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Investigación en educación en ingeniería

La investigación en educación en ingeniería es el campo de investigación que crea conocimiento que tiene como objetivo definir, informar y mejorar la educación de los ingenieros. Esto se logra a través de la investigación en temas como: epistemología , política, evaluación, pedagogía , diversidad, entre otros, en lo que respecta a la ingeniería . [1]

Historia y antecedentes

La investigación en educación en ingeniería ganó visibilidad durante la década de 1980, aunque la educación formal de los ingenieros en los Estados Unidos se remonta a 1802, con el establecimiento de la Academia Militar de los Estados Unidos en West Point con el propósito de entrenar al cuerpo de ingenieros del Ejército de los EE. UU. [2] [3] La Escuela Rensselaer (ahora Instituto Politécnico Rensselaer ) fue fundada en 1824 y otorgó títulos en ingeniería civil a cuatro estudiantes en 1835. [4]

Impulsado por las preocupaciones sobre la competitividad nacional y el número insuficiente de ingenieros graduados [5], el Informe Neal pidió investigaciones para mejorar la enseñanza y el aprendizaje en los campos STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas). [6]

Al igual que en otras disciplinas, en los años 1990 se puso el foco en la enseñanza académica, como lo demuestra el Informe NRC de 1995, [7] "Engineering education: Designing an adaptive system", influenciado por Ernst Boyer. [8] Este enfoque estuvo motivado principalmente por la necesidad de mejorar la calidad de los ingenieros producidos por las universidades de los EE. UU. Además, en 1993 se relanzó el Journal of Engineering Education , que sirvió como centro de intercambio de información para la investigación académica. [9]

A medida que las preocupaciones sobre la globalización y la necesidad de innovación aumentaron a fines de la década de 1990 y en la década de 2000, la investigación en educación en ingeniería se vio influenciada por los llamados a la reforma para producir la cantidad y diversidad de ingenieros necesarios para abordar los problemas globales. [9]

Continuando con el desarrollo del campo, a principios de la década de 2000 surgieron centros de investigación sobre educación en ingeniería. La Academia Nacional de Ingeniería formó un Comité de Educación en Ingeniería en 1999, el Centro para el Avance de las Becas en Educación en Ingeniería de la academia se estableció en 2002 y el Centro para el Avance de la Ingeniería en 2003. [9]

A mediados de la década de 2000, fondos específicos, publicaciones especializadas, centros de investigación, preparación académica y conferencias que conectaron a la comunidad distribuida proporcionaron la infraestructura necesaria para el floreciente campo de la investigación. [9]

Informes influyentes sobre la historia de la enseñanza de la ingeniería

  1. Mann, C. (1918). Estudio de la educación en ingeniería [10]
  2. Informe Wickenden : Sociedad para la Promoción de la Educación en Ingeniería. (1930). "Informe de la investigación sobre la educación en ingeniería 1923-1929". Pittsburgh, PA.
  3. LE 1995. Informe del Comité de Evaluación de la Educación en Ingeniería de la Sociedad Estadounidense de Educación en Ingeniería. Washington, DC: Sociedad Estadounidense de Educación en Ingeniería. [11]
  4. “Informe verde”. 1995. Educación en ingeniería para un mundo cambiante. Washington, DC: Sociedad Estadounidense para la Educación en Ingeniería. Informe preparado por el Consejo de Decanos de Ingeniería y la Mesa Redonda Corporativa. [12]

Áreas de investigación principales

El Informe de 2006 del Comité Directivo de los Coloquios Nacionales de Investigación en Educación en Ingeniería describió las cinco áreas temáticas clave de la investigación en educación en ingeniería de la siguiente manera: [13]

  1. Epistemologías de ingeniería: investigación sobre lo que constituye el pensamiento y el conocimiento de ingeniería dentro de los contextos sociales actuales y futuros
  2. Mecanismos de aprendizaje de ingeniería: investigación sobre el desarrollo de conocimientos y competencias de los estudiantes de ingeniería en contexto.
  3. Sistemas de aprendizaje de ingeniería: investigación sobre la cultura instruccional, la infraestructura institucional y la epistemología de los educadores de ingeniería.
  4. Diversidad e inclusión en ingeniería: investigación sobre cómo los diversos talentos humanos aportan soluciones a los desafíos sociales y globales y la relevancia de nuestra profesión [la ingeniería].
  5. Evaluación de ingeniería: investigación y desarrollo de métodos, instrumentos y métricas de evaluación para informar la práctica y el aprendizaje de la educación en ingeniería .

Existen varios programas de nivel doctoral ( PhD ) en Educación en Ingeniería, con investigaciones primarias realizadas en las áreas de investigación mencionadas anteriormente. [14] La División de Estudiantes de la Sociedad Estadounidense para la Educación en Ingeniería [15] creó un espacio de trabajo de código abierto con información sobre ingeniería y educación STEM , [16] que incluye una página de recursos de programas de posgrado y/o investigación que otorgan títulos en Educación en Ingeniería. [17]

Otras áreas de investigación

Globalización

Según Borrego y Bernhard, [18] se están desarrollando colaboraciones internacionales en un esfuerzo por crear competencias globales en los estudiantes de ingeniería. La competencia global en ingeniería es la posesión de "conocimiento, capacidad y predisposición para trabajar eficazmente con personas que definen y resuelven los problemas de manera diferente a ellos". [19] Los programas educativos que enfatizan las competencias globales en ingeniería investigan el desarrollo y la evaluación de la competencia global dentro de la práctica de la ingeniería. [20] [21]

Algunos ejemplos de programas de competencia en ingeniería global incluyen:

En Global Engineering Education se enumeran más ejemplos . Los departamentos de investigación y desarrollo de las empresas transnacionales también contribuyen a la investigación educativa internacional. Existen diversos métodos para evaluar la competencia y debates sobre cómo la formación en competencias globales y culturales afecta a la educación en ingeniería. [30] [31] [32] [33]

Culturas de ingeniería globales

En 2008, la NSF aprobó un proyecto titulado "The Engineering Cultures Multimedia Project". Fue realizado mediante el esfuerzo conjunto de "Virginia Tech y Colorado School of Mines para producir módulos basados ​​en CD que exploraran cómo lo que se considera un ingeniero y el conocimiento de ingeniería varía de un país a otro". https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures El objetivo principal de este proyecto era "desarrollar, difundir y evaluar experiencias de aprendizaje que ayuden a los estudiantes a identificar, comprender y valorar perspectivas distintas a las suyas". [34]

Educación en ingeniería preuniversitaria

Los estudios indican que los ingenieros estarán mejor preparados para el estudio riguroso de las ciencias de la ingeniería si se exponen a conceptos de ingeniería en los años previos a los estudios universitarios. Los siguientes recursos se han enumerado para proporcionar a los educadores de nivel primario y secundario información y programas en línea que los ayudarán a llevar el material de ingeniería a sus aulas.

Metodología

La investigación “rigurosa” en la enseñanza de la ingeniería se define como la adhesión a los seis principios rectores del Consejo Nacional de Investigación para la investigación científica . [35] Los seis principios rectores para la investigación científica son: [36]

  1. Plantear preguntas importantes que puedan investigarse empíricamente.
  2. Vincular la investigación con la teoría relevante.
  3. Utilice métodos que permitan la investigación directa de la cuestión.
  4. Proporcionar una cadena de razonamiento explícita y coherente.
  5. Replicar y generalizar en todos los estudios.
  6. Divulgar la investigación para fomentar el escrutinio y la crítica profesional.

Conexión con la práctica

La investigación sobre la enseñanza de la ingeniería se lleva a cabo en función de las demandas y los patrones de la ingeniería en la industria, la política y la educación. A nivel mundial, el énfasis de la investigación se centra en la aplicación educativa. La investigación en la industria y la práctica aún no ha recibido mayor atención. [37]

Política

En los Estados Unidos , ha habido un mayor impulso para el desarrollo de una política formal para la educación de ingenieros. En 1918, el Informe Mann señaló una inminente falta de ingenieros calificados que pudieran ingresar rápidamente a la fuerza laboral. Debería haber más experiencia práctica, los educadores de ingeniería deberían tener experiencia laboral práctica y la enseñanza debería ser más prominente, aunque la investigación también es importante. En 1955, el informe Grinter [11] describió específicamente los estudios de ingeniería de nivel de pregrado y posgrado. Desde entonces, algunas de estas sugerencias, incluido el curso de diseño final de último año, se han implementado en instituciones de ingeniería públicas y privadas.

La política de educación en ingeniería aplicada a los requisitos y planes de estudio de los programas está impulsada externamente hasta cierto punto. La acreditación ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology) ha incorporado las demandas industriales como parte del proceso de acreditación de programas universitarios y de colegios. La ABET EC 2000 enfatiza tanto las habilidades técnicas (diseño, resolución de problemas) como las profesionales (trabajo en equipo, comunicación, pensamiento ético/global). En 2021, los decanos de las facultades de ingeniería de Big Ten+ University escribieron una carta de apoyo a ABET para instar a que se incluyan criterios más específicos en la evaluación general relacionada con la diversidad, la equidad y la inclusión (DEI). [38]

Estándares educativos P-12:

Políticas nacionales como No Child Left Behind y Race to the Top han influido en el reclutamiento y retención de futuros ingenieros.

En abril de 2013, se publicaron los Estándares de Ciencias de Próxima Generación como los estándares científicos para la educación científica desde jardín de infantes hasta el 12.º grado en los Estados Unidos , en reemplazo de los Estándares Nacionales de Educación Científica . Estos incluyen estándares basados ​​en ingeniería integrados en los estándares científicos. La Junta de Gobierno de Evaluación Nacional ha creado un Marco de Tecnología y Alfabetización para la Evaluación Nacional del Progreso Educativo de 2014. Esta será una prueba piloto y puede convertirse en un elemento permanente de las pruebas futuras.

Educativo

Existe una desconexión entre los resultados de las investigaciones sobre la enseñanza de la ingeniería y su aplicación en el aula. Los resultados de las investigaciones se publican en diversas revistas que leen principalmente otros investigadores, no profesores de educación primaria y secundaria ni profesores universitarios ajenos al ámbito de la educación. Esta ruptura de la transferencia entre la investigación y la práctica impide que se alcancen los resultados deseados en el centro de la investigación [39] [18] [37]

Se han hecho propuestas para conectar la práctica de la educación en ingeniería con la investigación en educación en ingeniería. Jesiek et al. (2010) y Borrego & Bernhard (2011) propusieron un modelo cíclico de transferencia entre investigación y práctica. Este modelo permite que la investigación y la práctica se influyan y desarrollen mutuamente de forma continua.

Organizaciones y publicaciones

Existen varias organizaciones profesionales dedicadas a la educación en ingeniería, entre ellas:

Véase también

Referencias

  1. ^ Nazempour, Arshan (2015). "Evaluaciones de boquillas Venturi de costo ultrabajo en clases de ingeniería de pregrado". Sociedad Estadounidense de Educación en Ingeniería . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
  2. ^ Noble, DF (1979). Estados Unidos por diseño: ciencia, tecnología y el auge del capitalismo corporativo.
  3. ^ Reynolds, Terry S. (1992). "La educación de los ingenieros en Estados Unidos antes de la Ley Morrill de 1862", History of Education Quarterly, 32 (invierno): 459-82.
  4. ^ Sociedad para la Promoción de la Educación en Ingeniería. (1930). "Informe de la investigación sobre la educación en ingeniería 1923-1929". Pittsburgh, PA.
  5. ^ Una nación en peligro (1983)
  6. ^ Informe Neal (1986)
  7. ^ Consejo Nacional de Investigación sobre Educación en Ingeniería. 1995. Educación en ingeniería: diseño de un sistema adaptativo. Washington, DC: National Academies Press.
  8. ^ Boyer, EL 1990. La investigación reconsiderada: prioridades del profesorado. Princeton, NJ: Carnegie Foundation for the Advancement of Teaching National Academies Press.
  9. ^ abcd Brent K. Jesiek; Lynita K. Newswander y Maura Borrego (2009). "Investigación en educación en ingeniería: ¿disciplina, comunidad o campo?". Journal of Engineering Education . 98 (1): 39–52. doi :10.1002/j.2168-9830.2009.tb01004.x. S2CID  143045361.
  10. ^ Mann, Charles Riborg (1918). "Un estudio sobre la educación en ingeniería" (PDF) . National Soft Skills .
  11. ^ ab Grinter, LE (1955). "Informe del Comité de Evaluación de la Educación en Ingeniería" (PDF) . asee.org .
  12. ^ "Informe Verde" (PDF) . asee.org . 1994.
  13. ^ Coloquios. (2006). La agenda de investigación para la nueva disciplina de la educación en ingeniería. Journal of Engineering Education (octubre), 259-261.
  14. ^ Murzi, Homero Gregorio (junio de 2015). Análisis comparativo de los programas de doctorado en educación en ingeniería. ISBN 9780692501801. {{cite book}}: |website=ignorado ( ayuda )
  15. ^ "División de estudiantes de la ASEE: la voz de los estudiantes en la Sociedad Estadounidense de Educación en Ingeniería" . Consultado el 13 de octubre de 2021 .
  16. ^ "engineeringeducationlist [licencia para uso no comercial únicamente] / Recurso comunitario de educación en ingeniería". engineeringeducationlist.pbworks.com . Consultado el 13 de octubre de 2021 .
  17. ^ "engineeringeducationlist [licencia para uso no comercial únicamente] / Departamentos y programas de educación en ingeniería (posgrado)". engineeringeducationlist.pbworks.com . Consultado el 13 de octubre de 2021 .
  18. ^ ab Borrego, M., & Bernhard, J. (2011) "El surgimiento de la investigación en educación en ingeniería como un campo de investigación conectado internacionalmente". Journal of Engineering Education . 100 (1): 14–47.
  19. ^ Downey et al., "El ingeniero globalmente competente: trabajar eficazmente con personas que definen los problemas de manera diferente", Journal of Engineering Education , 2006.
  20. ^ Programas de ingeniería global :: Universidad de Purdue – Universidad de Purdue
  21. ^ globalhub.org
  22. ^ "Programas y asociaciones de ingeniería global". Programas y asociaciones de ingeniería global - Universidad de Purdue . Consultado el 13 de octubre de 2021 .
  23. ^ "Programas de ingeniería global". Stanford School of Engineering . 2016-05-02 . Consultado el 2021-10-13 .
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  30. ^ Jesiek, Brent (2018). "Competencia global en ingeniería: herramientas de evaluación y estrategias de capacitación". asee.org .
  31. ^ Dare, Anne Elizabeth (1 de enero de 2011). "Evaluación de competencias globales en ingeniería". Tesis y disertaciones disponibles en ProQuest : 1–93.
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  33. ^ Ortiz-Marcos, Isabel; Breuker, Valeria; Rodríguez-Rivero, Rocío; Kjellgren, Björn; Dorel, Federico; Toffolon, Marco; Uribe, Diego; Eccli, Virna (enero de 2020). "Un marco de competencia global para ingenieros: la necesidad de un mundo sostenible". Sostenibilidad . 12 (22): 9568. doi : 10.3390/su12229568 . hdl : 2434/827416 .
  34. ^ globalhub.org
  35. ^ Borrego, M. (2007). "Dificultades conceptuales que experimentan los ingenieros formados en el aprendizaje de métodos de investigación educativa". Journal of Engineering Education . 96(2): 91.
  36. ^ Shavelson, R., y L. Towne, Investigación científica en educación, Washington, DC: National Academies Press, 2002. Investigación científica en educación, Washington, DC: National Academies Press, 2002.
  37. ^ ab Jesiek, BK, Borrego, M., y Beddoes, K. (2010) "Avanzando con la capacidad global para la investigación en educación en ingeniería (AGCEER): relacionando la investigación con la práctica, la política y la industria". Journal of Engineering Education . 99 (2): 107-119.
  38. ^ "Diversidad, equidad e inclusión" . Consultado el 13 de octubre de 2021 .
  39. ^ Sociedad Estadounidense para la Educación en Ingeniería, 2009