Estudio de caso y modelado matemático en la formación de ingenieros: Caracterización de habilidades STEM

• María D. Aravena Díaz ^[1] ; Danilo Díaz Levicoy ^[1] ; Francisco Rodríguez Alveal ^[2] ; Noemí Cárcamo Mansilla ^[1]
  1. [1] Universidad Católica del Maule

     Universidad Católica del Maule

     Provincia de Talca, Chile

     
  2. [2] Universidad del Bío-Bío

     Universidad del Bío-Bío

     Comuna de Concepción, Chile

     
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 30, Nº. 1, 2022, págs. 37-56
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Case study and mathematical modeling in the training of engineers: Characterization of STEM skills
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• Resumen
  • español

    El articulo aborda la formación matemática para ingenieros, los que requieren nuevas habilidades para enfrentar desafíos y demandas sociales, que giran cada vez más en torno a STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemática). La literatura evidencia la importancia de integrar STEM, desde los primeros niveles, usando modelado matemático como puente entre las disciplinas, para prepararlos en el estudio de problemas, soluciones y propuestas, que respondan a necesidades del medio externo. El objetivo fue caracterizar las habilidades STEM, de los estudiantes de primer año de ingeniería, cuando integran conocimientos en la resolución de casos reales, usando el modelado matemático como base del proceso de aprendizaje, en espacios de trabajo colaborativo. Se diseñó una secuencia didáctica, en temas de álgebra y cálculo, usando como estrategia de enseñanza el método de casos. La metodología fue cuantitativa, mediante análisis de contenido de sus producciones. Participaron 4 carreras de ingeniería (civil, industrial, informática y construcción), donde se seleccionó una muestra aleatoria, que corresponde a estudiantes de las carreras de informática y construcción. En el análisis de datos se utilizó estadísticos descriptivos, estadística inferencial y componentes principales. Los principales resultados mostraron que los estudiantes sobrepasan, en promedio, el nivel de competentes en las habilidades STEM, pero siguen presentando debilidades en: interpretar soluciones matemáticas, proyectar el modelo y diseñar soluciones para ingeniería, la cual es atribuida a dificultades en representar en 3D, aplicando propiedades geométricas. Lo anterior, fue comprobado por la falta de asociación entre las habilidades tecnológicas y de ingeniería, para integrar conocimientos.

  • English

    The article addresses the mathematical training for engineers, who require new skills to face social challenges and demands, which increasingly revolve around STEM (science, technology, engineering and mathematics). The literature shows the importance of integrating STEM, from the first levels, using mathematical modeling as a bridge between disciplines, to prepare them in the study of problems, solutions and proposals that respond to the needs of the external environment. The objective was to characterize the STEM skills of first-year engineering students, when they integrate knowledge in solving real cases, using mathematical modeling as the basis of the learning process, in collaborative workspaces. A didactic sequence was designed, in algebra and calculus topics, using the case method as a teaching strategy. The methodology was quantitative, through content analysis of their productions. Four engineering college careers participated (civil, industrial, informatics and construction), where a random sample was selected, corresponding to students from informatics and construction. Descriptive statistics, inferential statistics and main components were used in the data analysis. The main results showed that students exceed, on average, the level of competent in STEM skills, but continue to present weaknesses in: interpreting mathematical solutions, projecting the model and designing solutions for engineering, which is attributed to difficulties in representing in 3D, applying geometric properties. The above, was verified by the lack of association between technological and engineering skills, to integrate knowledge.