EXPERIENCIAS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE BANCOS DE LABORATORIO COMPACTOS, DE BAJO COSTO, MODULARES, Y ESCALABLES, PARA LA FORMACIÓN DE ESTUDIANTES DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA EN LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

Resumen

Motivación

Los laboratorios son herramientas fundamentales para el proceso de aprendizaje y la enseñanza en todas las ramas del conocimiento, particularmente, en las áreas STEM. Con ellos se busca que los estudiantes adquieran habilidades prácticas que juegan un papel preponderante en su formación profesional. Los laboratorios convencionales usualmente empleados en programas de Educación Superior (IES), requieren de una alta inversión en equipos, infraestructura, insumos, y personal necesario para ponerlos en servicio y mantenerlos en funcionamiento. Idealmente, los laboratorios deberían estar disponibles 24 horas y 7 días a la semana. Esto se presenta como un desafío para muchas de las IES, en algunos casos, a pesar de que existe la infraestructura de laboratorios, estos cuentan con pocos puestos de trabajo y, además, tienen un costo elevado que requiere la supervisión permanente de personal. Lo anterior restringe la participación de los estudiantes, desmotivando su uso y limitando las experiencias educativas.

En muchas ocasiones, las prácticas de laboratorio se diseñan para basarse exclusivamente en el trabajo demostrativo por parte de docentes y laboratoristas, minimizando la oportunidad de “aprender haciendo” por parte de los estudiantes, limitando la apropiación del conocimiento de una mejor manera. Por otro lado, las medidas sanitarias derivadas del SARS-CoV-2, como el aislamiento preventivo y la implementación de estrictas medidas de bioseguridad, han representado nuevos retos. El cambio repentino a la modalidad virtual o remota en muchas universidades interrumpió el normal desarrollo de la planeación de prácticas de laboratorio, las cuales fueron sustituidas en muchos casos por prácticas de simulación o por sesiones pregrabadas que no representan experiencias formativas significativas.

Estos retos requieren que las IES actúen de forma rápida pero organizada alrededor de los siguientes interrogantes: ¿cómo aprovechar tecnologías existentes de bajo costo para implementar módulos de laboratorio para la formación de estudiantes universitarios?, ¿cómo ofrecer educación de calidad de manera remota, específicamente en asignaturas que requieren trabajos prácticos en los laboratorios?, ¿Cuál estrategia pedagógica beneficiaría la enseñanza-aprendizaje con prácticas de laboratorio en educación remota?, y ¿Cuál sería el impacto de utilizar módulos de laboratorio portátiles en el proceso de formación?

Propósito y alcance

La versión final de este trabajo compartirá algunas de las experiencias de diseño e implementación de bancos de laboratorio compactos, de bajo costo, modulares, escalables y de riesgo mínimo para la formación de estudiantes de ingeniería eléctrica y electrónica en la Universidad Industrial de Santander. Algunos de los ejemplos de trabajos realizados por estudiantes de nuestra escuela, y que se presentarán en detalle en el artículo final, se presentan a continuación:

Prototipo para la caracterización de paneles fotovoltaicos

Prototipo de convertidor de potencia para el anodizado de aluminio

Prototipo para el control de velocidad de un motor eléctrico