Método “solución de problemas por objetivos” para la enseñanza de mecánica vectorial en ingeniería, caso de estudio: dinámica •

  • Gustavo Richmond-Navarro Instituto Tecnológico de Costa Rica
  • Juan Luis Guerrero-Fernandez Instituto Tecnológico de Costa Rica
  • Noel Ureña-Sandí Instituto Tecnológico de Costa Rica http://orcid.org/0000-0002-7609-6163
Palabras clave: dinámica; mecánica de materiales; método de enseñanza

Resumen

Se propone un método de enseñanza para la solución de problemas orientado a relacionar directamente las variables de interés con la información disponible en cada caso. El objetivo es fortalecer la capacidad del estudiante de afrontar problemas complejos donde se combinen varios tópicos, además, mejorar su capacidad de identificar el método o teoría adecuada que se debe emplear en cada escenario. Mediante un estudio de caso, se presenta la solución de manera completa y detallada de un problema del curso de Dinámica. Adicionalmente, se muestra la generalización del método mediante su aplicación en un ejemplo del curso de Mecánica o Resistencia de Materiales. Se concluye que las principales ventajas del método propuesto son: la profundización en los conceptos base de ingeniería, el análisis detallado del orden lógico de solución de un problema y la posibilidad de ser implementado ajustando levemente las herramientas tradicionales de enseñanza.

Biografía del autor/a

Gustavo Richmond-Navarro, Instituto Tecnológico de Costa Rica

es Lic. en Ing. en Mantenimiento Industrial del Instituto Tecnológico de Costa Rica, en 2008, BSc. en Física en la Universidad de Costa Rica, en 2009 y MSc. de Ingeniería mención Mecánica, de la Universidad de Chile, en 2014. Desde 2018 cursa estudios de Doctorado en Ingeniería en la Universidad de Costa Rica. Desde el 2009, se unió a la Escuela de Ingeniería Electromecánica del Instituto de Tecnología de Costa Rica, como profesor e investigador, donde labora actualmente. Sus intereses de investigación son las energías renovables, particularmente la eólica, la simulación numérica, los métodos numéricos y la educación en ingeniería. Actualmente está impulsando el desarrollo del LIENE, Laboratorio de Investigación en Energía Eólica, en el Instituto Tecnológico de Costa Rica. Ha participado como ponente en conferencias de ingeniería en Asia, África y América.

Juan Luis Guerrero-Fernandez, Instituto Tecnológico de Costa Rica

es Lic. en Ingeniería en Mantenimiento Industrial del Instituto Tecnológico de Costa Rica, en 2008, y MSc. en Mecatrónica de la Universidad de Ciencias Aplicadas Aachen, Alemania en 2015. Desde el 2009, se unió a la Escuela de Ingeniería Electromecánica del Instituto de Tecnología de Costa Rica, como profesor e investigador y desde 2018 se encuentra realizando estudios de Doctorado en la Universidad de Sheffield, Inglaterra. En el proyecto de doctorado trabaja en el desarrollo de algoritmos para Control Óptimo y Control Predictivo por Modelo para Convertidores de Energía de las Olas (Optimal Control and MPC Algorithms for Wave Energy Converters).

Noel Ureña-Sandí, Instituto Tecnológico de Costa Rica

es BSc. en Ingeniería de los Materiales, con mención en Procesos Industriales en 2009, y Lic. en 2011, ambos del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Se desempeñó en un Laboratorio de Metalurgia Aplicada de 2011 a 2012, en diseño mecánico en el Instituto Costarricense de Electricidad de 2012 a 2014, como ingeniero de manufactura en Vitec Productions Solutions de 2014 a 2017 y desde ese año es docente investigador del área de mecánica del sólido de la Escuela de Ingeniería Electromecánica del Instituto Tecnológico de Costa Rica. También es parte de un proyecto de investigación en Energía Eólica de la Vicerrectoría de Investigación y Extensión y en 2018 se le otorgó la beca Ale-Costa del DAAD para estudios de maestría en Alemania.

Citas

Mason, G., Rutar-Shuman, T. and Cook, K.E., Comparing the effectiveness of an inverted classroom to a traditional classroom in an upper-division engineering course, in: Proc. IEEE Transactions on Education, 56(4), Nov. 2013. DOI: 10.1109/TE.2013.2249066

Beer, F.P., Johnston, E.R. and Cornwell, P., Dinámica. McGraw-Hill, 2010.

Hibbeler, R.C., Ingeniería Mecánica: Dinámica, Pearson, 2010.

Bedford, A.M., Ingeniería Mecánica: Dinámcia, Prentice Hall, 2012.

Sánchez-Soto, I., Antonio-Moreira, M. y Caballero-Sahelices, C., Implementación de una propuesta de aprendizaje significativo de la cinemática a través de la resolución de problemas, Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, 17(1), pp. 27-41, 2009. DOI: 10.4067/S0718-33052009000100004

Ali, M., Ibrahim, N.H., Abdullah, A.H., Surif, J. and Saim, N., Physics problem solving strategies and metacognitive skills: force and motion topics, in: Engineering Education (ICEED), 2014 IEEE 6th Conference, pp. 133-138, 2014. DOI: 10.1109/ICEED.2014.7194702

Muller, D.A., Bewes, J., Sharma, M.D. and Reimann, P., Saying the wrong thing: Improving learning with multimedia by including misconceptions. Journal of Computer Assisted Learning, 24(2), pp. 144-155, 2008. DOI: 10.1111/j.1365-2729.2007.00248.x

Kumsaikaew, P., Jackman, J. and Dark, V.J., Task relevant information in engineering problem solving. Journal of Engineering Education, 95(3), 227, 2006. DOI: 10.1002/j.2168-9830.2006.tb00895.x

Deb, D., Fuad, M.M. and Farag, W., Developing interactive classroom exercises for use with mobile devices to enhance class engagement and problem-solving skills, in: Frontiers in Education Conference (FIE), IEEE 2014, pp. 1-4. DOI: 10.1109/FIE.2014.7044043

Toro-Carvajal, L.A., Ortiz-Álvarez, H.H. y Jiménez-García, F.N., Solución de problemas complejos de ingeniería empleando sistemas cognitivos especializados como motivación en la enseñanza de matemáticas avanzadas para ingeniería. Rev. Educación en Ingeniería, 11(22), pp. 31-38, 2016. DOI: 10.26507/rei.v11n22.641

Pedraja-Rejas, L., Desafíos para el profesorado en la sociedad del conocimiento. Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, 20(1), pp. 136-144, 2012. DOI: 10.4067/S0718-33052012000100014

Riley, W.F. y Sturges, L.D., Ingeniería mecánica: Dinámica. Reverté, 1996.

Pytel, A. y Kiusalaas, J., Ingeniería Mecánica: Dinámica, Cengage Learning, 2012

Gere, J.M. y Goodno, B.J., Mecánica de materiales, Cengage Learning, 2009.

Publicado
2019-07-19
Cómo citar
Richmond-Navarro, G., Guerrero-Fernandez, J. L., & Ureña-Sandí, N. (2019). Método “solución de problemas por objetivos” para la enseñanza de mecánica vectorial en ingeniería, caso de estudio: dinámica •. Revista Educación En Ingeniería, 14(28), 25-32. https://doi.org/10.26507/rei.v14n28.974