Diseño de Unidad Didáctica basada en PBL para el estudio de pórticos hiperestáticos

Abstract

This project focuses on the design of a didactic unit to deal with topics related to the analysis of gantries in hyper static condition. This seeks to generate an alternative resource to traditional training dynamics, basing activities on problem-based learning (PBL), from which principles such as problem-solving as a guideline of the training process, self-training, and based learning are obtained. in group work and experience. The didactic unit materializes these pedagogical concepts through the planned activities, which revolve around a didactic guide and an experimental bench designed for this purpose. The training processes carried out by this unit were implemented in two undergraduate courses of the Department of Mechanical and Mechatronic Engineering of the National University of Colombia, Bogotá. To measure the effects of this type of pedagogical activities, evaluations were carried out at different points in the training process and in different ways. One of them was to measure the level of progress of the students during the development of the activities by means of an initial test and a progress test, with which it was possible to compare an initial state and a later state. The results show that after carrying out the proposed activities, which consisted of posing an engineering problem, exposing an analytical solution method and carrying out an experimental laboratory practice, 74% of the students obtained a considerable improvement in the results of the tests, evidencing the benefit of the implementation of activities that were fundamentally carried out outside the classroom, with 80% of autonomous work.

Este proyecto se centra en el diseño de una unidad didáctica para tratar temas relacionados con el análisis de pórticos en condición de hiperestaticidad. Con ello se busca generar un recurso alterno a las dinámicas de formación tradicional, fundamentando las actividades en el aprendizaje basado en problemas (PBL), de donde se obtienen principios como el planteamiento de problemas como directriz del proceso formativo, la autoformación, el aprendizaje basado en la experiencia y el trabajo grupal. La unidad didáctica materializa estos conceptos pedagógicos a través de las actividades planeadas, las cuales giran en torno a una guía didáctica y un banco experimental diseñados para tal fin. Los procesos formativos llevados a cabo por esta unidad fueron implementados en dos cursos de pregrado del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. Para medir los efectos de este tipo de actividades pedagógicas, se realizaron evaluaciones en diferentes puntos del proceso formativo y de diferentes formas. Una de ellas, fue medir el nivel de progreso de los estudiantes durante el desarrollo de las actividades mediante una prueba inicial y una prueba de progreso, con lo cual fue posible comparar un estado inicial y un estado posterior. Los resultados muestran que luego de realizar las actividades propuestas, las cuales consistieron en plantear un problema de ingeniería, exponer un método de solución analítico y realizar una práctica experimental en laboratorio, el 74% de los estudiantes obtuvo una mejoría considerable en los resultados de las pruebas, evidenciando el beneficio que tiene la implementación de actividades que fundamentalmente fueron desarrolladas fuera del aula de clase, con un 80% de trabajo autónomo.