ANÁLISIS METODOLÓGICO DE LA ASIGNATURA...
Armando A. Díaz García
Tecnología Química, Vol. XX, No. 2, 2000
ISSN: 0041-8420
ANÁLISIS METODOLÓGICO DE LA ASIGNATURA OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS II
(FLUJO DE FLUIDOS)
Armando A. Díaz García, Isolina Avila Martínez Universidad de Oriente
En este trabajo se muestra el método seguido por los autores para el análisis metodológico de las asignaturas. El mismo está basado en el uso de una matriz que relaciona las habilidades y los contenidos para desarrollar en las clases prácticas. Se ejemplifica el método sobre la base de la asignatura Operaciones Unitarias II (flujo de fluidos) impartida en el tercer año de la carrera de ingeniería química.
Palabras clave: operaciones unitarias, flujo de fluidos.
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The method followed by the authors for the methodological analysis of the matter is shown in this article. The system is based on the use of informations about the abilities and contents which must be expected in practical activities related through a matrix. It is illustrated through the subject Unit Operations II (Fluid Flow) which is imparted to the 3rd year students of Chemical Engineering.
Key words: unit operations, fluid flow.
Introducción
Uno de los trabajos que se acomete actual- mente en el desarrollo metodológico de las asig- naturas de nuestros planes de estudio, consiste en estructurar el montaje de las asignaturas, de ma- nera que se consiga el óptimo desarrollo de las habilidades planteadas en el programa; para ello existen muchas formas y a nuestro juicio, una de las más válidas podría ser el incrementar al máxi- mo el número de ejercitaciones directas por parte de los estudiantes, partiendo desde una fase inicial en la cual se logre una independencia determinada (fase compartida), caracterizada porque en ella el profesor enseña las característi- cas particulares de los métodos de cálculo y cómo deben ser utilizados para alcanzar eficacia y exactitud en los cálculos; pasando luego por una etapa de ejercitación en la cual, con un apoyo mínimo, el estudiante mediante la práctica apren- de el “oficio” del cálculo.
Finalmente, debe existir una etapa en la que el estudiante se enfrenta por sí solo a un problema
particular y lo resuelve completamente, evaluán- dose en esta etapa el grado de independencia y las habilidades adquiridas.
El trabajo metodológico en Operaciones Unitarias II
En el caso de las Operaciones Unitarias II se ha venido trabajando en incrementar el número de actividades prácticas, y para lograrlo ha sido necesario diseñar una estructura de distribución de conferencias y clases prácticas que permita lograr los objetivos trazados.
En la actualidad, la asignatura está diseñada de manera que el estudiante se va enfrentando progresivamente (de lo sencillo a lo complejo) a problemas que van creciendo en complejidad y en los cuales se produce las reiteraciones necesa- rias para el aprendizaje, pero no es posible dispo- ner de tiempo para que el estudiante desarrolle actividades completas por sí solo.
Como se puede observar, en esta estructura se ve cada tema como un problema aparte o caracte- rístico, y aunque está previsto en los planes de clase vincular los capítulos de forma integral en problemas generales, no siempre se logra.
Un método para estructurar la distribución de clases prácticas y conferencias
Para lograr una mayor eficacia se ha pensado que, disminuyendo al máximo posible el número de
temas, haciendo las temáticas más abarcadoras, incrementando al máximo el número de clases prácticas y manteniendo una adecuada reiteración del uso de los métodos enseñados, es posible obte- ner una estructura óptima si se dispone de tiempo suficiente para garantizar un verdadero trabajo in- dependiente de los estudiantes.
Se explicará el método mediante un ejemplo:
Para ello es necesario tener en cuenta las habilida- des planteadas en el programa de la asignatura, y a cada una de ellas se le asigna un número de orden.
Listado de habilidades
De acuerdo con el listado de habilidades y teniendo en cuenta la experiencia del trabajo desarrollado anteriormente, se realizó un listado de las clases prácticas mínimas necesarias para enseñar básicamente los contenidos y métodos
de cálculo. Se hace énfasis en que este listado de clases prácticas corresponde sólo a aquéllas en las que se enseñará por primera vez algún ele- mento nuevo que no ha sido practicado en clases anteriores.
El plan temático actual es el siguiente:
Tema No.
Título C
(h)
Cp (h)
L (h)
Total (h)
I Flujo de fluidos incompresibles 6 16 4 26
II Flujo de fluidos compresibles 2 4 - 6
III Bombas 4 10 2 16
IV Medidores de flujo 4 6 2 12
V Flujo no newtoniano 4 4 - 8
VI Movimiento relativo sólido-fluido 4 6 2 12
TALLER 21
Total 24 46 10 101
No. Habilidad
1 Aplicar balances de energía mecánica (BEM) en fluidos incompresibles.
2 Aplicar balances de energía mecánica (BEM) en fluidos compresibles., 3 Aplicar los balances a problemas con redes sencillas.
4 Dimensionar y/o seleccionar medidores de flujo.
5 Seleccionar bombas de acuerdo con condiciones de proceso.
6 Aplicación de balances de energía mecánica a sistemas de bombeo.
7 Análisis del funcionamiento de sistemas hidrodinámicos.
8 Análisis del funcionamiento de medidores en sistemas de flujo.
9 Cálculos hidrodinámicos en fluidos no-newtonianos.
10 Cálculo de la fuerza de arrastre y velocidad de caída de sólidos en el seno de fluidos.
11 Cálculo de las pérdidas por flujo a través de medios porosos.
El total de horas necesarias para desarrollar las clases prácticas compartidas es de 36 h, to- mando clases de 2 h.
Establecidas las horas necesarias para desa- rrollar las clases prácticas compartidas, se hace necesario determinar el tiempo requerido para impartir las conferencias; de este modo debe hacerse un listado de las conferencias mínimas indispensables para dar los fundamentos teóricos necesarios y orientar el estudio independiente.
En este aspecto es necesario aclarar que se concibe las conferencias de manera que los as-
pectos esenciales de método sólo se presentan de forma básica en general, pues serán vistos en detalle en clases prácticas; otros elementos serán orientados para su estudio, y en las ocasiones que resulte beneficioso se explicará alguna de- ducción o demostración.
Con vistas a disminuir el número de conferen- cias se hace necesario modificar la estructura del plan temático, según nuestro criterio, el que se presenta a continuación es más general y abar- cador:
Cp No. Contenido
1 BEM en incompresibles sin aplicar error y tanteo.
2 BEM en incompresibles aplicando error y tanteo.
3 BEM en compresibles sin aplicar error y tanteo.
4 BEM en compresibles aplicando error y tanteo.
5 Selección de tuberías.
6 Cálculo de flujo en redes de tuberías.
7 Cálculos en medidores.
8 Dimensionamiento de medidores de flujo.
9 Cálculos en sistemas de bombeo.
10 Cálculos de consumo de potencia en sistemas de bombeo.
11 Selección de bombas.
12 Análisis del funcionamiento de sistemas de bombeo serie y/o paralelo.
13 Análisis del funcionamiento de sistemas de bombeo con equipos en la línea.
14 Dimensionamiento de orificios en sistemas de bombeo.
15 BEM en fluidos no-newtonianos.
16 Cálculos de movimiento relativo de sólidos y fluidos.
17 Cálculos en medios porosos (camas empacadas).
18 Análisis del funcionamiento de sistemas de bombeo con camas empacadas.
Listado de Clases Prácticas
Tema No. Título C Cp L Total
I Flujo de fluidos 8 16 6 30
II Bombas 4 12 2 18
III Movimiento relativo sólido-fluido 2 4 2 8
IV Aplicaciones generales - 24 - 24
TALLER 21
Total 14 56 10 101
Conf. No. Tema Contenido
1,2,3 I Flujo en incompresibles y evaluación de las pérdidas por fricción.
4 I Flujo en fluidos compresibles.
5,6 I Medidores de flujo.
7 I Flujo no-newtoniano.
8,9 II Bombas.
10,11 III Movimiento relativo de sólidos y fluidos.
Total de horas necesarias para conferencias: 22 h .
Plan temático propuesto
Teniendo en cuenta que son necesarias 58 h para cubrir las necesidades mínimas de la ense- ñanza (no del aprendizaje), y que el programa vigente da un fondo de 70 h para conferencias y clases prácticas, restan 12 h que se planifican como clases prácticas integradoras para un capí- tulo final, dedicado exclusivamente a aplicar todos los conocimientos adquiridos.
Teniendo en cuenta las necesidades, las cla- ses prácticas integradoras revisarán todos los
métodos esenciales aprendidos durante todo el transcurso del semestre, de acuerdo con las posi- bilidades. En este punto es necesario tener en cuenta que, dada la forma prevista de las clases prácticas integradoras del capítulo de aplicación general, éstas podrán tener duración de 4 h .
El listado propuesto para las clases prácticas integradoras del último capítulo puede ser el siguiente:
Tabla 1
Matriz para el análisis. Propuesta de modificación Clases prácticas integradoras
Actividad Habilidades
C Cp Cap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1,2 1 I X
2 X
3 X
4 X
5 X X
3 6 X X X
7 X
4 8 X X X
9 II X X X
5 10 X X X X
11 X X X X
12 X X X X
13 X X X X X
6 14 X X X X
15 III X
16 X X X X
17 X X X X X
18 IV X X X X X
19 X X X X X
20 X X X X X X
21 X X X X X X
22 X X X X
23 X X X X
24 X X X X X X X X
Cp No. Contenido
19 Diseño de orificios en sistemas de bombeo.
20 Bombeo en sistemas en paralelo.
21 Análisis de sistemas de bombeo (selección de bombas y consumo de potencia).
22 Cálculos en sistemas con camas empacadas y medidores de flujo.
23 Cálculo económico en sistema de bombeo.
24 Problemas combinados.
Es muy conveniente reflejar todos estos elementos previstos en una matriz que rela- cione las habilidades (identificadas en la ma- triz según el número de orden en la lista de habilidades confeccionadas) con las activida- des docentes (clases prácticas), de manera que sea posible que se muestre de una forma gráfi- ca el grado de reiteración logrado en las acti- vidades fundamentales y cómo es posible or- denarlas, la matriz aplicada al ejemplo se muestra en la tabla 1.
Obsérvese que en la medida que avanza el curso se van incrementando las habilidades ejercitadas en cada actividad. Además, puede establecerse cuánto se reitera cada habilidad y corregir las fallas que en este sentido puedan existir.
La matriz resulta de gran ayuda para el análisis metodológico de la preparación de la asignatura, así como para llevar a cabo la elaboración de los planes de clases de una forma planificada.
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