Cambio de currículo y acreditación de carrera en Ingeniería

Eléctrica: problemas y estrategias para su solución

Resumen La carrera de Ingeniería Eléctrica de La Facultad Regional Bahía Blanca de la Universidad Tecnológica Nacional ha cambiado su currículo dos veces en los últimos 17 años. La primera tuvo lugar en el año 1995 y la segunda en el año 2004 como consecuencia del proceso de acreditación de carreras. En 1995 se incorporó a las incumbencias Automatización y Control, mientras que en 2004 quedaron de manifiesto entre otras deficiencias altos índices de deserción y desgranamiento. El presente trabajo analiza los problemas más importantes que se generaron con ambos cambios, y reseña las estrategias aplicadas articuladamente para la incorporación de nuevos contenidos y la disminución de las carencias objetadas por la acreditación. En particular y en primer lugar, se tratará la manera en que, con la colaboración de alumnos, se implementaron ayudas didácticas para el desarrollo de actividades prácticas de las nuevas asignaturas. Posteriormente se detallarán las acciones realizadas para activar la relación universidad – nivel medio y la reducción de los índices mencionados siendo una de las más importantes la creación del Grupo de Robótica y Simulación (G.R.S.) integrado y gestionado por alumnos de las ingenierías eléctrica, electrónica y mecánica de la Facultad y carreras afines de la Universidad Nacional del Sur; involucrando a los estudiantes y motivando su activa participación. Palabras Claves: Acreditación. Cambio de currículo. Articulación con el secundario. Apoyo a alumnos.

Abstract Electrical Engineering at Bahía Blanca Regional Faculty (FRBB), National Technological University (UTN), has changed his curriculum twice in the last 17 years. The former took place in 1995 and the last in 2004 as a result of the national qualifying process of all engineering programs in Argentina. In 1995, some matters such as Automation and Control, among others, were incorporated in order to fulfill the industrial exigencies, whereas in 2004 were in evidence deficiencies such as high indices of defection, low number of graduates, among others. In this paper the most important problems arisen with those changes are analyzed, and the results of the strategies applied to incorporate new contents and to reduce the deficiencies challenged through the qualifying, are also evaluated. In particular with the collaboration of students, teaching aids were implemented in the new subjects. Subsequently, the actions taken to activate the relationship Secondary–University, as a path to reduce the loss of interest in engineering topics, are described. One of the most important aspects of this strategy was the creation of the Simulation and Robotic Group (S.R.G.), integrated and managed by the students that interact between the technical high schools and the university. Key words: Accreditation process. Secondary-University articulation actions for recruiting. Students’ engagement.

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Cambio de currículo y acreditación de carrera de Ingeniería Eléctrica: Problemas y Estrategias para su solución

1.- INTRODUCCIÓN La Universidad Tecnológica Nacional actualizó el plan de estudios de la Carrera Ingeniería Eléctrica en el año 1995 mediante ordenanza Nº 765 del Consejo Superior (1), incorporando modificaciones de importancia con respecto al currículo anterior. Entre ellas se rescata: la incorporación de tres orientaciones diferentes, la creación de materias integradoras por nivel y la ampliación de las incumbencias del Título. Además, se redujo la duración de la carrera de seis a cinco años. Con el objeto de ampliar el espectro laboral de los futuros ingenieros, la ordenanza definía como nuevas orientaciones a Potencia, Construcciones Electromecánicas y Electrónica Industrial, Instrumentación y Control. De acuerdo a la cantidad de inscriptos en cada orientación, se abrieron en la Facultad Regional Bahía Blanca (F.R.B.B.): Potencia y Electrónica Industrial Instrumentación y Control (E.I.I.C.). Las materias eran comunes desde el primer al cuarto nivel y la orientación se definía recién en las asignaturas del quinto año. La inclusión de las asignaturas integradoras tuvo como objetivo realizar la integración tanto horizontal como vertical de los conocimientos adquiridos por el alumno. A las incumbencias del Título se agregó Automatización y Control con lo cual fue necesario incorporar temas y laboratorios, hasta ese momento inexistentes. En el primer proceso de Acreditación de Carreras, se recomendó incrementar las actividades de investigación propia y ejecutar acciones conducentes a disminuir las altas tasas de deserción y desgranamiento. Por lo cual, la carrera presentó planes de mejora con compromisos para superar dichas deficiencias y así, obtuvo la acreditación por tres años. La primera cohorte del plan de 1995 alcanzó el quinto año en el año 2000. Con la incorporación de la orientación E.I.I.C. y la inclusión de Automatización y Control en las incumbencias, fue necesario que la Carrera incorporara nuevos contenidos teóricos y tecnología en sus laboratorios como soporte de las actividades prácticas, fundamentales en ingeniería. Cabe aclarar que dichas mejoras se dieron entre los años 2001 a 2003 dentro de un marco de rigurosa restricción económica. Luego de obtener la acreditación por tres años, el Rectorado en conjunto con los Directores de Carrera adecuaron el plan de estudios a los requerimientos de la CONEAU por medio de la Ordenanza 1026 (2), manteniendo las incumbencias e incorporándose materias electivas con el objeto de brindar al alumno mayores alternativas a la hora de definir el futuro campo de actuación profesional. A continuación se desarrollarán las medidas adoptadas para la incorporación de la nueva incumbencia y las estrategias aplicadas para introducir a los alumnos en la profesión desde el primer nivel, intentando desarrollar en ellos los conceptos de actividades grupales interdisciplinarias, y así, disminuir el impacto que se produce en la transición del nivel medio al superior, con el fin de reducir el desgranamiento y la deserción. 2.- PLAN DE ESTUDIO 1995. ORIENTACIÓN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL La orientación E.I.I.C. del plan 1995 de la Carrera de Ingeniería Eléctrica incorporó las asignaturas Electrónica II, Electrónica Aplicada, Instrumentación Industrial manteniendo los contenidos de Electrónica del plan anterior cambiando su denominación a Electrónica I. Se agregó además, en calidad de electiva, la materia Controladores y redes industriales (ver tabla 1). Los docentes de cada asignatura en reunión con el Jefe de Laboratorio presentaron los requerimientos de trabajos prácticos. Se decidió entonces la creación, en conjunto con Ingeniería

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Tabla 1.- Cambio de asignaturas según los planes.

Plan 85 Plan 95 Observaciones Electrónica Electrónica I Mantiene contenidos Electrónica II Incorpora contenidos Electrónica Aplicada Electrónica Aplicada Cambio de contenidos Instrumentación Industrial Materia electiva Controladores y Redes

Industriales Materia electiva

Mecánica, de un nuevo laboratorio denominado Grupo de Eléctrica y Mecánica de Automatización (G.E.M.A.) para contener las nuevas actividades y además modificar la didáctica empleada pasando de la tradicional, en la cual el alumno adoptaba una actitud pasiva, por otra donde su participación activa fuese el eje central. Para las tres materias de electrónica la bibliografía incluye los temas teóricos usuales que se imparten en las Universidades con enfoques tradicionales de análisis o modernos ambientes computacionales. En ambos casos resulta escaso el contacto de los estudiantes con desarrollos prácticos circuitales que confirmen los conceptos teóricos produciéndose una disociación entre teoría y práctica, en muchos casos manifestada por los alumnos. Por otro lado la bibliografía actual provee material informático, esto es, programas de cálculo, análisis y simulación en CD´s o DVD´s y sitios de internet, no obstante no desarrollan competencias en actividades prácticas de desarrollo de circuitos. Se decidió entonces que cada clase estuviera compuesta por una parte teórica y a continuación la práctica de laboratorio del tema expuesto, tratando en primer término el desarrollo analítico de cálculo, debiendo luego cada alumno implementar el circuito en cuestión. La interconexión de los componentes electrónicos tales como diodos, transistores, etc. se realizó sobre placas de pruebas (protoboards), al igual que para el análisis de circuitos integrados analógicos simples (por ejemplo Amplificadores Operacionales). Luego de analizadas las características de los amplificadores operacionales para las aplicaciones circuitales, los alumnos construyeron cuatro módulos individuales de diseño propio (figura 1), para facilitar el cambio de componentes y visualizar los diferentes comportamientos.

Figura 1.- Módulos analógicos. Estos módulos se utilizaron además en aplicaciones de sistemas de control para la implementación de las funciones transferencia previamente tratadas en el ambiente de simulación virtual VISSIM. Simultáneamente para realizar las prácticas de electrónica digital se desarrollaron dos módulos, (figura 2), dotados con un generador de tres frecuencias de reloj, entradas de niveles altos y bajos seleccionables manualmente y ocho indicadores lumínicos (led´s) y dos dígitos de siete segmentos para el monitoreo de las salidas de los circuitos realizados sobre una protoboard integrada. Si bien las frecuencias generadas presentaban pequeñas inestabilidades, resultaron adecuadas para las aplicaciones didácticas.

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Figura 2.-Módulo digital.

Para la construcción de los módulos se utilizaron materiales de rezago. La adquisición de los componentes faltantes se realizó con el aporte de docentes y alumnos.

Figura 3. Simulador de sistemas de control.

El aporte en donación de un simulador de sistemas de control (figura 3), algunos de cuyos módulos no funcionaban posibilitó, luego de su reparación llevada a cabo también por alumnos, el desarrollo de actividades prácticas complementando las desarrolladas con los módulos. En una etapa posterior, otro grupo realizó la digitalización de la etapa de control utilizando la plataforma LabView (figura 4), tomando las señales de entrada y realimentaciones, llevando a cabo el procesamiento en una PC y generando las acciones de control hacia la etapa de potencia. Figura 4a.- Hardware modificado. Figura 4b.- Ambiente de trabajo en PC.

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Complementando las aplicaciones de instrumentación y control para las asignaturas Instrumentación Industrial y Controladores y Redes Industriales se desarrolló un módulo de entrada a PC para la conversión analógica digital (figura 5), y otro de salida para control SI-NO (figura 6), ambos para conectar en el puerto paralelo de una computadora personal (Pc). En las figuras puede apreciarse la construcción en carcasas de computadoras Commodore 64 obsoletas. Figura 5.- Módulo ADC. Figura 6.- Módulo E/S Puerto Paralelo. La asignatura Instrumentación Industrial generó la necesidad de disponer de sensores, actuadores controladores, etc. no disponibles en el laboratorio. El aporte de componentes reemplazados en empresas posibilitó el armado de diferentes aplicaciones con termocuplas, RTD´s y diferentes controladores electrónicos, dando lugar al desarrollo del banco didáctico de la figura 7.

Figura 7.- Banco didáctico para Instrumentación.

Por último, sucesivas cohortes desarrollaron dos bancos de PLC para las aplicaciones de Instrumentación Industrial y Controladores y Redes Industriales (figura 8).

Figura 8.- Bancos de PLC.

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Si bien es mayor la cantidad de desarrollos llevados a cabo por los alumnos de la carrera, los ejemplos expuestos se consideran suficientes para demostrar que la circunstancia de un cambio de plan de estudio ha sido un factor que posibilitó el cambio de paradigma, de tal manera que se pasó de tener un alumno totalmente pasivo a uno altamente participativo, desarrollando durante el proceso de formación capacidades individuales a través de desarrollos bajo la guía de docentes. Durante la experiencia se impulsaron además las actividades grupales por su importancia en la formación del ingeniero actual. Desde el punto de vista de la Carrera, la modalidad adoptada posibilitó el armado de un laboratorio acorde a los requerimientos de las asignaturas con pequeña inversión debido al uso de componentes y materiales de rezago y donaciones de algunos componentes realizadas por empresas. 3.- RELACIÓN UNIVERSIDAD – NIVEL MEDIO En el año 2001 el ingreso a la carrera de Ingeniería Eléctrica en la Facultad Regional Bahía Blanca se había reducido significativamente. Luego de un profundo análisis, la carrera decidió buscar una actividad que resultara atrayente a los egresados del nivel medio, optándose por la robótica, la cual resultaba afín al nuevo plan de estudio. Con este fin, se constituyó un Grupo denominado Grupo de Robótica y Simulación (G.R.S.) (4) con alumnos avanzados de la carrera, quienes llevaron a cabo la confección de un reglamento para la actividad y tomaron a su cargo la gestión y difusión de la actividad. Ésta, constituía en visitas a instituciones de nivel medio de la ciudad y la zona, hasta un radio de 200 km. Al mismo tiempo se abocaron a la tarea de obtener sponsors que financiara la actividad, debido a que la universidad no se encontraba en condiciones económicas para solventar todos los gastos. La primera competencia tuvo lugar en el año 2003, con la participación de cuatro robots: dos del Grupo G.R.S., uno de la Escuela Nacional de Educación Técnica Nº 1 de Bahía Blanca y uno de la Escuela Técnica de Base Naval Puerto Belgrano. Figura 9.- Evolución de la cantidad de Figura 10.-Evolución de la cantidad de robots instituciones participantes. participantes. En los años siguientes, se prosiguió con la actividad y en la última competencia llevada a cabo en noviembre de 2011, la cantidad de instituciones participantes fue de 26 establecimientos educativos incluido algunos particulares (ver tabla 2), los cuales presentaron 110 robots. La evolución de Instituciones participantes como de los robot puede observarse en la figura 9 y figura 10 respectivamente.

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Tabla 2.- Participantes 9na Competencia - Año 2011.

Institución / Participante Ciudad/Provincia

Cantidad de Robots

E.E.T. N°28 República Francesa C.A.B.A. 9 Instituto La Salle Florida - Buenos Aires 5 Escuela Técnica Raggio C.A.B.A. 6 E.P.E.T. N° 4 Juan Agustín Larrús General Acha - La Pampa 8 Escuela Cooperativa Técnica Los Andes Bariloche - Rio Negro 6 Escuela Técnica O.R.T. -Almagro C.A.B.A. 13 E.E.T. N° 1 Ayacucho -Buenos Aires 4 Instituto Madero Villa Madero -Buenos Aires 1 Instituto Centenarios Base Naval Puerto Belgrano -Buenos

Aires 2

Particular Punta Alta -Buenos Aires 2 U.T.N.- F.R.B.B. Bahía Blanca -Buenos Aires 6 Universidad Nacional de La Matanza San Justo - Buenos Aires 9 U.T.N.-Facultad Regional Paraná Paraná - Entre Ríos 4 Equipo de Robótica Ex alumnos E.E.T. N°1

Pilar - Buenos Aires 2

U.T.N.- F.R. Santa Fe San Francisco - Córdoba 2 Particular Fray Luis Beltrán - Santa Fe 1 Laboratorio de Robótica - U.B.A. C.A.B.A. 3 Club de Robótica - Facultad de Ingeniería U.B.A. C.A.B.A. 8 U.T.N.- F.R.B.A. C.A.B.A. 2 E.N.E.T. N°2 General San Martin Barranqueras - Chaco 13 Universidad Nacional de Mendoza Mendoza - Mendoza 3 Particular La Plata - Buenos Aires 1

Paralelamente a las competencias en sí, el Grupo continuó con su proyección dentro y fuera de la Facultad, incorporándose alumnos de otras carreras, tales como Ingeniería Mecánica e Ingeniería Electrónica de ésta Facultad y de la Universidad Nacional del Sur (U.N.S.), alumnos de las carreras de Ingeniería Eléctrica y Computadoras y de la Licenciatura en Ciencias de la Computación. La competencia cuenta con el aval del consejo directivo de la F.R.B.B., y ha sido declarada de interés municipal por el Concejo Deliberante de la ciudad de Bahía Blanca y de la Legislatura de la Provincia de Buenos Aires. 4.- IMPACTO SOBRE LA CARRERA El desarrollo del Grupo de Robótica y Simulación (G.R.S.) (4) ha sido de gran impacto tanto sobre los alumnos como sobre la carrera. Sobre los alumnos ha generado el espíritu de emprendedorismo fundamental en la sociedad actual. Ha desarrollado la capacidad para la adaptación al trabajo en grupos heterogéneos. Ha contribuido a despertar la creatividad debido a que los robots deben construirse en su mayor parte con materiales de rezago permitiéndose solo

Figura 11.-Incremento de la cantidad de alumnos ingresantes a la carrera.

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componentes nuevos para la electrónica. Ha contribuido desarrollar o incrementar capacidades tanto para el manejo de hardware como de software debido a que, por tratarse de robots autónomos, deben desarrollarse algoritmos para distintas estrategias de ataque, evasión o defensa. Para la carrera ha contribuido con una mayor difusión de sus contenidos y características incrementando el número de ingresantes llegando a 52 en el año 2012 según puede apreciarse en la figura 11. Por tratarse de un problema común a todas las carreras, la Facultad ha implementado un sistema de tutorías con el objeto de disminuir la deserción, a cargo del Gabinete Psicopedagógico. La tarea es llevada a cabo por un grupo de docentes de todas las carreras adecuadamente capacitados. Paralelamente, la Carrera lleva a cabo distintas actividades de apoyo a los estudiantes, orientada en particular hacia los dos primeros niveles. Es en los laboratorios donde se ha generado un ambiente que contiene al alumno desde su ingreso con el objeto de facilitar su adaptación a la universidad (3). Coordinadas por docentes, algunos de los cuales forman parte del equipo tutorial de la Facultad, se realizan tareas de apoyo a las asignaturas como complemento de los contenidos teóricos y prácticos. Simultáneamente se efectúan trabajos prácticos de laboratorio, acordes al nivel de los alumnos, con el objeto de introducir al alumno desde el momento de su ingreso en las particularidades de la profesión. En general las actividades las llevan a cabo alumnos avanzados de la carrera integrados en el grupo “Conexión Eléctrica” de lunes a sábado, siendo este último el día de mayor actividad. Si bien se tiene una muy buena respuesta de los alumnos a estos estímulos, no se dispone aún de datos confiables debido a que el año 2012 se realiza por tercera vez. 5.- CONCLUSIONES La circunstancia de cambio de plan de estudio ha sido el factor que posibilitó el cambio de paradigma de tal manera que se pasó de tener un alumno totalmente pasivo a uno altamente participativo desarrollando durante el proceso de formación capacidades individuales, a través de desarrollos bajo la guía de docentes. Se han puesto en práctica estrategias que posibilitaron el incremento de la matrícula de ingreso, y se encuentra en ejecución un plan para facilitar el tránsito del alumno desde el Nivel Medio hasta la Universidad a través de acciones que tienen en cuenta tanto los factores personales, tratando de lograr la identificación temprana con la carrera y desarrollar el sentido de pertenencia, como tecnológicos a través de las actividades en los laboratorios.

Referencias

(1) Universidad Tecnológica Nacional – Rectorado Ordenanza 765. Aprueba el diseño curricular de Ingenieria Eléctrica. Buenos Aires. (Diciembre de 1994).

(2) Universidad Tecnológica Nacional – Rectorado Ordenanza 1026. Adecua el Diseño Curricular de la Carrera Ingeniería Eléctrica. San Miguel de Tucumán. (Agosto de 2004).

(3) Vélez, Gisela. “Ingresar a la universidad. Aprender el oficio de estudiante universitario”. Cuadernillos de

actualización para pensar la enseñanza universitaria. Universidad Nacional de Río Cuarto, Año 2, N° 1. (Noviembre de 2005).

(4) Página web del Grupo de Robótica y simulación : www.grsbahiablanca.com .ar .