DESARROLLO DE UNA PRUEBA DE TIPO “CONCEPT INVENTORY” EN SYSTEMAS CONTROL

Resumen

En muchos contextos educativos y a todos los niveles se han identificado problemáticas relacionadas con la comprensión profunda de conceptos. Cursos en los cuales priman los conocimientos algorítmicos y desarrollan ejes temáticos muy amplios, parecen promover en los estudiantes desempeños aceptables en pruebas usualmente utilizadas, pero un examen más cuidadoso muestra que en muchos casos los estudiantes carecen de una comprensión profunda de los conceptos desarrollados. La falta de esta comprensión sobre los conceptos genera dificultades en los estudiantes para generalizar conocimientos, para transferirlo y, por lo tanto, problemas a la hora de solucionar situaciones que van más allá de aquellas familiares a las estudiadas. También se reporta dificultad en evaluar esta comprensión conceptual en las diferentes disciplinas por parte de los educadores (Miller, Streveler, Olds & Nelson, 2003).

Si bien dicho problema no es exclusivo en Ingeniería, tiene connotaciones importantes en este campo. De acuerdo a Jorion et al. (2015) los ingenieros más eficientes emplean una comprensión conceptual de la disciplina, además de los conocimientos técnicos y de las habilidades matemáticas, para así resolver problemas complejos. Teniendo en cuenta que la agencia de acreditación ABET ubica la resolución de problemas por encima de los aprendizajes finales esperados en la educación en ingeniería (Brophy, Klein, Portsmor & Rogers, 2008), resulta relevante desarrollar y aplicar herramientas que permitan diagnosticar, evaluar e informar la práctica docente en términos de la enseñanza conceptual en el marco de las disciplinas y de cada temática.

Como consecuencia de lo anterior, una serie de herramientas de evaluación conceptual se han venido desarrollando en las diferentes disciplinas a lo largo del tiempo. Los “Concept Inventory” (CIs) hacen parte de este grupo y consisten en pruebas estandarizadas alrededor de ejes temáticos específicos, enfocadas en el diagnóstico de los conocimientos a un nivel conceptual profundo, a veces denominado conocimiento esquemático, por encima de la evaluación de habilidades de cálculo, algorítmicas o memorísticas. Con el uso de los CIs es posible identificar aspectos como las concepciones erradas de los estudiantes que usualmente son difíciles de corregir y son vistas como obstáculos para el pensamiento crítico y el razonamiento cognitivo alto (Zoller, 1996).

De esta forma, el uso de CIs en las disciplinas de ingeniería se ha venido reportando en áreas como la Teoría de Señales y Sistemas, Electricidad y Magnetismo, Circuitos Eléctricos, Transferencia de Calor, Mecánica de fluidos, etc. En otras áreas de la ingeniería como los Sistemas Dinámicos y de Control, aunque se ha demostrado la carencia de comprensión profunda en los estudiantes de conceptos centrales a través de pruebas computacionales (Canu & Duque, 2016), no existe un CI accesible que evalúe tales conceptos en esta área. Por lo tanto, a través de este trabajo se propone el diseño, la aplicación y el análisis de un CI que abarque los aspectos principales de la comprensión de los Sistemas Dinámicos y de Control a nivel introductorio, en el contexto específico de la Universidad de los Andes. El objetivo de este trabajo es proponer un primer acercamiento a esta disciplina desde dicha herramienta conceptual, con ánimos de ser empleado como herramienta de diagnóstico y de apoyo en la enseñanza del contexto en mención.