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VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS DE IMPACTO SOCIAL CON ENFOQUE HACIA EL DESARROLLO SUSTENTABLE Farrera Vázquez, Neín1, García Ramos, Osbaldo1, Nango Méndez, Manuel1, Gómez Beltrán, Cesar1, Becerra Gómez, Patricia1, Moreira Acosta, Joel2, López de Paz, Pascual2 1: Grupo de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Comunidades Rurales Escuela de Ingeniería, Artes y Humanidades Universidad del Valle de México, Campus Tuxtla Blvd. Los Castillos No. 375, Fracc. Montes Azules, C.P. 29050, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México. Tel. +52 (961) 61 702 10 e-mail: nfarrera@uvmnet.edu, web: http://www.tuxtla.uvmnet.edu 2: Cuerpo Académico Energías Renovables y Desarrollo Sustentable Facultad de Ingeniería Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas 1ª Sur Poniente No. 1460 Col. Centro, C. P. 29000, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México. Tel. +52 (961) 61 704 00 Resumen. El siguiente trabajo muestra el aprendizaje logrado por estudiantes de las carreras de ingeniería industrial, ingeniería mecatrónica, ingeniería civil, ingeniería en energía, ingeniería ambiental, arquitectura, administración y psicología en una serie de proyectos de impacto social enfocados al desarrollo sustentable de comunidades rurales marginadas de Chiapas, México. Estos proyectos surgen por la necesidad de atender la situación de pobreza y marginación de dichas comunidades. A partir de estos proyectos, se han desarrollado prototipos de tecnologías que aprovechan fuentes de energía renovable con la participación de estudiantes y docentes de UVM Tuxtla, Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas y Universidad Politécnica de Chiapas. En particular se diseñó una estufa multifuncional ahorradora que utiliza leña, aserrín y biogás, un sistema de bombeo fotovoltaico fijo y uno móvil, un sistema de electrificación fotovoltaico para las viviendas rurales y un sistema de alfabetización fotovoltaico, las tecnologías fueron evaluadas y las cuatro últimas fueron implementadas. En todos los casos, el aprendizaje técnico y en valores de nuestros estudiantes ha sido evidente. Las tecnologías se implementaron en dos comunidades del Municipio de Cintalapa, Chiapas, México, en cada una se construyó una casa para el trabajo de campo para los académicos y estudiantes, electrificadas con energía solar fotovoltaica, que están disponibles para que continuar con esta experiencia. Palabras clave: Aprendizaje basado en proyectos sociales, Aprendizaje en Valores, Desarrollo Sustentable, Energías Renovables, Competencias profesionales 1. INTRODUCCIÓN La universidad como institución tiene tres funciones sustantivas: la Docencia, la Extensión y la Investigación. Cumplir con ellas de manera efectiva, depende de los académicos y el apoyo que éstos tengan para orientar esfuerzos en tal sentido, y esto depende de los administradores y recursos internos y externos, complementando todo VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior esto por la participación estudiantil y la infraestructura. Muchas universidades y centros de investigación, orientan esfuerzos a proyectos como una fórmula para llevar a estudiantes a situaciones del mundo real que les sirva de laboratorio para aplicar conocimientos técnico-científicos en la solución de problemas identificados, estos a su vez pueden ser casos para diversas asignaturas con lo que se logra incluir en este proceso que las tres funciones sustantivas estén presentes. Dos de los principales conceptos que se incluyen en los proyectos que se desarrollaron y se muestran en este trabajo son: “Competencias Profesionales” y “Valores Éticos”. La propuesta planificada consistió en que los estudiantes se enfrenten a una situación real, identifiquen el problema, lo delimiten y lo describan, posteriormente busquen alternativas de solución desde la ciencia y tecnología y posteriormente, de acuerdo a la toma de decisiones con los miembros de las comunidades, implementen la solución. Todo bajo el enfoque del “Desarrollo Sustentable” (figura 1). En este proceso los estudiantes aprenden y desarrollan las competencias y valores éticos de manera acelerada. Por otro lado, se logran la extensión y si todo esto es parte de un proyecto de investigación aplicada, se logra generar conocimiento. Figura 1. Aprendizaje Basado en Proyectos Sociales para Comunidades Rurales Los proyectos son multidisciplionarios, ya que la realidad social es compleja, lo que permitió incluir a estudiantes de diferentes licenciaturas, que trabajaron de manera independiente o en equipo, siempre guiados por académicos especialistas en diferentes disciplinas. Este trabajo incluye la participación de estudiantes de diferentes licenciaturas en las diferentes etapas del proceso de intervención. En la primera etapa: diagnóstico socioeconómico y de los potenciales energéticos, se incluyó a estudiantes de psicología e ingeniería en energía y ambiental, quienes realizaron la identificación de la problemática y delimitación. Posteriormente se tomaron casos concretos para que estudiantes de diferentes carreras le dieran solución en algunas de sus asignaturas, como fue el caso de el diseño de la estufa Lekil Vaj, que se modeló en la materia “Diseño Asistido por Computadora” que cursaron estudiantes de Ingeniería Industrial y de VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Sistemas y Mecatrónica y en la construcción del prototipo participaron estudiantes de ingeniería ambiental. En las etapas finales, de implementación y seguimiento, participaron estudiantes de ingeniería civil, arquitectura y psicología. Además se está iniciando el trabajo con estudiantes de otras licenciaturas, como ciencias de la comunicación (en la creación de un video documental), diseño gráfico (en el diseño de carteles), mercadotecnia (para formular planes de comercialización), ingeniería mecatrónica (para la automatización de algunas de las tecnologías) y turismo (en un proyecto ecoturístico). 2. PROCESO DE DE DESARROLLO DE LOS PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Lo más importante del presente trabajo es la generación y administración de los proyectos y su concepción como una posibilidad de fortalecer competencias y valores en nuestros estudiantes; el proceso de aprendizaje se centra en ellos, pero es clave la participación y actitud de los académicos. A continuación se describe de manera breve este proceso de desarrollo de dichos proyectos: 2.1. Generación de Proyectos El grupo de trabajo “Desarrollo Sustentable de Comunidades Rurales”, compuesto por académicos de la UVM Tuxtla y UNICACH, viene trabajando desde hace mas de tres años en la propuesta de proyectos de investigación con un enfoque hacia el desarrollo sustentable. Este grupo, compuesto por investigadores especialistas en energías renovables, topografía, hidrología, mecatrónica, arquitectura, ingeniería industrial, ambiental y educación, específicamente desarrolló un paquete de proyectos para participar en diferentes convocatorias en el que propuso una intervención en comunidades rurales marginadas, en los que se tomó en cuenta la participación activa de los miembros de las comunidades en conjunto con los investigadores y estudiantes participantes. En los proyectos, las comunidades debían tener ciertas características de marginación y pobreza, además se previó que debían tener una actitud participativa y sin conflictos políticos y religiosos.En todos los proyectos se consideró la participación de los estudiantes, en la que debían fortalecer competencias profesionales y una formación en valores. La primera se planteó se lograría a partir del proceso de intervención, desde los diagnósticos, hasta las propuestas de solución y la implementación. La formación en valores se planteó a partir del contacto y la reflexión de los propios estudiantes sobre la situación socioeconómica de las comunidades, específicamente considerando los conceptos de equidad, solidaridad, bien común, responsabilidad, justicia, libertad, entre otros. La hipótesis implícita en los proyectos respecto a la formación de los estudiantes es la siguiente: La formación un ser humano con los principios del Modelo Educativo UVM se logrará con proyectos de impacto social multidisciplinarios enfocados al desarrollo sustentable. Se obtendrá un aprendizaje significativo a partir del aprender a aprender, aprender a hacer, aprender a ser y aprender a vivir juntos que están implícitos en este tipo de proyectos. Los estudiantes podrán aplicar conocimientos científicos y técnicos VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior teniendo como laboratorio la realidad social de las comunidades de alta marginación. Si se toman en cuenta los fundamentos del desarrollo sustentable en la formación integral del alumno universitario se tendría como resultado un ente activo en la creación de un mundo mejor, donde la satisfacción de las necesidades crecientes de la sociedad en su conjunto se obtenga en total armonía y respeto al medio ambiente. 2.2. Selección de Comunidades Como primera etapa, una vez que se obtuvo financiamiento, se inició con la selección de dos comunidades pequeñas (de 80 a 100 habitantes). En esta etapa solo participaron los académicos líderes del proyecto, ya que se trataba de analizar si dichas comunidades cumplían con los criterios de elegibilidad, uno de los cuales era la accesibilidad y permitir la participación de estudiantes en todo el proceso de intervención. Estas visitas se realizaron en el primer semestre del 2009 y las comunidades seleccionadas fueron Monte Horeb y Nuevo Amanecer Tenejapa del municipio de Cintalapa, ambas son comunidades indígenas y se encuentran al poniente del estado de Chiapas y a dos horas de Tuxtla Gutiérrez (lugar donde se encuentran las universidades participantes). 2.3. Diagnóstico socioeconómico y de los potenciales naturales En esta etapa participaron estudiantes de ingeniería en energía y psicología. Se evaluaron la infraestructura y servicios existentes así como los potenciales energéticos renovables locales, realizando recorridos y mediciones básicas relativas a la radiación solar, biomasa, potencial hidráulico y eólico. Figura 2. Figura 2. Identificación de Potenciales Naturales VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Los estudiantes participaron en la visita a las viviendas para valorar las condiciones socioeconómicas, aplicaron una encuesta y entrevistas a sujetos clave. Figura 3. Figura 3. Estudiantes Aplicando Encuesta. 2.4. Diseño y Construcción de Prototipo de Estufa Multifuncional Ahorradora Lekil Vaj De acuerdo a los diagnósticos realizados, una de las prioridades para las comunidades era la cocción de alimentos utilizando estufas o fogones eficientes, que ahorren leña o combustible para disminuir el efecto en la salud, principalmente de mujeres y niños y el impacto en la tala de árboles de la región. Figura 4. VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Figura 4. Necesidad Identificada Esta situación se planteó con un grupo de estudiantes que cursaron la materia de Diseño Asistido por Computadora y estudiantes de ingeniería ambiental que realizaban prácticas, a los estudiantes se les presentó todo el trabajo previo y las necesidades concretas en términos de un problema de ingeniería (Figura 5). A continuación se presentan los elementos planteados para el diseño de una estufa a la que posteriormente se le denominó “Estufa Multifuncional Ahorradora Lekil Vaj” (Lekil Vaj: Buena Comida en Tzotzil - Idioma de la comunidad): Figura 5. Problema de Ingeniería (aspectos generales) Además de la discusión inicial (en el aula) de las características y restricciones planteadas, se realizó una investigación documental y la conceptualización inicial de la estufa multifuncional. Figura 6. VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Figura 6. Propuesta Inicial de la Estufa Multifuncional Ahorradora Después de determinar el concepto general, se planteó un plan de trabajo tanto para el diseño y modelación virtual como para la construcción del prototipo. Los estudiantes aprendieron las herramientas del software (Solidworks) y las aplicaron al realizar la modelación virtual de la estufa. Figura 7. Figura 7. Modelo Tridimensional realizado en el software VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Con la modelación se generaron los dibujos con las dimensiones siguientes. Figura 8. Figura 8. Dibujo de la estufa con vistas principales Por otro lado, a partir del modelo y dimensionamiento, se construyó y evaluó un prototipo (Figura 9). Con estudiantes de ingeniería ambiental. Figura 9. Prototipo de Estufa Multifuncional Ahorradora Lekil Vaj y pruebas iniciales 2.5. Diseño de Sistema de Bombeo Fotovoltaico Móvil para Aplicaciones Agropecuarias Otro caso llevado al aula a partir de los diagnósticos realizados en las comunidades fue la propuesta de un sistema de bombeo fotovoltaico con la característica de ser móvil, los habitantes de las comunidades requieren abastecer de agua a los cultivos en época de estiaje, en Monte Horeb tienen un río que atraviesa los terrenos de cultivo (60 hectáreas repartidas en 20 parcelas), la idea es mover el sistema de bombeo a diferentes puntos del río y atender de manera programada el riego de los cultivos. Este sistema fue desarrollado en su primera etapa (conceptualización y propuestas iniciales) por estudiantes de ingeniería industrial en la materia Administración de Proyectos II. Posteriormente se modeló y construyó el prototipo para participar en el evento VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior Expociencias Chiapas en Mayo/Junio 2010, en el que participó un equipo de estudiantes de ingeniería industrial y mecatrónica. Figura 10. Figura 10. Modelación de Sistema de Bombeo Fotovoltaico Móvil para Aplicaciones Agropecuarias y Prototipo presentado en Expociencias Chiapas 2010. 2.6. Implementación de los sistemas fotovoltaicos en las comunidades Monte Horeb y Nuevo Amanecer Tenejapa Otro aspecto importante en el proceso de desarrollo de los proyectos es la implementación. En este sentido, las primeras tecnologías implementadas fueron las fotovoltaicas, con las que se cubrieron las necesidades de electrificación, alfabetización, bombeo de agua y refrigeración. Antes de la implementación, los estudiantes participantes (en este caso de ingeniería en energía y mecatrónica), diseñaron e integraron los sistemas y los evaluaron durante seis meses y posteriormente se implementaron en las comunidades seleccionadas. Figura 11. a)b) Figura 11. Estudiantes dirigiendo la construcción de la estructura para los módulos fotovoltaicos y sistema terminado para abastecer agua a la comunidad Monte Horeb (a) y Nuevo Amanecer Tenejapa (b). VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior 3. CONCLUSIONES Los estudiantes que participaron en los diferentes proyectos desarrollaron competencias profesionales y valores a partir de enfrentarse a problemas reales, además se logró la motivación para seguir participando en otros proyectos, esto se comprobó con las presentaciones que los estudiantes hicieron explicando aspectos metodológicos y técnicos de las tecnologías desarrolladas. En las materias Diseño Asistido por Computadora y Administración de Proyectos II, los estudiantes aprendieron el proceso de diseño de artefactos y máquinas desde la identificación del problema y su planteamiento en términos de ingeniería, hasta la construcción de modelos virtuales y maquetas. Todos presentaron un informe final técnico de sus propuestas. Los estudiantes de ingeniería ambiental e ingeniería en energía aprendieron desde el diagnóstico, necesidades humanas y técnicas, hasta el diseño y construcción de prototipos específicos para las comunidades seleccionadas. En el caso de los sistemas fotovoltaicos los primeros instalados para electrificación las escuelas y viviendas están funcionando de acuerdo al diseño desde hace más de dos años. Estos seguirán siendo evaluados y se les dará mantenimiento con estudiantes de otros semestres. Los estudiantes de psicología aprendieron aspectos metodológicos para realizar una encuesta que incluyeron el diseño del instrumento con una estructura adecuada y variables cualitativas y cuantitativas en el que se definieron diferentes tipos de ítems, la planeación de la aplicación, la recolección de datos, el procesamiento y el análisis estadístico. Además diseñaron las entrevistas a sujetos clave y las realizaron, estas fueron grabadas en video y analizadas en el aula. Todos los participantes que realizaron trabajo de campo, incluyendo estudiantes de psicología, ingeniería en energía, mecatrónica, arquitectura e investigadores al tener una interacción directa con las comunidades y sus necesidades, comprendieron los valores universales de equidad, justicia, responsabilidad, bien común, solidaridad y dignidad entre otros, que son parte de la filosofía de la Universidad del Valle de México y son valores universales. Esto fue comprobado en una serie de entrevistas aleatorias a los participantes. REFERENCIAS Glasserman L., Reséndiz M., Riquelme J. (2010). Aprendizaje Orientado a Proyectos como apoyo para la integración de asignaturas en la formación profesional. Revista Académica “Apertura”. Año 10, Num. 13, (nueva época). Octubre 2010. ISSN 1665- 6180. pp. 6-17. Eliche, D., et al (2010). Desarrollo de competencias mediante la realización de proyectos de investigación. Artículo en Extenso. 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Universidad de Granada/Universidad de Sevilla/Universidad Europea de Madrid.
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