En este apartado ‘Método Ingenieril’ se muestran Procesos de Ingeniería sobre distintas temáticas tecnocientíficas.

Clicando primero en la TEMÁTICA que interese y después en el TÍTULO de uno de los ejemplos que se presentan sobre cómo implementar en el aula la elaboración de un Producto, se accede a la información didáctica y a las fases del proceso ingenieril:

  • La información didáctica de cada ejemplo de Proceso Ingenieril se proporciona a través de cinco links. Se refiere a la temática del proceso ingenieril, el nivel educativo para el que se ha planificado, los autores del mismo y su vinculación con los elementos del currículo: relación entre contenidos tecnocientíficos, competencias clave abordadas, criterios de evaluación y estándares de aprendizaje, evaluados mediante indicadores de logro. Esto último se presenta en una ficha de evaluación del alumno, que sirve al profesor para valorar el grado de adquisición/aprendizaje que se ha logrado en un determinado estándar de aprendizaje.

En nuestro Proceso de Diseño Ingenieril (PDI) los estudiantes definen problemas, se informan sobre los antecedentes, piensan múltiples soluciones posibles, hacen diseños de distintos productos, desarrollan y crean un prototipo, y luego lo evalúan y rediseñan. Esta metodología es muy parecida a la Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación (ECBI), pero durante el PDI el foco es el desarrollo de soluciones prácticas (tanto en la forma de diseño, como en el prototipo o en el modelo), por lo que los grupos de estudiantes prueban sus propias ideas basadas en la indagación, toman diferentes enfoques, cometen errores, aceptan y aprenden de ellos, y vuelven a intentarlo.

  • Hemos estructurado el proceso de diseño ingenieril en cinco fases o etapas de manera cíclica:

 

Fase 1. Define el problema

Se parte de un problema o una necesidad que sea familiar para los estudiantes y que puedan realizar. Su selección debe realizarse minuciosamente, concretando los requisitos y las necesidades a las que se quieren dar solución y aplicando restricciones coherentes y viables. Los requisitos pueden estar relacionados con que el Producto esté basado en algún tópico científico (por ejemplo, funcione con electricidad o con una fuente de energía alternativa, utilice la elasticidad de los materiales), realice unas funciones determinadas (por ejemplo, lanzar un proyectil a una distancia mínima o máxima) o cumpla con unas características determinadas (por ejemplo, en cuanto a dimensiones, seguridad, estética, etc.). Las principales limitaciones que planteamos en las aulas de educación primaria suelen ser de tiempo de ejecución, coste o trabajar con unos materiales determinados (por ejemplo, que el coste no supere un cierto valor, que la ejecución no exceda el tiempo establecido o que sean materiales reciclados o reciclables, o fácilmente disponibles).

Para facilitar el análisis del problema o la necesidad, los estudiantes realizan en la ficha una lista de control, tanto de los requisitos como de las limitaciones que se plantean. De esta forma el docente puede verificar que han comprendido la necesidad a cubrir y están teniendo en cuenta sus requisitos y limitaciones, y a los alumnos les ayudará a reflexionar y a tener disponible esta información a lo largo de todo el proceso.

 

Fase 2. Imagina el producto

Los estudiantes se informan sobre los antecedentes, buscan información sobre el conocimiento tecnológico y científico implicado en un posible artefacto, artilugio, máquina o Producto que responda al problema o necesidad planteada, con sus requisitos y restricciones.

Si los estudiantes ya tienen el conocimiento necesario para abordar el diseño les resultará más sencillo imaginar un Producto. Sin embargo, si no están familiarizados con los conceptos científicos y tecnológicos implicados, es recomendable plantear preguntas indagatorias que les ayuden a construir nuevas ideas y reflexionar sobre las previas para tratar de llegar al conocimiento y/o desarrollar habilidades que les permitan concebir posibles soluciones a la necesidad planteada.

El docente incentivará a los grupos de estudiantes a exponer ideas sobre posibles respuestas a las preguntas, que puedan dar solución al problema, de una forma completa o parcial. Todas las aportaciones serán bienvenidas, pues, en muchas ocasiones, de ellas se pueden generar nuevas que nazcan a partir de desarrollar la de los compañeros o la combinación de varias.

En una ficha, los grupos recogen la información encontrada sobre posibles Productos, sus características, limitaciones, constitución, funcionamiento, etc. Anotan las preguntas que surgen en el aula y apuntan sus ideas y las de los compañeros que consideren de ayuda para dar una respuesta a la necesidad planteada. Al final, escriben una posible forma de abordar la solución.

 

Fase 3. Planifica y diseña

Teniendo en cuenta la información y las ideas más relevantes de la fase anterior, así como la propuesta resolutiva, los grupos deben de tomar decisiones sobre los materiales que van a utilizar, las dimensiones que va a tener el Producto, el procedimiento que se va a seguir para su construcción, sustancias o instrumentos que van a utilizar para ensamblar los distintos componentes, aspectos relativos a la seguridad y riesgos, etc.

Para facilitar estas decisiones, es aconsejable potenciar el uso de modelos y/o dibujos de bocetos de tal forma que los alumnos, a la par que verifican la viabilidad de la solución, visualicen las posibles dificultades que se pueden encontrar en su ejecución.

Es posible (y deseable) que el primer diseño no sea el definitivo y que se tengan que realizar varios intentos para que finalmente puedan elegir cuál va a ser el que van a planificar y posteriormente construir un prototipo.

 

Fase 4. Prueba el prototipo

Es el momento de que cada grupo construya su prototipo. En este proceso los estudiantes pueden encontrar dificultades que no habían tenido en cuenta y que deberán subsanar. Incluso tras probarlo es probable que no obtengan los resultados que esperaban. Unas veces es debido a errores en el proceso de ejecución del prototipo, sin embargo, en otras el diseño planteado no responde a la solución esperada, lo cual requerirá volver a realizar un nuevo diseño o incluso imaginar un nuevo Producto.

Los grupos evaluarán el prototipo verificando si satisface la necesidad planteada y cumple con los requisitos y limitaciones establecidos. Realizarán ensayos, sucederán contrariedades, superarán las dificultades y surgirán nuevas ideas.

 

Fase 5. Mejora el Producto

Una vez que cada grupo ha analizado el prototipo e identificado los puntos débiles del mismo, se plantean modificaciones para mejorar el producto. Se puede volver a la fase de diseño, incluso a la de imaginar el Producto, para dar una mejor solución a la necesidad o problema planteado, creando un nuevo diseño o modificando el anterior, y, por último, construyendo un nuevo y mejorado prototipo.

Para desarrollar la capacidad de autocrítica de los estudiantes, el docente potenciará el intercambio de opiniones y sugerencias en gran grupo sobre los prototipos presentados por los pequeños grupos, analizando detenidamente las diversas soluciones aportadas. Incentivar a los estudiantes a describir, explicar y argumentar a sus compañeros lo realizado es fundamental para construir y comprender el conocimiento científico y tecnológico. Todos los grupos deben presentar en el aula el proceso de diseño ingenieril seguido para la construcción del Producto, durante el devenir de sus fases y, finalmente, mediante un Anexo, reflexionando y comunicando el conocimiento y señalando los argumentos que le identifican de alta calidad.

De todos los prototipos construidos que cumplan las condiciones establecidas, el profesor y todos los estudiantes elegirán el mejor atendiendo a los criterios que se establezcan, por ejemplo: sencillez, seguro, bajo costo, estética, alto grado de satisfacción de la necesidad, etc.