ayude a mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje en
dicha carrera.
Desarrollo
La implementación de la Agenda 2030 en el objetivo de
desarrollo sostenible 4 que plantea: garantizar una educación inclusiva y
equitativa de calidad y promover oportunidades de aprendizaje permanente para
todos; y su respectiva meta 4.4: aumentar considerablemente el número de
jóvenes y adultos que tienen las competencias necesarias, en particular
técnicas y profesionales, para acceder al empleo, el trabajo decente y el
emprendimiento, con las habilidades necesarias para garantizar su correcto
desempeño profesional. Todo esto se puede lograr elevando la calidad del proceso
docente educativo, el perfeccionamiento de los programas las asignaturas, así
como dotar a los futuros ingenieros de los conocimientos necesarios en todos
los campos del conocimiento. El empleo de los softwares de la especialidad es
una premisa fundamental pues prepara a los futuros ingenieros para un adecuado
desempeño profesional.
El Autodesk Robot Structural Analysis Professional
2016 (en adelante llamado
ARSAP, o simplemente ROBOT) es un programa gráfico
integrado que se usa para modelación, análisis y diseño de
varios tipos de estructuras construidas. Este programa
permite a los usuarios crear estructuras,
efectuar cálculos estáticos y dinámicos para luego verificar
los resultados. Además, es posible efectuar el dimensionamiento
de los elementos en base
a diferentes normativas y crear la documentación correspondiente.
Permite realizar cálculos en un entorno amigable,
ideal para profesionales y estudiantes del área de ingeniería estructural, como
campo de acción del ingeniero civil. En ese sentido el programa, brinda
eficaces herramientas para realizar diferentes tipos de análisis como ser:
estático, análisis de primer y segundo orden, líneas de influencia, análisis
dinámico, modal, espectral, Time History y Push Over.
El software de diseño estructural de
Autodesk, Robot Structural Analysis Professional, es un software de análisis de
elementos finitosdecuado para ingenieros que requieren una
solución de análisis estructural a cualquier diseño para una edificación que
les permita modelar, analizar, diseñar y revisar una variedad de materiales
como estructuras de acero y estructuras o
elementos de hormigón armado, entre otras. Las
características más sobresalientes del programa son:
Autodesk
Robot se estructura en varios módulos,
cada uno es responsable para
una etapa específica del diseño de estructura (creación del
modelo de la estructura, cálculos de la estructura,
dimensionamiento etc.)
como se muestra en la figura 1.
Figura 1.
Forma en que se presenta
Autodesk Robot
Fuente: GUERRERO, M. L.
A. (2021). Perfeccionamiento
del expediente virtual de la asignatura optativa cuatro Autodesk Robot.
Trabajo de diploma en opción al título de Ingeniero Civil. Departamento de
construcciones. Universidad de Holguín.
Los módulos funcionan en el mismo entorno. Esto tiene
una relación directa con las necesidades que continuamente plantea el avance
tecnológico a la actualización de los programas docentes para el desarrollo de
las competencias profesionales que el desempeño de su actividad le impone.
Opciones que presenta
Autodesk Robot:
ü
Cálculo de conexiones de acero
ü
Cálculo estructuras de madera
ü
Generación automática de diagramas de
cortante y momento flector
ü
Efectos de torsión en secciones
ü
Análisis rápido de punzonado
ü
Interfaz gráfica fácil de entender
ü
Interoperabilidad y flujo de trabajo
dinámico
Además, Autodesk Robot Structural es una herramienta
del Building Information Modeling (BIM) imprescindible tanto para el diseño
arquitectónico como para la construcción, ya que se integra perfectamente con
software BIM como Autodesk Revit o Navisworks, o software de diseño como
Autodesk AutoCAD, AutoCAD Structural Detailing entre muchos otros, con las
grandes ventajas que este implica para el propio flujo de trabajo, clientes y
compañeros de trabajo.
ü
Funciones de cálculo automático
estructural del robot de Autodesk: calcula automáticamente la carga muerta de
la estructura y las reacciones en los soportes, utilizando solo las secciones y
dimensiones de cada componente de la estructura como referencia, sin necesidad
de calcular manualmente el peso de la estructura, como
se muestra en la figura 2
ü
Fácil de aprender: la interfaz gráfica
mostrará rápidamente los resultados del análisis de tensiones de forma clara y
precisa. Y a partir de ahí se pueden obtener resultados al proponer los mejores
apartados por motivos de seguridad y economía.
Figura 2.
Cálculo de las cargas
muertas y reacciones en los soportes haciendo uso de las secciones.
Fuente: GUERRERO, M. L.
A. (2021). Perfeccionamiento
del expediente virtual de la asignatura optativa cuatro Autodesk Robot.
Trabajo de diploma en opción al título de Ingeniero Civil. Departamento de
construcciones. Universidad de Holguín.
A
diferencia de otras herramientas, especializadas en una zona geográfica
específica, o idioma concreto, Autodesk Robot es el software internacional por
excelencia. Incluye múltiples códigos, normas, e incluso formas y materiales de
todo el mundo y permite a los expertos trabajar con formas específicas de cada
país, en las unidades e incluso códigos de construcción propios de cada
nación. Además, contiene más de 60 bases de datos de materiales y secciones, y
70 códigos de diseño integradas para múltiples países, tiene 40 códigos internacionales
del acero, y 30 códigos de hormigón armado. Es multilingüe, pudiendo presentar
proyectos hasta en 14 idiomas diferentes: inglés,
español, chino, francés, portugués, japonés, ruso, griego, letón, lituano,
estonio, rumano, tailandés y polaco.
ara
la formación del estudiante de la carrera de ingeniería civil en los objetivos
que persigue la asignatura optativa cuatro:
Autodesk Robot,
están relacionados con el diseño curricular y dentro de este, de los programas
docentes como vía de concreción del proceso curricular. El término currículo es
utilizado en diversos contextos, las mayorías de las veces suele referirse a
los planes de estudios, programas y en otras ocasiones se le relaciona con las
implementaciones didácticas; sin embargo, existe un debate para contextualizar
el concepto y adecuarlo a diferentes contextos. Los
planes de estudio son específicos para cada carrera y están concebidos sobre la
base de agrupar los conocimientos por disciplinas, las cuales a su vez están
integradas por las distintas asignaturas (Dorta
Cruz, 2015).
El currículo es una guía para el desarrollo del
proceso docente educativo, es el plan de estudio que rige a una institución
educativa. Un plan que define objetivos y la manera de alcanzarlo, pero para
poder tener ese plan de estudio, este currículo, es indispensable elaborarlo y
es ahí donde entra el concepto de diseño curricular, que puede entenderse como
una dimensión del currículo que revela la metodología, las acciones y el
resultado del diagnóstico, modelación, estructuración, y organización de los proyectos
curriculares. Estos, son una concepción educativa determinada que al ejecutarse
pretende solucionar problemas y satisfacer necesidades y en su evaluación
posibilita el perfeccionamiento del proceso de enseñanza – aprendizaje, (Del
Canto Colls, 2001).
Según Pérez (2020) personalidades
norteamericanas definen el término “como el conjunto de experiencias
planificadas, proporcionadas por la escuela para ayudar a los alumnos a
conseguir, en el mejor grado, los objetivos de aprendizaje proyectados, según sus
capacidades y que es el esfuerzo conjunto y planificado de toda la escuela,
destinado a conducir el aprendizaje de los alumnos hacia resultados de
aprendizaje predeterminados. (p.7).
El currículo tiene tres niveles fundamentales, los que
determinan el diseño curricular en diferentes contextos, realidades y
necesidades. Para Morales (2009), los procesos curriculares constituyen una
serie de pasos que indican el cómo se realiza el desarrollo
curricular. Incorpora a su vez como etapas el diseño, la ejecución y la
evaluación curricular (figura 3) como proceso continuo y sistemático que debe
realizarse de modo que se pueda tener un desarrollo y planificación
adecuada.
Figura 3.
Etapas del
proceso curricular
Mientras
el diseño curricular constituye un sistema de acciones, mecanismos y
formulaciones que para una profesión específica y en un momento y lugar
determinado permiten elaborar y materializar los objetivos de un proceso
formativo. No se debe identificar con el proceso de formación del profesional.
Este último, es aquel que, de modo consciente, planificado y organizado, se
desarrolla en instituciones educativas y entidades laborales en estrecha
vinculación, en una dinámica que integra la docencia con lo laboral,
investigativo y extensionista desde la unidad entre lo instructivo y lo
educativo por medio de la interacción socio-profesional entre los sujetos
implicados: estudiantes, docentes, tutores, trabajadores, familiares y miembros
de la comunidad. Tiene como finalidad lograr el crecimiento profesional del
trabajador en formación inicial o continua (Alonso, F.; Cruz; M. A. y Olaya, J.
J, 2020). Según Morales (2009), para la elaboración del diseño
curricular se deben seguir las siguientes etapas:
·
Investigación curricular:
Constituye
el paso previo para poder recabar toda la información necesaria. En él se
estudian las necesidades educativas y características de la población a la cual
se dirigirá el currículo. Además, se investigan los planes de desarrollo a
nivel internacional y qué se está haciendo a nivel local, revisando si hay una
coherencia entre ambos. Así mismo, se investiga sobre las prácticas decadentes,
dominantes y emergentes. La investigación puede dar como resultados
diagnósticos tanto externos como internos.
·
Fundamentación curricular:
Es
un proceso mediante el cual se pueden determinar y explicar el conjunto de
concepciones teóricas sobre aspectos importantes del currículo como son: las
concepciones sobre la educación y el proceso de enseñanza-aprendizaje; los
fines de formación del estudiante, así como el enfoque filosófico, pedagógico y
psicológico del mismo. De la misma manera, esta etapa da un marco referencial
sobre el cual se apoyan y justifican la toma y ejecución de decisiones
relativas al diseño y desarrollo curricular. Consta de tres dimensiones:
1.
Marco situacional: es el contexto socio-demográfico (espacio
físico y población) donde se ejecutará el currículo.
2.
Marco político: constituye el conjunto de leyes, acuerdos,
decretos y políticas educativas, tanto nacionales como internacionales que
apoyan el desarrollo y elaboración del currículo.
3.
Marco conceptual: en él se describen los fundamentos
sociológicos, pedagógicos, filosóficos, tecnológicos, psicológicos, etc. que
serán la base para el desarrollo del currículo.
·
Planificación y Programación curricular:
Según Flores (2006), la
planificación debe ser entendida como un proceso encaminado a la obtención de
los resultados determinados con anterioridad, partiendo de necesidades y
ajustándose a los medios disponibles. Es un proceso donde se planifican las
acciones que se deben realizar en la institución educativa con el fin de
construir e interiorizar experiencias de aprendizaje deseables en los
estudiantes. Estas se caracterizan por ser:
·
Integral: abarca todos los niveles, procesos, campos,
elementos curriculares y sujetos que en ella intervienen.
·
Participativa: en ella intervienen profesores y autoridades
educativas, así como los estudiantes y la comunidad.
·
Permanente: porque debe realizarse de manera continua,
desarrollada paralelamente a todo el proceso educativo.
·
Flexible: considera que el plan curricular no es algo rígido
ni inmutable, sino que debe posibilitar los cambios que el diagnóstico del
entorno-realidad del estudiante requieren.
·
Tiene objetivos y tareas concretas según el nivel, modalidad
y especialidad educativa.
·
Se estructura en base a diseños o fases.
·
Tiene que tener concordancia con los fines y objetivos de la
institución educativa.
a)
Ejecución del currículo
En
este proceso, se preparan las condiciones para que el currículo sea ejecutado.
Es decir, es un proceso de sensibilización y capacitación, en el que se cumple
el contenido de un currículo (Morales, 2009).
b)
Evaluación del currículo
Es
un proceso que debe hacerse de forma integral, tomando en cuenta todos los
componentes del currículo como los sujetos, los elementos y procesos. Tiene que
proveer información válida, confiable y objetiva. Permitirá decidir si el
currículo se tiene que adaptar, reestructurar o ser cancelado (Morales, 2009).
Metodología
el desarrollo del
proceso investigativo se aplicaron métodos del nivel teórico, empírico y
estadístico, que permitieron obtener la información tanto de las diferentes
fuentes bibliográficas como de la práctica, para fundamentar, justificar la
investigación. En ese sentido se realizó una estructuración metodológica del
proceso curricular, desarrollado por las ciencias pedagógicas.
En lo específico de la
didáctica de las ciencias de la construcción tiene su objeto, leyes y
categorías que derivan de la comprensión dialéctica de la relación existente
entre la didáctica general y la didáctica de las ciencias técnicas. También de
la interpretación de las especificidades formativas y profesionales del proceso
inversionista de la construcción como fenómeno social. Constituye a su vez,
resultado de la actividad investigativa, pedagógica y constructiva de los
protagonistas del proceso (Cruz Cabeza, et al, 2019). Según estos mismos
autores desde la interpretación de estas regularidades didácticas se
caracteriza a la didáctica de las ciencias de la construcción como producto
social al tener como objeto de estudio la dirección del proceso de enseñanza
aprendizaje de las ciencias de la construcción.
También se utilizaron los métodos estadístico matemático resulta de valor para precisar la
población y muestra de la guía para la validación de la propuesta de programa
de asignatura y su procesamiento y los estadísticos descriptivos para explicar
los resultados del procesamiento de la guía para la validación de la propuesta
de procedimiento para desarrollar el programa de la asignatura.
Las concepciones establecidas
en el basamento del diseño curricular en
diferentes contextos, realidades y necesidades y a la didáctica de las ciencias
de la construcción, específicamente para la ingeniería civil establecen que las
competencias que debe tener un ingeniero civil una vez graduado están
relacionadas con el análisis, diseño, ejecución, dirección y conservación de
obras civiles haciendo uso de las herramientas computacionales para el
análisis, diseño y organización de obras civiles y estructurales. A
continuación el procedimiento queda conformado de la siguiente forma, según
figura 4.
Figura 4.
Procedimiento
para el perfeccionamiento curricular de la
asignatura Optativa cuatro: Autodesk Robot.
El procedimiento se desarrolla en tres etapas que se
describen a continuación:
Etapa 1:
Análisis del diseño curricular actual de la asignatura.
Objetivo:
Analizar el diseño curricular actual de la asignatura para determinar
irregularidades y deficiencias.
Etapa 2:
Rediseño del expediente virtual de la asignatura.
Objetivo: Rediseñar
el expediente virtual de la asignatura optativa cuatro: Autodesk Robot del Plan
de estudio E, de la carrera ingeniería civil en la Universidad de Holguín.
Etapa 3:
Implantación del expediente curricular perfeccionado de la asignatura, control
y mejora continua.
Objetivo: Valorar
la pertinencia del perfeccionamiento del expediente de la asignatura optativa
cuatro: Autodesk Robot en el colectivo interdisciplinar al que pertenece.
Resultados:
Una vez implementado el
procedimiento los resultados obtenidos en cada una de las etapas del mismo fueron los siguientes:
Etapa 1:
Análisis del diseño curricular actual de la asignatura
Resultados:
- En
la revisión del programa que se encuentra propuesto se detectó que
presenta deficiencias en cuanto al sistema de conocimientos, objetivos y
habilidades
- Faltaban
algunos contenidos por tratar dentro del programa, realmente necesarios
para el dominio de la herramienta computacional, así como sevconsideró
necesario la integración de esta asignatura con el Proyecto integrador 4
- Se examinó el
expediente de la asignatura encontrándose que no cumplía con las
exigencias didácticas establecidas y la estructura mínima a tener.
Etapa 2: Rediseño
del expediente virtual de la asignatura
Resultados:
- Se realizó el
perfeccionamiento del programa de la
asignatura con las siguientes derivaciones:
Tema – 1: Generalidades sobre el Robot
Objetivo particular del tema: Argumentar sobre la base de la
profundización en los fundamentos teóricos generales, los orígenes y
particularidades del programa informático Autodesk Robot, para favorecer la
actualización del ingeniero civil en formación sobre el significado, nivel de
actualidad y alcance de estos, en el campo de la ingeniería civil y puedan
apreciar las posibilidades de aplicación en sus esferas de actuación
profesional.
Tema 2: Análisis de la segunda
dimensión (2D)
Objetivo particular del tema: Identificar
en la interfaz del software Robot
las funciones de los diferentes comandos, como base esencial para trabajar con
este programa, contribuyendo a uno de los objetivos planteados en la formación
del ingeniero, relacionado al desarrollo de sus habilidades para el diseño de
obras civiles.
Tema 3: Análisis en tercera dimensión (3D)
Objetivo particular del tema: Explicar
el proceso de análisis 3D
para la creación de un proyecto de construcción utilizando Robot,
siguiendo el procedimiento algorítmico que establece esta metodología y
utilizando los comandos del software Robot,
de modo que se pueda favorecer la preparación profesional del ingeniero civil
en formación en el uso de este programa avanzado para el diseño asistido por
computadora.
Tema 4: Diseño del proyecto
Objetivo particular del tema: Diseñar
el proyecto de una obra de construcción, considerando los
elementos arquitectónicos y estructurales y la utilización de los comandos de
la interfaz Robot que
se establecen de modo que se evidencie el desarrollo de competencias
al trabajar con esta tecnología de avanzada en las
diferentes esferas de actuación profesional del ingeniero civil.
·
Se realizó el rediseño de las clases
incorporando nuevos contenidos haciendo uso del aprendizaje basado en proyecto
elevar la motivación y de estar forma sean mayores los niveles de aprendizaje
de los estudiantes.
·
Fue actualizada la documentación a
incorporar en el Moodle, se incorporaron las conferencias, seminario, clases
prácticas, tutoriales, bibliografía y el programa instalador del Robot.
Etapa 3: Implantación del expediente curricular perfeccionado de la
asignatura, control y mejora continua.
Resultados:
- Presentación
y revisión del nuevo diseño curricular propuesto, controlando la calidad y
aceptando consideraciones.
Los
resultados de la evaluación realizada por los especialistas seleccionados, para
la valoración de la pertinencia del diseño del procedimiento para el desarrollo
de la asignatura optativa cuatro:
Autodesk Robot, se realizó de la siguiente forma: el
documento para la validación se le envió a un total de 5
especialistas, de ellos respondieron
los 5 para un 100
%. Más del 50 % de los que respondieron tienen más de
20 años de experiencia, dos son doctores y profesores titulares, para un
porciento de 40 %,
tres tienen la categoría de profesor auxiliar y el grado científico de Máster
para un porciento de 60.0 %.
El instrumento evaluador para la recogida de criterios y el procesamiento de
los datos, se basa en el método de escalonamiento de Likert. A continuación, se
muestran las respuestas a los ítems emitidas por los especialistas y los
resultados cuantitativos de cada uno, así como las sugerencias consideradas:
·
Apariencia
y visibilidad atractiva: El 100 % de los especialistas respondió con la
categoría muy acertado.
·
Presentación
de los contenidos del programa en bloque: El 100 % de los especialistas
respondió con la categoría muy acertado.
·
Utilización
de materiales y recursos para el aprendizaje en diversos formatos: El 80.0 % (cuatro
de cinco)
de los especialistas respondió con la categoría muy acertado y el 20.0 % (uno de cinco) con la categoría
acertado. No emitieron sugerencias para su modificación.
·
Referencias
bibliográficas específicas del tema: El 100 % de los
especialistas respondió con la categoría muy acertado
·
Coherencia
general en la estructura de la asignatura. El 100 % de los especialistas
respondió con la categoría muy acertado y no emitieron sugerencias para su
modificación.
·
Se
presentan los elementos de evaluación. (Criterios, puntuación, rúbricas). El
100 % de los especialistas respondió con la categoría muy acertado y no
emitieron sugerencias para su modificación.
·
Actividades
para determinar el logro de los objetivos y el desarrollo de las competencias.
El 40.0 % (dos
de cinco)
de los especialistas respondió con la categoría muy acertado y 60.0 % (tres
de cinco)
con la categoría acertado y no emitieron sugerencias para su modificación.
·
Se
presentan claramente los criterios de evaluación. El 100 % de los especialistas
respondió con la categoría muy acertado y no emitieron sugerencias para su
modificación.
·
Actualización
en relación a las fechas y tiempos establecidos en el calendario académico. El
100 % de los especialistas respondió con la categoría muy acertado y no
emitieron sugerencias para su modificación.
Conclusiones
Los fundamentos teóricos y metodológicos
sistematizados y asumidos como sustento epistemológico del trabajo, resultaron
de una alta pertinencia para su estudio y aplicación, en el desarrollo del
procedimiento para el diseño curricular de la asignatura Optativa 4: Autodesk Robot del cuarto año de la carrera de Ingeniería Civil, en la
Universidad de Holguín.
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