Nuestros estudiantes de séptimo grado (Middle School) trabajaron en el primer trimestre del año en un proceso de diseño de ingeniería, en la clase de ciencia, bajo la orientación de la profesora e ingeniera Carolina Martínez.
Este proyecto en clase inició con la comprensión de los conceptos básicos y una comparación entre el Método Científico y el Proceso de Diseño de Ingeniería (EDP) para reconocer sus similitudes y diferencias, pues ambos son procesos estructurados que permiten a los estudiantes desarrollar habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas, pero presentan diferencias en su enfoque y objetivos.
Ambos son procesos sistemáticos: tanto el método científico como el proceso de diseño de ingeniería siguen pasos organizados que guían a los estudiantes desde la identificación de un problema hasta una conclusión o solución.
De igual manera, enfatizan la experimentación y evaluación. En ambos procesos se recogen datos y se evalúan los resultados, lo que fomenta un pensamiento analítico y la capacidad de tomar decisiones basadas en evidencias. Así mismo, fomentan la colaboración y la creatividad: ambos métodos se benefician de la cooperación y la discusión de ideas, lo que estimula la creatividad y la innovación en los estudiantes.
Para nuestros estudiantes de séptimo, comprender la relación entre el método científico y el proceso de diseño de ingeniería les ayuda a aplicar habilidades científicas y técnicas en contextos prácticos. Al desarrollar un pensamiento estructurado y analítico, los estudiantes pueden abordar tanto proyectos de investigación como de diseño con una metodología coherente y efectiva. Esta comprensión temprana también les permite ver cómo se pueden integrar diversas disciplinas —matemáticas, ciencias, tecnología e ingeniería (STEM) — para resolver problemas del mundo real.
El diseño de puentes como experiencia
Un ejemplo de lo anterior se dio en clase con el uso del simulador “The Bridge Designer”, que les permite a los estudiantes experimentar con el proceso de diseño de ingeniería en un contexto controlado. Al diseñar un puente virtual, los alumnos aplicaron conocimientos de geometría, física y principios de la ingeniería, como la tensión y la compresión, para construir un puente que soportase cargas sin exceder un presupuesto determinado. Este proceso incluyó:
- Identificación del problema: el objetivo era construir un puente que cumpliese con las especificaciones de carga y costo.
- Investigación: los estudiantes exploraron diferentes tipos de puentes y materiales.
- Diseño y pruebas: crearon un modelo y simularon su comportamiento bajo cargas virtuales.
- Evaluación y ajustes: hicieron cambios al diseño basados en los resultados obtenidos hasta obtener un puente funcional y seguro.
A través de este ejercicio, los estudiantes no solo se enfrentaron a desafíos técnicos, sino que también aprendieron a considerar limitaciones presupuestarias y de recursos, lo cual es fundamental en el diseño de ingeniería.
Luego de hacer el ejercicio con el simulador, el reto subió de nivel y debieron pasar a la construcción de una maqueta física de un puente, lo que llevó el aprendizaje a un nivel tangible. Al seguir los pasos del proceso de diseño de ingeniería, los estudiantes desarrollaron:
- Comprensión de principios científicos: al aplicar conceptos como la fuerza, la estabilidad y la resistencia de materiales, los estudiantes conectaron la teoría con la práctica.
- Habilidades de resolución de problemas: también debieron ajustar sus diseños según los resultados de las pruebas y tomar decisiones para optimizar su estructura dentro de las limitaciones de recursos.
- Conciencia sobre el impacto ambiental y social: considerar el entorno y a las personas afectadas por la construcción de un puente ayudó a los estudiantes a desarrollar una perspectiva ética y sostenible del diseño.
Al hacer este ejercicio, los estudiantes adquirieron una apreciación más profunda sobre cómo los ingenieros abordan los desafíos del mundo real, equilibrando criterios técnicos con consideraciones ambientales y sociales. En última instancia, este tipo de proyectos fomenta la confianza en sus habilidades para enfrentar problemas complejos y buscar soluciones innovadoras, integrando los conocimientos científicos con la creatividad y el ingenio.