Basic sciences in industrial engineering education. Didactic transposition for 21st century skills, SDGs and innovation in industry 4.0
DOI:
https://doi.org/10.26507/paper.4191Keywords:
Didactic transposition, Industry 4.0, Engineering EducationAbstract
The didactic transposition of natural sciences in the Industrial Engineering program plays a fundamental role in training professionals capable of applying theoretical knowledge in real-world contexts. A world where Industry 4.0 demands advanced skills in technology, sustainability, and process optimization.
It is essential for students to integrate scientific concepts into industrial problem-solving. The objective of this pedagogical strategy is to transform scientific knowledge into applicable tools, enabling future industrial engineers to develop competencies in analysis, innovation, and continuous improvement.
To achieve this, the program has implemented methodologies based on experiential learning, where students interact directly with the industrial environment and apply their knowledge in real scenarios. The Industrial Engineering program has developed various experiences with the city's productive sector, allowing students to apply their knowledge in real contexts; Through out company visits and collaboration with production sector where they have analyzed industrial processes, identified improvement opportunities, and proposed innovative solutions in areas such as energy efficiency, automation, and sustainability.
While we are in the classroom in collaboration of different professors, an interdisciplinary approach has been proposed from students aim to look for solutions by applying concepts acquired in various fields. Thanks to their training in physics, electronics, and mathematics, they have designed strategies to optimize energy consumption using smart sensors and mathematical simulations, as well as alternatives for waste management, promoting circular economy models.
Furthermore, the articulation with companies has allowed students to face current technological and environmental challenges, presenting viable proposals that have been highly valued by the business sector, thereby strengthening the link between academics and industry.
As part of the applied methodology, students replicated in the university laboratory the main industrial processes observed in companies, through the construction of prototypes and the implementation of automated control systems with Arduinos, sensors, and academic technologies such as Lego for Education. It successfully simulated the real operation of a production plant, this approach reinforced their understanding of the scientific and technological principles involved in the industry while also identifying improvement opportunities and generating proposals to strengthen them.
The results obtained show that didactic transposition facilitates knowledge consolidation and enhances students' innovation capacity. Interaction with the productive environment enables them to develop analytical and problem-solving skills, preparing them to face the challenges of modern industry.
In summary, , incorporating didactic transposition strategies in the Industrial Engineering program not only strengthens students' academic training but also positively impacts the business sector by promoting the implementation of advanced technologies and sustainable solutions. This approach ensures that future industrial engineers, that are well prepared to contribute to the country's development through the practical application of their knowledge in science and technology.
Author Biographies
Ángela Liceth Pérez Rendón, Fundación Universitaria del Área Andina
Soy Licenciada en Matemáticas y Física, egresada de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP), con una Maestría en Investigación Operativa y Estadística de la misma institución. A lo largo de mi carrera, acumuló 15 años de experiencia en el ámbito de la educación superior, especializándome en la integración de nuevas tecnologías en el proceso de enseñanza-aprendizaje, así como en la investigación aplicada en ciencias exactas y datos.
En la actualidad, me desempeño como docente investigadora en la Fundación Universitaria del Área Andina, donde pude aplicar mis conocimientos y habilidades en el diseño de proyectos de investigación, tanto en el ámbito académico como en la resolución de problemas prácticos relacionados con el análisis y procesamiento de datos. A lo largo de estos años, me he destacado por mi enfoque innovador y mi compromiso con la calidad educativa, logrando siempre una mejora continua en los procesos de enseñanza.
Andrés Arismendi Ramírez , Fundación Universitaria del Área Andina
Physics Engineer graduated from the Technological University of Pereira (UTP), with a specialization in Pedagogy and Teaching from the Fundación Universitaria del Área Andina Andean and a Master's degree in Big Data Science from Cuauhtémoc University. Currently, I work as a research professor at Fundación Universitaria del Área Andina. I have 13 years of experience in higher education, standing out for the integration of new technologies in the teaching-learning process and applied research in exact sciences and data.
Jairo Germán Celemín , Fundación Universitaria del Área Andina
Licenciado en Matemáticas y Física por la Universidad del Tolima, con una sólida formación académica que complementa con una especialización en Educación, obtenida en la Universidad Autónoma de Colombia. Su interés por la enseñanza de las matemáticas lo llevó a obtener una Maestría en Enseñanza de la Matemática en la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP), consolidando su compromiso con la educación matemática a nivel superior.
Con 27 años de experiencia en el campo educativo, ha desempeñado roles en la enseñanza y formación de nuevas generaciones, destacándose por su enfoque innovador y su pasión por facilitar el aprendizaje de las ciencias exactas. Actualmente, se encuentra matriculado en el programa de tesis doctoral en el Doctorado en Ciencias de la Educación en la Universidad Cuauhtémoc, Aguascalientes, México, habiendo culminado con éxito el 100% de las materias.
A lo largo de su carrera, ha trabajado tanto en la educación básica como en la superior, adaptándose a los cambios pedagógicos y metodológicos, siempre con el objetivo de ofrecer una enseñanza de calidad y de alto impacto en sus estudiantes.
References
Barragán Arias, I., & Barrera Pérez, M. L. (2023). Proyecto de aula para la enseñanza de las ciencias básicas en ingeniería. 1–11. https://doi.org/10.26507/paper.2857
Bekmurzaeva, R., & Kovalev, G. S. (2023). Industry 4.0: The Fourth Industrial Revolution. SHS Web of Conferences, 172, 1–7. https://doi.org/10.1051/shsconf/202317202011
Bustamante, V. J. (2024). Competencias de sostenibilidad en la educación de ingenierías. Revista Espacios, 45(6), 1–11. https://doi.org/10.48082/ESPACIOS-A24V45N06P01
Cepeda-Holguin, D., & Bacca, J. (2019). Fundamentos de una unidad didáctica para la enseñanza de la física mecánica a estudiantes de ingeniería desde la didáctica de las ciencias. Revolución En La Formación y La Capacitación Para El Siglo XXI, Vol. 2, 2019, ISBN 978-958-52333-3-1, Págs. 654-666, 654–666. https://doi.org/10.5281/zenodo.3524363
Chevallard, Y. (1991). La transposición didáctica: Del saber sabio al saber enseñado (AIQUE Grupo Editor, Ed.; Primera Edición). https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7531155
Chiliquinga Masaquiza, R. R., Rodríguez Arce, K. L., Luje Pozo, D. I., & Pucha Gualoto, O. I. (2024). Desarrollo de habilidades del siglo XXI a través de la educación STEM. Imaginario Social, 7(2), 4. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=9593029&info=resumen&idioma=SPA
Cobo-Benita, J. R., Ordieres-Meré, J., Ortiz-Marcos, I., & Pacios-Álvarez, A. (2010). Learning by doing in project management: Acquiring skills through a collaborative model. 2010 IEEE Education Engineering Conference, EDUCON 2010, 701–708. https://doi.org/10.1109/EDUCON.2010.5492511
Martí, J., Heydrich, M., Rojas, M., & Hernández, A. (2010). Aprendizaje basado en proyectos: una experiencia de innovación docente. Revista Universidad EAFIT, 46(158), 11–21. http://www.redalyc.org/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=21520993002
Elena, A., & Ramírez, N. (1996). Aplicación de algunos modelos matemáticos a la toma de decisiones. 6, 183–198.
Etzkowitz, H., & Leydesdorff, L. (2000). The dynamics of innovation: from National Systems and “Mode 2” to a Triple Helix of university–industry–government relations. Research Policy, 29(2), 109–123. https://doi.org/10.1016/S0048-7333(99)00055-4
Jobs for the Future. (2000). Transforming systems for the workforce of the future. JFF. https://www.jff.org/
Kagermann, H., Wahlster, W., Helbig, J., Hellinger, A., Stumpf, M. A. V., Treugut, L., Blasco, J., Galloway, H., & Findeklee, U. (2013). Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0. https://en.acatech.de/publication/recommendations-for-implementing-the-strategic-initiative-industrie-4-0-final-report-of-the-industrie-4-0-working-group/
Kolb, D. A. . (2015). Experiential learning : experience as the source of learning and development (2nd ed.). Pearson Education, Inc.
López-Gutiérrez, J. C., Ones, I. P., López-Gutiérrez, J. C., & Ones, I. P. (2022). DOCENCIA UNIVERSITARIA Y TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA. ESTUDIO DE PERCEPCIÓN. Revista Chakiñan de Ciencias Sociales y Humanidades, 16, 24–34. https://doi.org/10.37135/CHK.002.16.01
OECD. (2021). Future of Education and Skills 2030/2040 | OECD. https://www.oecd.org/en/about/projects/future-of-education-and-skills-2030.html
P21. (2019). Framework for 21st Century Learning. https://www.battelleforkids.org/insights/p21-resources/
Perafán Echeverri, G. A. (2013). La transposición didáctica como estatuto epistemológico fundante de los saberes académicos del profesor. Folios, 37, 83–93. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-48702013000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=es
Pérez Perdomo, A. J. (2024). Industria 4.0: Retos En La Formación Universitaria Del Ingeniero Industrial. Revista Ingenium | Universidad Yacambú, 1(1), 23–37. https://revista.uny.edu.ve/ojs/index.php/ingenium/article/view/384
UNESCO. (2022). Engineering for sustainable development: delivering on the Sustainable Development Goals. https://www.unesco.org/en/articles/engineering-sustainable-development-delivering-sustainable-development-goals
Ureña Elizondo, F., & Arguedas, C. (2018). Diseño de laboratorios virtuales para la enseñanza de la física. Revista Internacional de Aprendizaje, 5(1), 55–64. https://doi.org/10.18848/2575-5544/CGP/V05I01/55-64
How to Cite
Downloads
Downloads
Published
Proceeding
Section
License
Copyright (c) 2025 Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería - ACOFI

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
| Article metrics | |
|---|---|
| Abstract views | |
| Galley vies | |
| PDF Views | |
| HTML views | |
| Other views | |


