Fortaleciendo competencias en STEM a través de un sistema modular de laboratorio para la enseñanza y el aprendizaje en ingeniería eléctrica y electrónica

Resumen

La educación STEM (acrónimo de Science, Technology, Engineering and Mathematics) busca desarrollar habilidades y competencias en los campos de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas, superando las barreras entre estas disciplinas a través de un enfoque interdisciplinario. Este modelo educativo tiene como objetivo fortalecer habilidades en pensamiento crítico, creatividad, comunicación, investigación, resolución de problemas, trabajo en equipo, liderazgo, entre otras.

El modelo educativo STEM se presenta como una herramienta metodológica didáctica ideal para la construcción de conocimiento y el desarrollo de destrezas necesarias para su aplicación en los diferentes campos y situaciones cotidianas de la vida real. En este contexto, los laboratorios se convierten en herramientas de apoyo para los procesos de enseñanza y aprendizaje especialmente en las disciplinas STEM. A través de los laboratorios, los estudiantes pueden validar los resultados de una investigación, llevar a cabo la comprobación experimental de conceptos y teorías, y desarrollar proyectos que requieren el uso de equipos de instrumentación y medición, entre otros.

Los laboratorios son en sí mismos ambientes de aprendizaje, lo que los convierte en elementos fundamentales en el diseño de estrategias pedagógicas para la enseñanza en las áreas STEM. Además, son cruciales para la investigación y el avance del conocimiento en diversas áreas del conocimiento. Las prácticas de laboratorio son una parte integral de los planes de estudio y resultan de vital importancia para garantizar una formación integral y actualizada de los estudiantes, así como la calidad de los programas de Educación Superior y el desarrollo de las competencias profesionales que se esperan de los estudiantes.

Este trabajo presenta el diseño de un sistema modular de laboratorio para fortalecer competencias en STEM en estudiantes de los programas académicos de pregrado en Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Industrial de Santander (UIS). Este trabajo se basó en la identificación de necesidades en el proceso de enseñanza-aprendizaje de diferentes asignaturas de los programas de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, y la revisión de las competencias establecidas en el Proyecto Educativo. Con base en esta revisión, se seleccionó la asignatura de introducción a la ingeniería y se realizó el diseño de un sistema modular de laboratorio, compuesto por prototipos portables, escalables y de bajo riesgo, teniendo en cuenta las características y funcionalidades deseadas para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje en esta asignatura.

Actualmente, el sistema modular de laboratorio se encuentra en la fase de implementación y validación para analizar su impacto en el rendimiento académico de los estudiantes. Este documento aborda el análisis de las competencias establecidas en los programas académicos, el establecimiento de las necesidades de laboratorio en la asignatura introducción a la ingeniería, y el diseño del sistema modular de laboratorio.