desarrollo de competencias en ciencias básicas para estudiantes ...

DESARROLLO DE COMPETENCIAS EN CIENCIAS BÁSICAS PARA
ESTUDIANTES DE INGENIERÍA QUÍMICA
J. C. REZA G; PROFESOR TITULAR; jrezag@ipn.mx
L. R. ORTIZ E; PROFESORA TITULAR; lortiz@ipn.mx
V. M. FEREGRINO H; PRESIDENTE DE ACADEMIA; vifehe20@yahoo.com.mx
RESUMEN
Durante la última década, los planes de estudio de las carreras de ciencias e ingeniería han privilegiado
el desarrollo de competencias acordes a cada profesión y la adopción de actitudes de valor por encima
de la asimilación de los conocimientos. Uno de dichos aspectos es el relativo al desarrollo de la
capacidad para tomar decisiones en un contexto determinado, con el propósito de que la misma pueda
transferirse a la vida diaria profesional y formar así mejores ciudadanos. En este contexto, ha
constituido un reto para profesores de ingeniería el diseño y selección de problemas y casos de estudio
para la toma de decisiones en situaciones propias de la especialidad en estudio. Los cursos de ciencias
básicas en la carrera de ingeniería química ofrecen excelentes oportunidades para desarrollar las
competencias de resolución de problemas y de toma de decisiones a través del análisis de los datos,
condiciones y resultados de ejemplos y ejercicios relacionados con aspectos industriales, ambientales,
sociales y económicos en los procesos químicos. Se describen los criterios empleados para la selección y
diseño de problemas de química general relacionados con la toma de decisiones, utilizados en la
formación integral de estudiantes de ingeniería química en la ESIQIE – IPN.
INTRODUCCIÓN
El concepto de formación integral ha sido propuesto para señalar el conjunto de
conocimientos, habilidades, actitudes, valores y sentimientos que el estudiante debe
incorporar a su educación a través de diversas actividades de enseñanza-aprendizaje y
convivencia en la escuela y la vida diaria. Todas estas actividades deben partir de un
conocimiento de la realidad cotidiana, pues de otra forma el quehacer educativo estará
desvinculado de las circunstancias económicas, políticas, industriales, laborales,
ambientales, etc.
El modelo de educación profesional basada en competencias reconoce que las cualidades de
las personas para desempeñarse con eficiencia y eficacia en el ámbito de trabajo no
dependen sólo de las situaciones de aprendizaje escolar formal, sino también del
aprendizaje de conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos fuera de las aulas. En la
educación universitaria, dicho modelo plantea que es más importante poseer competencias
para la resolución de problemas específicos que tener una preparación general y abstracta.
El concepto de competencia es muy amplio, en el sentido que involucra un saber hacer
complejo como resultado de la integración, movilización y adecuación de capacidades y
habilidades cognitivas, afectivas, psicomotoras y sociales, así como de conocimientos
usados eficazmente en situaciones que tengan una característica común. Así, posee
competencia profesional quien dispone de los conocimientos, destrezas y aptitudes
necesarios para ejercer una profesión y puede resolver problemas de forma autónoma y
flexible, obteniendo los resultados con el nivel de calidad esperado.

El modelo de competencias profesionales, entendidas como el conjunto de conocimientos y
capacidades que permiten el ejercicio eficaz de la actividad profesional, conforme a las
exigencias de la producción y el empleo, reconoce tres niveles de las mismas:
• Básicas o clave, que son las capacidades cognitivas, técnicas y metodológicas
indispensables para el aprendizaje de una profesión, las cuales permiten el
desarrollo personal de los individuos y su adaptación a un entorno laboral
cambiante.
• Genéricas o transversales, que son los atributos que debe tener un graduado de
nivel superior con independencia de su profesión, organizados en los subgrupos de
competencias instrumentales, interpersonales y sistémicas.
• Específicas, que son la base del ejercicio profesional particular y se encuentran
divididas en los grupos de competencias disciplinares académicas y profesionales.
En el caso particular de las competencias genéricas instrumentales se incluyen habilidades
cognoscitivas, capacidades metodológicas, destrezas tecnológicas y ligüísticas tales como:
• Análisis y síntesis.
• Organización y planificación.
• Comunicación oral y escrita.
• Conocimiento de una lengua extranjera
• Conocimiento de informática.
• Gestión de la información.
• Resolución de problemas,
• Toma de decisiones.
En el contexto mundial actual de acelerado avance científico-tecnológico, libre mercado y
economías globalizadas, los planes de estudio de las carreras de ingeniería han privilegiado
el desarrollo de las competencias y la adopción de actitudes por encima de la asimilación de
conocimientos, para formar profesionales calificados y dispuestos a asumir diversas
actividades interdisciplinarias involucradas en la elaboración de cualquier producto que
haga mejor o más fácil nuestra vida cotidiana. Uno de estos aspectos enfatizados es el
relativo con el desarrollo de la competencia para tomar decisiones en un contexto
determinado, con el propósito de que esta capacidad pueda transferirse a la vida diaria
profesional y formar así mejores ciudadanos. En este contexto, ha constituido un reto para
profesores y estudiantes el diseño y selección de problemas y casos de estudio para la toma
de decisiones en situaciones propias de la profesión en estudio.
Con el propósito de promover el desarrollo de la competencia para tomar decisiones en un
contexto determinado, a efecto de que esta capacidad pueda transferirse a la vida diaria y
profesional, los cursos de cursos de Química General para la carrera de ingeniería química
ofrecen la oportunidad de practicarla a través del análisis y validación de los datos,
condiciones y respuestas de problemas relacionados con aspectos sociales, industriales,
ambientales y económicos de los procesos químicos.

ANÁLISIS
La corriente educativa conocida como Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS) es una
propuesta para la enseñanza de las ciencias básicas cuyo objetivo es formar ciudadanos
responsables, con las competencias necesarias para enfrentar problemas sociales e
individuales, así como tomar decisiones en un mundo donde los productos de la ciencia y la
tecnología son parte esencial de la vida diaria; en este contexto, muchas de las actividades
cotidianas que se realizan en los hogares son motivadoras del conocimiento científico y
tecnológico, pues permiten integrar los conocimientos empíricos y tradicionales, con los
correspondientes principios teóricos
Por otro lado, las investigaciones educativas señalan que la formación integral del
estudiante se debe reflejar en su interés hacia el aprendizaje de nuevos conocimientos, en el
desarrollo de su capacidad para reproducir de forma diferida aquellos conceptos que le han
sido explicados por el profesor, así como aplicar dichos conocimientos para la resolución
de problemas o explicación de hechos nuevos. Así, el planteamiento de preguntas
vinculadas con la vida diaria hace que el alumno sea más analítico sobre las respuestas y se
mantenga con la mente abierta para este tipo de situaciones
En décadas pasadas, los ingenieros fundamentaban sus decisiones en consideraciones de
carácter técnico y económico, conforme su experiencia profesional y los criterios
establecidos por la economía y la administración industrial. Hoy en día, con base en la ética
profesional y responsabilidad con la sociedad, las decisiones efectivas deben estar
fundamentadas en aspectos sociales, económicos, políticos, ambientales y tecnológicos,
procurando el mejor conjunto de ellos conforme la experiencia propia de cada profesional.
Con el objetivo de promover el desarrollo de las competencias de análisis de información,
autoaprendizaje, trabajo en equipo y comunicación, involucradas en la resolución de
problemas y toma de decisiones por los estudiantes de la Escuela Superior de Ingeniería
Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional (ESIQIE-IPN)), en los
cursos de química general se utiliza la estrategia didáctica de estudio de casos a través del
diseño de escenarios que describen una situación problemática en contextos domésticos,
escolares, industriales y municipales afines a la ingeniería química, tales como:
• El accidente en el cuarto de servicio
• El derrame en el almacén del laboratorio
• El relleno sanitario de Acapulco
• El incendio de la alfombra
• Las bebidas con cafeína
• Los productos biocidas en el hogar
• Los líquidos blanqueadores
Ejemplo 1. La dosis letal de HCN es 300mg/kg de aire inhalado. El acrilán tiene la fórmula
empírica CH 2 CHCN, donde el HCN representa el 50.9% en masa. Una oficina tiene una
alfombra de acrilán que mide 12 por 15 pies, la cual contiene 30 oz. de acrilán/yarda 2 .
Considerando que un incendio provocara que se consumiese el 50% de la alfombra y que el
rendimiento del HCN fuese del 20%, ¿se generará la dosis letal de HCN en dicha oficina?

Discusión.- Con base en los resultados numéricos derivados de los cálculos
estequiométricos y el planteamiento de la pregunta ¿qué pasaría sí....?, se puede realizar
una discusión en el grupo respecto al concepto de dosis letal y la conveniencia de usar este
tipo de materiales en el hogar, empleo de retardadores de fuego, extintores de incendio, etc.
Ejemplo 2. Se sabe que las infusiones de café o té negro contienen 0.05mg/mL de cafeína,
en tanto que las bebidas de chocolate y la coca-cola contienen 0.6mg y 5.0mg/oz fluida,
respectivamente; el contenido de cafeína en el café “descafeinado” es equivalente al
chocolate. Las dosis diarias superiores a 0.5g de cafeína pueden causar síntomas alarmantes
en el ser humano. Determina las combinaciones posibles de tazas de café, vasos de
chocolate y/o latas de coca-cola que pueden ingerirse diariamente sin rebasar la dosis
permitida.
Discusión- La búsqueda de la información necesaria y los cálculos realizados, permitirán
identificar diferentes opciones de respuesta para un mismo problema, cuya discusión en el
grupo podría llevar a una recomendación consensuada o al enriquecimiento del problema
por la inclusión de restricciones adicionales para la respuesta óptima.
Aunque el estudio de casos ha sido muy utilizado en el área de las ciencias sociales, su
empleo en las ciencias exactas e ingeniería ha ido en aumento puesto que su estructura
permite ser una base para la discusión de situaciones problemáticas del ámbito de la
profesión, en los niveles científico, tecnológico, social y humanístico, además de involucrar
problemas en los cuales no es necesario una resolución o respuesta numérica, sino la
posibilidad de diversas opciones de respuestas, acordes a la información recabada, las
restricciones y los criterios establecidos.
• La metodología recomendada para el estudio de casos parte del diseño y
presentación del caso tipo, en cuyo enunciado escrito se establece el conjunto de
información contextual del mismo, incluidas ciertas restricciones
• Con base en el trabajo en equipo, se procede al planteamiento de todas las preguntas
que puedan ser conductoras entre los estados inicial y final de la investigación que
genere una respuesta a la situación problemática descrita.
• La definición de las correspondientes respuestas a cada pregunta planteada se
realiza conforme la búsqueda, análisis y discusión de información existente en
fuentes bibliográficas, hemerográficas o electrónicas, conforme los criterios y
supuestos establecidos por los propios integrantes de cada equipo de trabajo.
• La discusión colectiva de las opciones de respuesta permitirá jerarquizarlas con base
en criterios de su factibilidad tecnológica, económica o social, así como su posible
impacto ambiental, las cuales se someten a la opinión de todos los equipos de
trabajo para cerrar el ciclo de la metodología científica.

RECOMENDACIONES
La aplicación de esta estrategia didáctica en estudiantes del primer año de la carrera de
ingeniería química en la ESIQIE-IPN señala que los mismos desarrollan competencias y
actitudes al aplicar sus conocimientos de las ciencias químicas a situaciones propias de la
profesión en estudio con base en la metodología descrita.
Al conocer y aplicar la estrategia del estudio de casos, resulta grato observar un incremento
en la participación creciente de los estudiantes; su desempeño mejora sustancialmente al
generar las preguntas conductoras de la investigación y de expresar su opinión
fundamentada
Cuando jerarquizan las respuestas, su autoevaluación de conocimientos llega a ser
estresante por las deficiencias que van detectando; sin embargo, les sirve de motivación
para detectar las aplicaciones de los conocimientos que van adquiriendo en su paso por el
estudio de las ciencias básicas en el contexto de su profesión.
La oportunidad de analizar una gran cantidad de información, les permite darse cuenta de la
necesidad de desarrollar su habilidad para discriminarla, jerarquizarla, sintetizarla y
presentarla en forma clara y explícita, así como valorar la importancia de la comunicación
oral y escrita.
Para lograr lo antes expuesto, es conveniente que el profesor diseñe y/o seleccione
diferentes enunciados de situaciones problemáticas que eviten la manipulación memorística
de datos y fórmulas, a la par que promuevan el razonamiento y comprensión de la
información. Los métodos heurísticos de resolución de problemas favorecen esta última
circunstancia mediante el diseño y aplicación de un conjunto de autocuestionamientos que
guían el proceso de resolución.
BIBLIOGRAFÍA
1. Lumsdaine, Edward and Monica Lumsdaine "Creative Problem Solving", McGraw
Hill Inc., 1995, USA.
2. Bucat, B., Shand, T., Thinking tasks in chemistry, 1996, Nedlands, University of
Western Australia, Australia
3. Córdova, J. L.; Dosal, M.A.; Feregrino, V.M.; Ortiz, L.R.; Reza, J.C.; Concepção de
cenários CTS para a aprendizagem de Química Geral; Perspectivas Ciência-
Tecnologia-Sociedade na Inovação de Educação em Ciência; 2004, pp 415-18,
Universidade de Aveiro, Aveiro, Portugal
4. Fogler, H. S., Steven LeBlanc, Strategies for creative problem solving, Prentice
Hall PTR, 1995.