Aplicación Tecnología CAD-CAE de Minería para aprendizaje Significativo
Mtro. Fernando Huerta Ancheta 1,2A
Resumen
La Teoría del Aprendizaje Significativo aborda los elementos, factores, condiciones y contextos de enseñanza que permitan la adquisición, asimilación, comprensión, retención y aplicación del contenido curricular al estudiante de minería, de modo que impacte su sentido trascendente. La solución de problemas en sus diversas formas, es a menudo la única manera factible de probar si los alumnos en realidad comprendieron los conceptos teóricos y prácticos de las asignaturas En este sentido la Tecnología CAD-CAE de software especializado en modelado, evaluación, diseño y planeación de proyectos mineros adquiere gran relevancia en creatividad e innovación para un joven actual donde la información virtual de gran contenido visual tiene alta penetración. La permanencia de las empresas mineras radica en la vanguardia tecnológica aplicada y el reto de la docencia universitaria en alentar su utilización. La evaluación del aprendizaje significativo en la Universidad Tecnológica de Hermosillo es realizada por medio de carteles con resultados satisfactorios.
Palabras Claves: Tecnologías. Aprendizaje. Motivación. Evaluación. Cartel.
Abstract
The Theory of Significant Learning addresses the elements, factors, conditions and teaching contexts that allow the acquisition, assimilation, comprehension, retention and application of curricular content to the mining student, so that it impacts its transcendent meaning. The solution of problems in its various forms, is often the only feasible way to test whether students actually understood the theoretical and practical concepts of the subjects. In this sense the CAD-CAE technology of software specialized in modeling, evaluation, design and planning of mining projects acquire great relevance in creativity and innovation for a young today where virtual information of great visual content has high penetration. The permanence of the mining companies lies in the applied technological avant-garde and the challenge of university teaching in encouraging their use. The evaluation of significant learning at the Technological University of Hermosillo is done through posters with favorable results.
Keyword: Technology. Learning. Motivation. Evaluation, Poster.
Introduccion
Los procesos mineros están siempre en posibilidad de mejorarse a fin de asegurar la competitividad de la empresa y la optimización de recursos naturales y energéticos. Se requiere que los directivos tengan acceso oportuno a información que les permita tomar decisiones adecuadas. En este sentido la tecnología ha sido un factor importante en el desarrollo de la minería. La utilización de software especializado en modelación, diseño, planeación a partir de la exploración, permite la evaluación de escenarios en la explotación y beneficio del recurso en tiempo oportuno y en condiciones de cambio permanente.
Ligada a la innovación tecnológica está el conocimiento y experiencia del factor humano que las utilizará. Las empresas mineras invierten tiempo y dinero en la capacitación del personal en los sistemas operativos de licencias de software, algunos de los cuales implican inversión considerable sólo al alcance de medianas y grandes compañías.
En este sentido, los centros de educación superior que ofrecen carreras de Minería y Geología entre otras Ciencias de la Tierra, juegan un papel esencial en la formación académica de sus estudiantes en el empleo de estas tecnologías, de manera que adquieran competencias de visualización, comprensión, interacción, que les permitan plantear y resolver problemas prácticos en el entorno laboral. Sin embargo, las experiencias docentes confirman altos porcentaje de estudiantes de minería con pobre motivación para el auto aprendizaje en tecnologías aplicadas a su profesión a pesar del ambiente virtual que los rodea. Lo anterior representa un reto para los académicos que desean colaborar con el sector empleador a fin de elevar los niveles de confianza en los egresados y evitar errores que puedan tener consecuencias considerables. Lo antes mencionado, debe considerarse un problema didáctico y motivacional, que puede enfocarse desde la teoría del aprendizaje significativo.
Sirva el presente artículo para mostrar la conveniencia de la evaluación del aprendizaje significativo en asignaturas de modelado, diseño, planeación, entre otras, por medio de carteles de contenido definido donde el estudiante presente exposición, explicación y defensa de proyectos, casos, prototipos.
Marco Conceptual
Tecnologías CAD-CAE.
La tecnología virtual ha alcanzado altos niveles de creatividad, y los software especializados no son la excepción. Se conoce como CAD un instrumento para realizar tareas de creación, modificación, análisis y optimización de un diseño. Toda aplicación que incluya una interfaz gráfica, realice alguna tarea de ingeniería se considera como base del software CAD. Esta abarca desde herramientas de modelación geométrica hasta aplicaciones de análisis y optimación de un producto. Debido a su gran flexibilidad en el diseño de modelos, este tipo de software ha ido evolucionando hasta especializarse en diferentes sectores industriales incluyendo por supuesto la minería, a este tipo de tecnología se le ha llamado CAE ( Computer Aided Engineering), que agrega a las funcionalidades del CAD( Computer aided design) tareas sobre un modelo, además, lleva el análisis y evaluación a lo largo de la vida del proyecto permitiendo al diseñador, simular y estudiar su comportamiento hasta optimizarlo. En minería el CAE se emplea a modelación geológica, estimación de reservas, diseño de obras y planeación minera.
Los componentes del Software Minero CAE (Granados G., Maldonado L. 2012) en forma genérica son los siguientes: Interfaz del Usuario, Técnicas de Interacción gráfica, Herramientas de geo-estadística, Modelado geométrico, Conceptos de minería, Visualización 3D. La tecnología CAD-CAE interviene en todas las etapas del desarrollo de un proyecto minero tanto conceptual como ejecutivo, de tal forma que prácticamente es imprescindible ante la cantidad de variables y datos que se manejan actualmente:
Modelado geológico. Es una representación gráfica de sondeos de exploración y el modelo inferido de presencias de rocas, características de interés, mineralogía, litología, alteraciones y características del macizo rocoso.
Modelado de Bloques 3D. Permite visualizar la distribución espacial del recurso minero, estimar volumen, valores de leyes, zonas de interés.
Estimación de Recursos y Reservas. Permite evaluar mineral probado y probable existente en un yacimiento mineral. Una etapa sensible del proyecto dado que determina su viabilidad económica y financiera.
Diseño de obras mineras. Alcanza a simular forma geométrica de tajos a cielo abierto con caminos de acceso, bancos, bermas, límites y taludes finales. En minas subterráneas, las obras de acceso, de preparación, rebajes explotación, conductos ventilación, entre otras obras.
Planeación minera. Facilita ejecutar de manera ordenada los procesos de explotación de mina, planta de beneficio, predicción de escenarios, ciclos operativos de la mina, equipo requerido, análisis de costo-beneficio.
Aprendizaje Significativo
¿Qué sostiene la Teoría del Aprendizaje Significativo?
Su principal impulsor, David Paul Ausubel nació en Brooklyn, Nueva York, el 25 de octubre de 1918. Estudió psicología en la Universidad de Pensilvania y medicina en la Universidad de Middlesex. Estudió en la Universidad de Columbia y obtuvo su doctorado en Psicología del Desarrollo. Entre 1950 y 1966 trabajó en proyectos de investigación en la Universidad de Illinois, donde publicó extensivamente sobre psicología cognitiva. Una de sus frases más conocidas es: “Si tuviese que reducir toda la psicología educativa a un solo principio, enunciaría este: el factor más importante que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya sabe. Averígüese esto y enséñele consecuentemente”. Sus aportaciones caen dentro del constructivismo.
La teoría del conocimiento constructivista, postula la necesidad de entregar al estudiante las herramientas necesarias que le permitan construir sus propios procedimientos para resolver una situación problemática, lo que implica que sus ideas puedan verse modificadas y siga aprendiendo. El constructivismo considera holísticamente al ser humano, propone la enseñanza- aprendizaje como un proceso dinámico, participativo e interactivo del sujeto, de modo que el conocimiento sea una auténtica construcción operada por la persona que aprende.
La Teoría del Aprendizaje Significativo (Rodríguez M.L 2004) en general aborda los elementos, factores, condiciones y contextos de enseñanza que aseguran en cierta medida la adquisición, asimilación, comprensión, retención y aplicación del contenido u objetivos de aprendizaje que la escuela ofrece al alumno, de modo que adquiera un significado Psicológico. En relación a esta teoría, Ausubel3 parte del concepto que los nuevos conocimientos se adquieren a partir de conceptos, ideas, propuestas, experiencias previas en relación a la capacidad cognoscitiva y psicológica del estudiante.
Es deseable que el conocimiento sea sustancial y en el largo plazo a partir de la capacidad de asociación y decodificación del cerebro y para poder anclarse requiere de motores psicológicos que le otorguen significado y utilidad. El aprendizaje y su información asociada puede generar redes cognoscitivas a través de la repetición arbitraria de percepciones, es decir en forma mecánica. La debilidad de esta forma es una memoria de corto plazo que requiere más esfuerzo en recordarse y asociarse en el largo plazo. La otra forma de aprender es por propio descubrimiento, la cual es construida por el interesado que reproduce conocimiento deseado exprofeso, y esto se logra cuando la materia estudiada es psicológicamente satisfactoria por cualquier razón intrínseca o extrínseca del aprendiz. A este respecto el Dr. Ausubel1 es determinante al afirmar que “el alumno quiere aprender aquello que se le presenta, porque lo considera valioso”.
¿Qué ofrece el aprendizaje significativo a los estudiantes?
Es posible resumirlo en lo siguiente (D. Ausubel. *):
Retención duradera del conocimiento, en memoria de largo plazo.
Relación constructiva de nuevos conocimientos con los previos.
Aplicación del nuevo conocimiento atractivo y satisfactorio.
Aprovechamiento de los conceptos y proposiciones aisladas.
Generación de nuevos conceptos y proposiciones en forma sustantiva, no sólo receptiva.
Crecimiento evolutivo a lo largo del desarrollo del individuo.
¿Qué motivación impulsa el aprendizaje del estudiante?
En el plano pedagógico motivación significa proporcionar o fomentar motivos, es decir, estimular la voluntad de aprender. La motivación escolar logra que los alumnos inviertan su atención y esfuerzo en determinados asuntos, que pueden ser o no los que desean sus profesores, pero que en todo caso se relacionan con sus experiencias subjetivas, su disposición y razones para involucrarse en las actividades académicas. El manejo de la motivación en el aula supone que el docente y sus estudiantes comprendan que existe interdependencia entre los siguientes factores:
Despertar el interés en el alumno y dirigir su atención.
Estimular el deseo de aprender que conduce al esfuerzo y la constancia.
Dirigir estos intereses y esfuerzos hacia el logro de fines apropiados y la realización de propósitos definidos.
Desde las experiencias subjetivas (Anaya. A, Anaya. C. 2010) la fuente de voluntad de aprender son la motivación intrínseca y motivación extrínseca. La motivación intrínseca se centra en la tarea misma y en la satisfacción psicológica personal que representa enfrentarla con éxito congruente con sus expectativas, mientras que la motivación extrínseca depende de la percepción de la respuesta a los resultados de la propia tarea, como la calificación obtenida, comentarios de sus compañeros, alcance de créditos curriculares. Los estudiantes con motivación intrínseca prefieren trabajar siguiendo un cierto grado de reto, al contrario los extrínsecos se inclinan por trabajos y problemas con un menor grado de dificultad, usando el mínimo esfuerzo necesario para obtener el máximo reconocimiento posible. Por supuesto que existe un continuo entre ambos extremos de motivación.
Sin embargo el problema de la motivación suele ser más complejo. Recordemos la jerarquización de niveles de necesidades de A.Maslow:
Nivel 1. Necesidades fisiológicas: alimentación, salud, ropa, confort, etc.
Nivel 2. Necesidades de seguridad y protección contra el peligro y el temor.
Nivel 3. Necesidades de pertenencia, de amor, de afiliación con otros, de aceptación.
Nivel 4. Necesidades de reconocimiento: de competencia, de aprobación, reconocimiento y prestigio.
La gran mayoría de los seres humanos procuran por motivo elemental cubrir los requerimientos anteriores. Sin embargo, Maslow describe niveles de orden superior:
Nivel 5. Necesidades cognitivas: conocer, comprender, explorar.
Nivel 6. Necesidades estéticas: simetría, orden, belleza.
Nivel 7. Necesidades de autoaprendizaje: llenar sus expectativas y aprovechar su propio potencial.
Nivel 8. Necesidades de trascender: saliendo del esquema individualista, ayudando a otros a encontrar su propio desarrollo y a realizar su potencial.
¿En qué nivel deben estar nuestros estudiantes para aprender?
(Anaya. A, Anaya. C. 2010) sostiene que en la medida que el individuo se vuelve más trascendente, plenamente logrado y aprovecha su propio potencial, se vuelve más sabio y automáticamente sabe cómo actuar ante una gran variedad de situaciones. Es, en resumen, una persona plenamente auto motivada. Tomando como referencia esta afirmación se podría plantear la hipótesis de que una buena parte de los estudiantes (y de los individuos en general), se encuentran ubicados en los primeros niveles de motivación. Esto es, presentan deficiencias en satisfactores primarios, no solamente de falta de seguridad, de afecto y reconocimiento, sino incluso en algunos casos, de necesidades básicas más apremiantes como la alimentación. Es por ello que el alumno medio requiere de motivación extrínseca (calificaciones, seguridad en la aprobación del curso, reconocimiento explícito de sus maestros, etc.), como un principal gradiente impulsor para seguir adelante en su proceso educativo. En otras palabras, responden a todo aquel estímulo que más le proporcione seguridad y que le refuerza su propia autoestima y prestigio ante sus compañeros y maestros.
¿Será posible evaluar el aprendizaje significativo en los estudiantes?
No siempre es fácil demostrar que ha ocurrido aprendizaje significativo. La comprensión genuina implica la posesión de significados claros, precisos, diferenciados y transferibles; pero si uno intenta probar tales conocimientos preguntándoles a los estudiantes por los atributos de un concepto o los elementos esenciales de una proposición, únicamente logrará extraer expresiones verbales memorizadas mecánicamente. Diversos autores convergen que la solución de problemas es a menudo la única manera factible de probar si los estudiantes en realidad comprendieron significativamente las ideas que son capaces de expresar verbalmente. El estudio de casos, elaboración de proyectos, investigación aplicada, diseño conceptual, elaboración de prototipos, son medios con significado psicológicamente emotivo que obliga al estudiante a recurrir a conocimientos previos, llevarlo al umbral del descubrimiento para generar soluciones por su cuenta. Permiten ejercitar las asignaturas de manera integrada con sentido de utilidad en el corto plazo y facilita al docente valorar los conocimientos, habilidades y actitudes aprendidas en el aula.
Planteamiento del Problema
El docente universitario debe facilitar la integración de la tecnología CAD-CAE al aprendizaje significativo de los estudiantes para procurar niveles de competencia satisfactorios en su futuro entorno profesional.
Por fortuna, el acceso a software de minería y geología se ha democratizado. Existe en la red universal software de carácter libre de fácil descarga como el RecMin, Google Earth, Global Mapper, otros son de licencia de bajo costo como Autocad; otros que sólo las medianas y grandes empresas pueden adquirir como MineSight, Vulcan y otras más. Algunas licencias se ponen generosamente al alcance de las universidades, así como cursos y tutoriales, en una relación de ganar-ganar; los proveedores aseguran usuarios futuros que apliquen sus productos informáticos y las universidades, egresados con mayores oportunidades de colocación. Sin embargo, ante la demanda creciente de ingreso, las computadoras y licencias proporcionadas no alcanzan a la instrucción en la jornada de clases. De aquí que los software libres tomen relevancia por la portabilidad de sus sistemas operativos.
Es importante conservar la congruencia ética en los estudiantes evitando la utilización de tecnologías “piratas” y adaptarse a los recursos disponibles. No olvidar el enfoque de las empresas mineras que requieren que los egresados dominen dichas tecnologías antes de su práctica laboral, reduciendo tiempos de “inducción profesional”.
Metodo de Evaluación
En el caso particular de la Universidad Tecnológica de Hermosillo (UTH) se emplea software de minería tanto libres como licenciados (cortesía proveedores). Para los primeros se facilitan guías didácticas, tutoriales, ligas de acceso, cursos extracurriculares; para los segundos se imparte instrucción presencial en aulas equipadas exprofeso en asignatura optativa. En las evaluaciones parciales y finales en asignaturas con contenidos de Modelado, Diseño, Planeación minera, es obligatorio su empleo dejando a criterio del alumno utilizar cualquier software para la documentación, visualización, exposición de sus evidencias de aprendizajes. Al cierre del ciclo escolar, se solicita la exposición y defensa de sus proyectos académicos utilizando el cartel (Díaz M.R., Muñoz A. 2013) o poster como medio visual de manifestación de ideas, conceptos, imágenes.
A continuación se presenta galería de imágenes de evaluación a estudiantes de ingeniería en minería en la Universidad Tecnológica de Hermosillo, Sonora.
Conclusión
El aprendizaje significativo es la base de un ejercicio profesional competente y este se facilita con la utilización de tecnología CAD-CAE y software especializados que expresen la creatividad e innovación del estudiante universitario.
La experiencia docente en la UTH al respecto, ha sido satisfactoria permitiendo aflorar talento, área de oportunidad, distinguir que conocimiento impartido impacta en la motivación y realización profesional, adecuando contenidos de aprendizaje de poca o nula significancia para el alumno.
Es deseable que tanto las empresas mineras como los proveedores de tecnologías colaboren con el magisterio universitario en propósitos formativos para bien del desarrollo minero nacional.
Agradecimientos
En el caso particular de UTH debemos gratitud a las siguientes organizaciones por la aportación y facilitación de asesorías, licencias, cursos, relativos al tema del artículo.
AIMMGM AC. Distrito Sonora.Geo. Luis Fernando Oviedo.
SOLMINE/ RECMIN Ing. Yhonny Ruiz, Dr. César Castañón.HEXAGON MINING ( MineSight. Ing. Luz Leyva).
Referencias
Granados G., Maldonado L. 2012.Diseño de una Estrategia para la implantación de un software aplicado a la industria minera. Tesis profesional UNAM. http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2555/tesis.pdf
Rodríguez M.L 2004. La teoría del aprendizaje significativo. Centro de Educación a Distancia (C.E.A.D.). Revisión Teoría conceptos. http://cmc.ihmc.us/papers/cmc2004-290.pdf
D. Ausubel. * Significado y aprendizaje significativo. Psicología Educativa. Un punto de vista cognoscitivo. Trillas, México. * Articulo sin fecha. http://www.arnaldomartinez.net/docencia_universitaria/ausubel02.pdf
Anaya. A, Anaya. C. 2010. ¿Motivar para aprobar o para aprender? Estrategias de motivación del aprendizaje para los estudiantes. Tecnología, Ciencia, Educación. file:///C:/Users/Usuario/Downloads/art%C3%ADculo_redalyc_48215094002.pdf
Díaz M.R., Muñoz A. 2013. Los murales y carteles como recurso didáctico para enseñar ciencias en Educación Primaria. http://rodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/10498/15451/12-368-Diaz.pdf?sequence=7
Autor: Mtro. Fernando Huerta Ancheta
PTC-investigador Universidad Tecnológica de Hermosillo.
Socio # 11078 Distrito Sonora. fhuerta@uthermosillo.edu.mx.
1Universidad Tecnológica de Hermosillo. Carrera de Técnico Superior Universitario e Ingeniería en Minería. Blvd. Los Seris final S/n, Parque Industrial.Hermosillo,Son. CP 83297. fhuerta@uthermosillo.edu.mx.
2Centro de Investigación y Educación Superior,CIES-UNEPROP. Blvd. José María Escribá No.157 entre Lucrecia R.Ayón y Luz Valencia. Col. Villa del Palmar, CP 83105, Hermosillo,Sonora. Mex.
