INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SEC RETA RÍA AC A DÉMICA DÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PROGRAMA ACADÉMICO UNID UNIDAD AD ACAD ACAD MICA MICA:: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías
Avanzadas
NOMBRE DEL PROGRAMA ACADÉMICO: INGENIERíA BIÓNICA NOMBRE DEL TÍTULO:. INGENIERO EN BIÓNICA OPCI N: SALIDA LATERAL: PROFESI PROFESIONAL ONAL ASOCIA ASOCIADO DO EN BI NICA AÑO EN QUE SE DISEÑÓ: 1998 AÑO 1998 A OS DE LOS REDISE OS:. CLAVE DEL PROGRAMA ACADÉMICO:___________ CLAVE DE LA SALIDA LATERAL:_______
A O AÑO
2009
N° DE CR DITO DITOS S POR POR PROGR PROGRAM AMA A ACA ACAD D MICO MICO /OPCIÓN:__ 399.5 399.5 __TEPIC N° DE CRÉDITOS POR SALIDA LATERAL:__ 182 182 _TEPIC
ÁREAS CURRICULARES DEL PROGRAMA ACADÉMICO EN PORCENTAJE: Ciencias Básicas y Matemáticas (CByM)
17.8
Ciencias de la Ingeniería (CI)
25
Ingeniería Aplicada (IA)
39.28
Ciencias 17.8 Sociales y Humanidades (CSH)
ÁREAS INSTITUCIONALES DE FORMACIÓN EN PORCENTAJE: PORCENTAJE: Anotar, en porcentaje, el número total total de horas de acuerdo con el área: Formación 6 Formación 27 Formación 50.7 Formación 16.3 Institucional Científica Profesional Terminal y (FI) Básica (FP) de (FCB) Integración (FTI) N° TOTAL HORAS/ HORAS/TEOR TEOR A:___ 114 114 ___
N° TOTAL HORAS/PR CTICA:___ 146 146 __
MODALIDAD:
NOMBRE Y FIRMA DEL PRESIDENTE DEL C.T.C.E Y SELLO DEL PLANTEL
FECHA DE APROBACIÓN POR LA COMISIÓN DE PyPE DE CGC
FECHA DE APROBACIÓN DEL CGC
NOMBRE Y FIRMA DEL DIRECTOR DE LA DEPICFM Y SELLO
FECHA DE REGISTRO DE LA DIRECCIÓN GENERAL DE PROFESIONES
VIGENTE A PARTIR DE
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES DEL PROGRAMA ACADÉMICO En años recientes han aparecido en el mercado mundial de la ingeniería áreas interdisciplinarias de trabajo que han permitido satisfacer las demandas de la sociedad en condiciones muy ventajosas, conjugando de manera sinérgica, los conocimientos y técnicas instrumentales de campos diferentes de la ingeniería, campos que, incluso, en alguna época fueron considerados antagónicos. Las diferentes ramas de la ingeniería han desarrollado sus propios métodos y herramientas para la solución de los problemas que le son particulares, actualmente una de las tendencias, es la de formar profesionales de ingeniería que primero manejen de manera coherente las áreas básicas de la ingeniería electromecánica y posteriormente de manera puntual ataquen un problema específico. Ante este panorama y siendo la función de la UPIITA el ofrecer carreras interdisciplinarias de tecnologías avanzadas, se ha considerado pertinente relacionar en armonía técnica y objetividad pragmática a:
La electrónica, la biomédica, la electricidad, la mecánica, la física y la fisiología en la carrera de Ing enier ía Bi ónic a.
Con esta carrera de gran actualidad y acorde a la función de la Unidad, la UPIITA, ofreciendo a la sociedad mexicana alternativas viables de desarrollo en los albores del siglo XXI y en áreas que por su importancia prevista presenta campos vastos y fértiles de aplicación y trabajo. Una carrera de tecnología de avanzada en el grupo de las ingenierías interdisciplinarias, lo tenemos en “la creación de la Biónica (BIO (BIOlogía, logía, tecNICA tecNICA). ). Esta rama del conoc imiento tiene como propósito “la sistemas artificiales para reproducir las características y la estructura de los organismos vivos”. Los dispositivos resultantes de diseños realizados usando como modelo de comportamiento los seres vivos, tienen aplicación en procesos automatizados, en robótica, y en forma más impactante en el área de ciencias de la salud. En este último campo se generan dispositivos que permiten instalar o recuperar funciones biológicas que se perdieron, deterioraron o que nunca se tuvieron, como pueden ser el movimiento de algún miembro, el oído y el habla, entre otros 1. La Ingeniería Biónica es un camino que permite desarrollar mejores máquinas a través del conocimiento y entendimiento del diseño en los organismos vivos2. Los programas académicos con un perfil establecido como son los de comunicaciones, mecánica, informática, biología, electrónica, etc., adecuándose a la evolución mencionada, cumplen en gran forma con una misión específica que es la de soportar las estructuras productivas establecidas, así como la de generar el conocimiento fundamental de los equipamientos que constituyen los procesos de producción. Sin embargo, es necesario un nuevo perfil del Ingeniero, el cual, auxiliado o trabajando en colaboración con los egresados de otras carreras, tenga una visión global técnica y organizativa que le permita manejar los nuevos conceptos mencionados, creando sistemas integrados del conocimiento en distintas áreas. En el año 1996 la dirección General del Instituto propuso la creación de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA). Este proyecto fue supervisado por la Secretaria Académica y la Dirección de Estudios Profesionales en coordinación con la Escuela Superior 1
BIONICS. technology of the future with lessons from nature. An exhibition of the State Museum of Technology and Labor in Mannheim under the auspices of the Minister President Erwin Teufel. University of Saarbrucken, Germany. 2 Web Dictionary of Cybernetics and Systems. DeGreene DeGreene in Beishon and Peters, P eters, 3rd edition, pp 92 and 94. http:pespmcl.vub.ac.be/ASC/BIONICS.html
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES DEL PROGRAMA ACADÉMICO En años recientes han aparecido en el mercado mundial de la ingeniería áreas interdisciplinarias de trabajo que han permitido satisfacer las demandas de la sociedad en condiciones muy ventajosas, conjugando de manera sinérgica, los conocimientos y técnicas instrumentales de campos diferentes de la ingeniería, campos que, incluso, en alguna época fueron considerados antagónicos. Las diferentes ramas de la ingeniería han desarrollado sus propios métodos y herramientas para la solución de los problemas que le son particulares, actualmente una de las tendencias, es la de formar profesionales de ingeniería que primero manejen de manera coherente las áreas básicas de la ingeniería electromecánica y posteriormente de manera puntual ataquen un problema específico. Ante este panorama y siendo la función de la UPIITA el ofrecer carreras interdisciplinarias de tecnologías avanzadas, se ha considerado pertinente relacionar en armonía técnica y objetividad pragmática a:
La electrónica, la biomédica, la electricidad, la mecánica, la física y la fisiología en la carrera de Ing enier ía Bi ónic a.
Con esta carrera de gran actualidad y acorde a la función de la Unidad, la UPIITA, ofreciendo a la sociedad mexicana alternativas viables de desarrollo en los albores del siglo XXI y en áreas que por su importancia prevista presenta campos vastos y fértiles de aplicación y trabajo. Una carrera de tecnología de avanzada en el grupo de las ingenierías interdisciplinarias, lo tenemos en “la creación de la Biónica (BIO (BIOlogía, logía, tecNICA tecNICA). ). Esta rama del conoc imiento tiene como propósito “la sistemas artificiales para reproducir las características y la estructura de los organismos vivos”. Los dispositivos resultantes de diseños realizados usando como modelo de comportamiento los seres vivos, tienen aplicación en procesos automatizados, en robótica, y en forma más impactante en el área de ciencias de la salud. En este último campo se generan dispositivos que permiten instalar o recuperar funciones biológicas que se perdieron, deterioraron o que nunca se tuvieron, como pueden ser el movimiento de algún miembro, el oído y el habla, entre otros 1. La Ingeniería Biónica es un camino que permite desarrollar mejores máquinas a través del conocimiento y entendimiento del diseño en los organismos vivos2. Los programas académicos con un perfil establecido como son los de comunicaciones, mecánica, informática, biología, electrónica, etc., adecuándose a la evolución mencionada, cumplen en gran forma con una misión específica que es la de soportar las estructuras productivas establecidas, así como la de generar el conocimiento fundamental de los equipamientos que constituyen los procesos de producción. Sin embargo, es necesario un nuevo perfil del Ingeniero, el cual, auxiliado o trabajando en colaboración con los egresados de otras carreras, tenga una visión global técnica y organizativa que le permita manejar los nuevos conceptos mencionados, creando sistemas integrados del conocimiento en distintas áreas. En el año 1996 la dirección General del Instituto propuso la creación de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA). Este proyecto fue supervisado por la Secretaria Académica y la Dirección de Estudios Profesionales en coordinación con la Escuela Superior 1
BIONICS. technology of the future with lessons from nature. An exhibition of the State Museum of Technology and Labor in Mannheim under the auspices of the Minister President Erwin Teufel. University of Saarbrucken, Germany. 2 Web Dictionary of Cybernetics and Systems. DeGreene DeGreene in Beishon and Peters, P eters, 3rd edition, pp 92 and 94. http:pespmcl.vub.ac.be/ASC/BIONICS.html
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de Computo (ESCOM). Con esta iniciativa, se creó la UPIITA con un carácter carácter interdisciplinario para el establecimiento de carreras de calidad a nivel superior y postgrado, en el ámbito de las tecnologías avanzadas; como repuesta a las tendencias mundiales hacia la competitividad y globalización, sumándose al vertiginoso avance de la ciencia y l a tecnología en todas las áreas del saber humano y su impacto en el sector industrial. Se estableció que las carreras a ofrecer por parte de la UPIITA sería: Ingeniería Biónica, Ingeniería Mecatrónica e Ingeniería Telemática; carreras que por sus características vanguardistas y alto nivel de estudios, han sido de gran interés para las nuevas generaciones de estudiantes que egresan del nivel medio superior en el país. La UPIITA inició sus labores académicas a partir del primer período lectivo 1996-1997, y en ese entonces recibió a 236 alumnos en el primer semestre. En 1998 Ingeniería Biónica presentó su plan y programas de estudio hasta el 5º semestre y en 1999 presentó los programas restantes a la comisión de planes y programas de estudio del CGC del IPN. Respecto a los planes y programas de estudio de las tres carreras que se imparten de la Unidad, se concluyó finalmente el proceso de aprobación oficial, por la C omisión de Planes y Programas de estudio del Consejo General Consultivo del IPN el 24 de mayo de 1999. El plan incluye la titulación por opción curricular la que favoreció la incidencia de titulación desde ese entonces, también ofrece ventajas como el alto porcentaje de asignaturas de ciencias sociales asignando una por cada uno de los 10 semestres de la carrera. La distribución de asignaturas por área es para Ingeniería Biónica, 20% del área Humanistica, 16% del área Físico-Matemática, 34% de Tecnológicas, 10% de Químico-Biológicas y 20% del área de Biónica. En el 2003 se acredito la carrera con el CACEI siendo una de las primeras carreras en lograr una acreditación de cinco años.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica I. MARCO DE REFERENCIA 1.1 REFERENTES INSTITUCIONALES MISIÓN La Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA), es la unidad académica de nivel superior del Instituto Politécnico Nacional (IPN), comprometida con la formación integral, ética, proactiva y de calidad de Ingenieros en Biónica, Mecatrónica y Telemática; con personal y currícula en constante actualización, para que en conjunto sean factores de transformación y contribuyan en el desarrollo sustentable del país. VISIÓN Avanzadas consolidará su La Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas liderazgo en el nivel superior por su oferta de estudios de calidad y pertinencia en la investigación y desarrollo de la ingeniería y tecnologías avanzadas, sustentada en un modelo educativo flexible que habilite al estudiante a aprender a aprender, aprender, aprender a hacer y aprender a ser; con una planta docente con estándares de excelencia, una moderna infraestructura y el uso intensivo de tecnologías educativas de frontera, para formar generaciones capaces de proponer y generar cambios, que, sobre la base de una concepción humanística del desarrollo social, hagan de la ciencia y la tecnología el fundamento para responder a los retos de su práctica profesional, la construcción de un México mejor y los desafíos que plantea el mundo m undo en un proceso globalizador. MODELO EDUCATIVO Para formar profesionistas con bases sólidas en conocimientos, habilidades, actitudes y valores, el integral fomentando el aprendizaje continuo, continuo, a través de modelo académico propicia una formación integral fomentando un proceso sistémico, sistemático, interdisciplinario, flexible y contextualizado a la realidad del país, país, fomentando el aprender a aprender y equipo, utilizando el método científico y y el trabajo en equipo, utilizando herramientas de nuevas tecnologías. Se basa en experiencias innovadoras, expone al estudiante a problemas de ingeniería ingeniería desde los primeros semestres, empleando técnicas basadas en proyectos complejos, organizados y que utiliza la investigación, además del del uso de nuevas nuevas tecnologías como instrumentos de aprendizaje.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 1.2 REFERENTES EXTERNOS ANÁLISIS DEL ENTORNO SOCIAL, DESARROLLO NACIONAL Y EDUCATIVO. INGENIERIA EN BIONICA La mayor parte de las criaturas vivientes en nuestro planeta, son producto de más de dos mil millones años de evolución. Muchos investigadores de varias disciplinas aprovechan esta enorme experiencia evolutiva estudiando a los seres vivos o partes de éstos con el objeto de desarrollar sistemas análogos de utilidad para la sociedad; ya sea industrial, comercial o en el área de la salud. Esto es Biónica. Hay quienes señalan a Leonardo Da Vinci com o uno de los primeros investigadores biónicos, en función de que aplicó sus estudios sobre la naturaleza a prácticamente todos sus diseños, empezando por el ornitóptero, artilugio volador con alas batientes realizado a partir de un estudio anatómico de l os pájaros. La Biónica se relaciona con el estudio de un sistema biológico, con el entendimiento de sus principios de operación y de las características de cada una de las piezas que los constituyen, para después, auxiliados por la técnica, aplicarlos en diferentes áreas de interés. Es una ciencia que vierte en sus productos, el aprendizaje que los humanos obtengamos a partir de la observación de la naturaleza; sin duda, el mayor reto es el uso de este aprendizaje en la producción de diseños cotidianos análogos a las características observadas.3 El futuro pertenece a la Biónica en conjunto con la Cibernética. Como ciencias interdisciplinarias, la cibernética a diferencia de la Biónica, busca la explicación conductual de los seres vivientes. La gran mayoría de los desarrollos tecnológicos nacen como producto de la Biónica y la Cibernética. Las aplicaciones de la Biónica van desde los procesos industriales hasta los servicios de salud. Con la creación de fuentes alternativas de alta eficiencia energética, la generación de bioprocesos de alto rendimiento de insumos y sistemas autorregulables, es posible promover un crecimiento que permita abatir la pobreza y que abra espacios a los emprendedores, así mismo, crear mecanismos para que las actividades de investigación científica y desarrollo tecnológico se orienten de manera creciente a atender problemas que afectan el bienestar de la población, fundamentalmente en temas prioritarios como alimentación, salud, educación, pobreza y medio ambiente, según lo establece el Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012.4 Por otro lado, la Ingeniería Ingeniería Biónica aplicada en el sector Salud permite mejorar la calidad de vida vida para los seres humanos, en particular de las personas con problemas motrices, con la generación de dispositivos que no limiten su desempeño laboral y personal, elevando el nivel de vida y bienestar de la población e incrementando la competitividad del país. Esto contribuye al objetivo estratégico del Programa Especial de Ciencia y Tecnología 2007-2012.5 La Ingeniería Biónica tiene una estructura multidisciplinaria lo que conlleva a una capacidad de trabajo en equipo para formar grupos con líneas definidas de investigación y desarrollo tecnológico. Esto promueve una educación superior de calidad que forma profesionistas capaces de aplicar, innovar y transmitir conocimientos actuales, académicamente pertinentes y socialmente relevantes en las d istintas áreas y disciplinas. Lo anterior implica actualización continua de los planes y programas de estudio, la superación académica constante de profesores y el reforzamiento de las capacidades de generación, aplicación y transmisión del conocimiento, y de vinculación del Instituto. 6
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Biomimetics: Tecnology Imitates Nature; Global Publishing, P ublishing, Istanbul/Turkey, 1999.
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Plan Nacional de Desarrollo 2001-2006, www.sep.gob.mx/wb2/sep/sep_2734_progr www.sep.gob.mx/wb2/sep/sep_2734_programa_nacional_de_educación ama_nacional_de_educación Síntesis Ejecutiva del Programa Especial de Ciencia Y Tecnología. 6 Programa Nacional de Educación 2001-2006. 5
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ANÁLISIS DEL ESTADO ACTUAL DEL EJERCICIO PROFESIONAL, FUTURO MERCADO DE TRABAJO Y CONTENIDOS CURRICULARES El campo de desarrollo del egresado de la carrera de Ingeniería Biónica de la Unidad Profesional Interdiciplinaria en Ingeniría y Tecnología Avanzada del Instituto Politécnico Nacional en el ejercicio libre de la profesión, comprende tanto el sector privado como el público. Por una parte, se encuentra la generación de nuevas tecnologías y conocimientos científicos vinculados al área de la docencia y la investigación, con el fin de contribuir al crecimiento y desarrollo nacional; por otra parte, en el sector salud, los ingenieros egresados son capaces de diseñar y construir dispositivos y sistemas tecnológicos de aplicación directa enfocados a satisfacer las necesidades propias del sector, creando la infraestructura necesaria para reducir de esta forma la dependencia tecnológica del país, fundamentalmente en las áreas de instrumentación biológica y adminículos de rehabilitación . Basados en los instrumentos del análisis previo, las instituciones y organismos públicos que pueden requerir de los servicios de un ingeniero biónico son: Sistema de Salud Nacional e Internacional Centro Nacional de Rehabilitación Instituto Nacional de Cardiología Instituto Nacional de Psiquiatría Hospital Juárez de México IMSS ISSSTE Secretaría de Salud Sistema de Educación UNAM UAM CINVESTAV SEMARNAT Secretaría de Marina En el sector privado, la colaboración, consultoría y oferta de servicios como asesores de diseño tecnológico que los egresados son capaces de proporcionar, principalmente se asesora asociaciones civiles de rehabilitación, ortopedia y biomédicas. El seguimiento de egresados, la evaluación continua, la planeación estratégica, así como la propuesta del nuevo modelo educativo del IPN serán considerados para la reestructuración de planes y programas de estudios del Programa Académico Ingeniería Biónica. ANÁLISIS DEL ESTADO ACTUAL Y PROSPECTIVO DEL CONOCIMIENTO Actualmente no existe una corriente nacional o mundial acerca del claro ejercicio y aplicación de la Biónica en los diferentes sectores industriales y sociales, sin embargo, existen aplicaciones fascinantes en diferentes áreas del conocimiento científico o sectores industriales. Como ejemplo concreto se tiene el desarrollo de la llamada Torre Biónica, que se fundamenta en un análisis de los mecanismos de crecimiento y leyes de flexibilidad y adaptabilidad en plantas y otras especies naturales, lo que ha desarrollado una nueva teoría y práctica para la innovación en la conexión entre naturaleza y arquitectura7. Se sabe de solo una institucion extranjera que en sus planes de estudio contemplan temas relativos a la Biónica de manera directa, la cual es la Universidad de Bremen en Alemania.
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www.bionictower-bvs.com, octubre-2008.
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La UPIITA considera que las aplicaciones de la Biónica se pueden dar en cualquier ámbito del desarrollo tecnológico y humano, es decir, generar productos con aplicación en la medicina, en la industria metal-mecánica, en la biotecnología, en la adm inistración y organización industrial y soci al, etc. El impacto más fuerte de la Biónica en la sociedad ha sido en el área médica, por lo que al hablar de Biónica se le infiere una actividad médica; sin embargo, no está acotada únicamente a esta disciplina. Quizá esto tenga como explicación el instinto de supervivencia de los organismos, colonia y su descendencia, aplicándose este principio al género humano. La tendencia en el área industrial es la de tener procesos productivos autorregulables que, como un organismo, tomen los insumos que requieran, desechen los sobrantes para un reaprovechamiento (cuando sea posible), realicen los procesos necesarios para su “supervivencia”, y beneficiar al hombre
con los productos finales derivados. También se puede implementar en algunos grupos sociales (laborales, de vivienda y convivencia) características de convivencia y administración productiva de alguna colonia de organismos vivos que destaquen por su eficiencia en esos aspectos. Y, por supuesto, continuar con el desarrollo de nuevas técnicas y tecnologías en el área médica y de rehabilitación, elaborando prótesis inteligentes con control orgánico, exoesqueletos programables para la corrección de anomalías musculares y esqueléticas, la utilización de nanorobots aplicados al torrente sanguíneo con el fin de reparar en forma selectiva daños internos, así como eliminar células cancerosas y bacterias nocivas. Por otro lado está también el estudio y manipulación de organismo o microorganismos para el desarrollo de nuevas tecnologías que aprovechan sus propiedades. Un ejemplo de esto es el estudio de algunas proteínas8. Las proteínas se pueden describir como "materiales inteligentes". A escala molecular muestran un comportamiento dinámico, una proeza todavía no conseguida por la tecnología. En particular, las proteínas fotorreceptoras son capaces de convertir directamente la luz en señal. Las aplicaciones técnicas en estudio que utilizan los mecanismos optoeléctricos de estas proteínas fotorreceptoras podrían satisfacer algunas de las cada vez más frecuentes demandas de las tecnologías de la información actuales. La bacteriorrodopsina (BR) es el ejemplo de proteína fotorreceptora mejor estudiado y tiene diversas aplicaciones técnicas. Cuando se la ilumina, la BR transporta carga eléctrica en una dirección y produce energía electrostática. Este mecanismo tiene distintas aplicaciones técnicas potenciales en el campo de la tecnología fotovoltaica y es de esperar que en unos 10 años se puedan llevar a la práctica en forma de células fotovoltaicas. Esta propiedad fotoeléctrica se puede utilizar en los convertidores fotoeléctricos de imágenes, como los detectores de movimiento y las retinas artificiales. Las técnicas de ingeniería genética se pueden utilizar para estabilizar los dos estados naturales de la molécula de BR de forma que sea posible pasar de uno a otro utilizando luz de diferentes colores. Si asignamos valores binarios 0 y 1 a cada uno de los dos estados podría utilizarse un conjunto de moléculas de BR para almacenar datos. Como se pueden almacenar varias películas de BR unas sobre otras, se está intentando conseguir memorias 3D basadas en BR. El tamaño relativamente pequeño de la proteína podría traducirse en memorias basadas en BR que podrían ofrecer enormes capacidades de almacenamiento por unidad de volumen. Por otro lado, están en desarrollo las biocomputadoras y biochips, los cuales se refiere a un sistema semejante a un ordenador o a un chip, producido por un organismo vivo. La Agencia Japonesa de Planificación Económica anunció durante su programa nacional de tecnologías 8
http://www.jrc.es/pages/iptsreport/vol29/spanish/BIO1S296.htm
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bioelectrónicas que no esperaba el primer “biochip” antes del 2020 .
Como nota final, debería mencionarse que en este nuevo campo interdisciplinario, en la interfaz entre la ingeniería, la medicina y la biología, la nomenclatura es aún un serio obstáculo para una comunicación eficiente. La definición de términos como bioinformática, biocomputación y biochip varía enormemente. Para evitar malentendidos y crear un lenguaje científico especializado, sería muy beneficioso que una organización oficial pudiera establecer definiciones claras para el amplio abanico de nuevos conceptos interdisciplinarios. Como ejemplo se propone una definición para biochip como un chip que incorpora material producido por una célula viva y que funciona acorde con su función biológica. DIAGNÓSTICO DE LAS TENDENCIAS DE DESARROLLO ACADÉMICO Y DIDÁCTICOPEDAGÓGICO Vivimos actualmente en un mundo que experimenta un proceso permanente de cambio, la forma en que avanzan el conocimiento científico y el desarrollo tecnológico en materia de generación, transformación y difusión de la información es vertiginosa e inclusive sorprendente. Las nuevas tecnologías de la información y la comunicación se han acelerado en los últimos años, de tal forma que hoy hablamos de la sociedad de la información y de la comunicación o de la sociedad del conocimiento que ha tenido y seguirá teniendo una gran repercusión en todos los aspectos de la vida moderna. En el IPN se hizo un diagnóstico sobre la situación de su planta docente que mostró signos de una práctica tradicional: se trabaja con recursos didácticos poco innovadores y con una insuficiente cultura tecnológica. La mayoría de los profesores tiene una formación docente fundamentalmente teórica, por lo que le resulta muy difícil facilitar el aprendizaje, proponer las condiciones para el desarrollo de las competencias y evaluarlas, realizar la planeación didáctica, generar nuevos conocimientos, diseñar ambientes innovadores de aprendizaje y recursos para el mismo, y utilizar las tecnologías de la información y la comunicación. Hasta nuestros días, el modelo educativo del IPN, ponía mayor énfasis en los insumos del proceso educativo. Dicho modelo fijaba la duración de los programas de formación, el número de materias y su seriación, y establecía los contenidos con base en criterios centrados en la enseñanza. La UPIITA, desde su fundación en 1996 se define como la unidad de educación superior del IPN con modelo interdisciplinario, dedicada a la formación integral de profesionistas en las ingenierías en Biónica, en Mecatrónica y en Telemática, comprometidos con una conducta ética y proactiva; con personal y currícula en constante actualización, para que en conjunto sean factores de transformación y contribuyan al desarrollo sustentable del país. Esta Unidad Profesional cuenta con una planta docente que podemos dividir en dos grandes grupos:
Los profesores que tienen una formación disciplinaria de alto nivel (maestrías y doctorados) pero carecen de una formación didáctico-pedagógica, es decir, no realizan una planeación didáctica, carecen de experiencia como docentes, desconocen estrategias de enseñanza y de evaluación, y difícilmente son capaces de realizar actividades de aprendizaje colocando al alumno en el centro del proceso educativo. Los profesores que sí tienen una formación docente pero que no están en contacto con las tecnologías de la información y de la comunicación, y por lo mismo no han tenido gran experiencia con el manejo de los recursos que las modernas tecnologías ofrecen: computadora, cañón, Internet, correo electrónico, foros de discusión e integración, chat, redes, etc.
Ésta es de las pocas dependencias del Instituto, que desde sus inicios, y hasta la fecha, ha contado con una plantilla íntegra de profesores de carrera, es decir, de medio, tres cuartos y tiempo completo. En este hecho se demuestra la importancia que para el IPN tiene esta Unidad Profesional, pues mantener una política en este sentido requiere de un gran esfuerzo económico por parte de la institución, no sólo por lo que a salarios se refiere sino también por los espacios para el desarrollo de l as actividades extracurriculares que realizan los profesores: cubículos, materiales de trabajo, servicios diversos. 9
(Ostasien-Institut, 1992)
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Como en la mayoría de las instituciones de educación superior, el personal docente de la UPIITA está conformado por especialistas de diversas disciplinas: ingenieros en sus distintas ramas, matemáticos, físicos, administradores, sociólogos, psicólogos, contadores y comunicólogos, entre otros, que llegan a la docencia sin una formación sólida en aspectos didáctico-pedagógicos. A la luz del Nuevo Modelo Educativo del IPN, centrado en el aprendizaje, la formación y actualización del personal docente es de vital importancia, pues: “Traduce la innovación e n flexibilización de planes y programas que reconocen las diferencias y requerimientos de los estudiantes. “Concibe al profesor como guía, facilitador de este aprendizaje y como coaprendiz en el proceso
educativo. Ambos, profesores y estudiantes, son los participantes más importantes de una comunidad de aprendizaje y el centro de la atención institucional”
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Este proceso de transformación de la práctica docente requiere de una serie de estrategias que permitan preparar a los docentes desde una óptica más acorde con el contexto en que vivimos y que garantice el éxito en la adopción de l os nuevos planes de estudio y del nuevo modelo educativo del IPN. Algunas acciones concretas que podrían ser la base para la formación y actualización didáctica y pedagógica de este personal: Ampliar la participación de profesores y técnicos docentes en el Diplomado de Formación y Actualización para un Nuevo Modelo Educativo. Proporcionar información oportuna y suficiente sobre los distintos cursos institucionales que tienen por objetivo la formación didáctica y pedagógica. Facilitar la participación del profesorado en posgrados, tanto dentro como fuera del IPN, relacionados con el análisis del fenómeno educativo. Profundizar la vinculación institucional con el fin de involucrar a los profesores en los procesos productivos que se llevan a cabo en las diferentes ramas industriales.
Estas acciones y otras muchas que pueden formar parte de este rubro, deberán ser el resultado de un Programa de Actualización Académica que se deberá desarrollar en la propia Unidad, para que con base en las peculiaridades de su planta docente puedan establecerse acciones de formación y actualización didáctica y pedagógica de alto impacto para los profesores, que les permita mejorar su práctica. Un programa de esta naturaleza fortalecerá e impulsará las acciones derivadas del proceso de reforma del Instituto, en general, y de la UPIITA, en particular; no obstante, resulta conveniente vincular esta propuesta de formación con la investigación-acción, de tal suerte que, además de ofrecer nuevas alternativas para una práctica docente innovadora, se identifiquen las fortalezas y debilidades de este grupo, cuáles son sus prácticas docentes, qué materiales utiliza, en qué medida incorpora las innovaciones tecnológicas y cuál es su metodología de trabajo. La formación y actualización docente deberá circunscribirse a este mismo marco y ofrecer, desde una perspectiva innovadora, una propuesta significativa para el profesorado que le procure nuevas herramientas y nuevas metodologías didácticas, prescritas desde un enfoque educativo basado en competencias, cuyo centro de acción sea el alumno, concibiendo así un ejercicio docente que considere enseñar para aprender. ANÁLISIS COMPARATIVO CON OTRAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS Hoy por hoy la Biónica es un área de tecnología avanzada interdisciplinaria, en la que el Instituto Politécnico Nacional (IPN) ha incursionado con la carrera de Ingeniería Biónica en la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA), en éste contexto se analizó en base al objetivo, perfil de egreso y curricula del programa en Ingeniería Biónica al interior y exterior del IPN, tanto nacional como internacionalmente. Al interior, la Unidad Profesional interdisciplinaria de Biotecnología se tiene el programa de “Biomedicina”, con duración de 8 semestres, cuyas competencias genéricas son parecidas a las del programa de “Ingeniería Biónica” en la UPIITA en un 50%, sin embargo en las competencias disciplinarias se tiene el 32% de similitud (http://www.upibi.ipn.mx/). 10
Nuevo Modelo Educativo para el IPN, p. 73
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Al realizarse un estudio a nivel nacional, se encontró que en La Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), se imparte el programa de Ingeniería en Biónica con duración de 9 semestres, ambos programas tienen un 50% de similitud en competencias genéricas y se observa que en las competencias disciplinarias se tiene un 23% de similitud (www.upaep.mx). En el ámbito internacional tenemos la Un iversidad de Bremen en Alemania (Hochschule Bremen, University of Applied Sciences) que cuenta con el programa de Ingeniería Biónica; es una licenciatura que se cursa en 7 semestres, en competencias genéricas se tiene aproximadamente un 20% de similitud y se observa que las competencias disciplinarias tienen un 23% de similitud. (http://www.hs-bremen.de/internet/en/hsb). Existe una nueva tendencia a nivel mundial por el desarrollo Biomimético (diseño inspirado en la naturaleza), y en ese rubro encontramos varias instituciones nacionales e internacionales realizando trabajos de investigación científica, esto motiva a realizar cambios en la curricula del programa de Ingeniería en Biónica próximamente.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 1.3 CONCLUSIONES DE LOS REFERENTES INSTITUCIONALES Y EXTERNOS IMPLICACIONES PARA EL REDISEÑO El desarrollo de los Planes de Estudio de Ingeniería Biónica, tuvo lugar el 26 de Agosto de 1996, y a los cinco años, con el egreso de la primera generación, se inicia el seguimiento y monitoreo del desempeño de los egresados en el campo laboral; la información obtenida refleja la necesidad de la revisión de los planes y programas de estudio y su consecuente reestructuración, de acuerdo a la actualidad tecnológica, aunado a las necesidades del mercado laboral. La UNESCO propone “una renovación de contenidos en las experiencias, métodos, prácticas y medios
del proceso de aprendizaje, que han de basarse en nuevos tipos de vínculos y de colaboración con la comunidad”. Por lo tanto, para la revisión y reestructuración de los planes y program as de estudio de la carrera de ingeniería biónica, se pondrá especial atención en: la incorporación de enfoques educativos centrados en el aprendizaje; la atención individual y de grupo a estudiantes mediante programas institucionales de tutorías; y la incorporación de estudiantes en actividades científico-tecnológicas y de vinculación para fortalecer su formación. Según establece el PND 2007-2012, en educación superior no existen evaluaciones sistemáticas para medir los logros académicos de los estudiantes. Sin embargo, se estima que la eficiencia terminal en educación superior oscila entre 53 y 63%, según el tipo de programa, y puede llegar a s er de hasta 87% en los programas de investigación avanzados. Por otra parte, el hecho de alcanzar los niveles de escolaridad más altos no garantiza que los estudiantes se incorporen, una vez graduados, al mundo del trabajo. Ello habla de manera elocuente del problema de la falta de vinculación entre la educación superior y el mercado laboral. México requiere que todos los jóvenes que así lo deseen puedan tener acceso a educación superior de calidad, y también que los contenidos y métodos educativos respondan a las características que demanda el mercado laboral. Para incidir en las necesidades de desarrollo tecnológico, de salud, y de medio ambiente, con soluciones pertinentes y adecuadas a nuestra realidad económica y social, es necesaria la reforma del perfil de egreso del Ingeniero Biónico, cuya preparación está dirigida a contribuir con propuestas basadas en la implementación o innovación de mecanismos y comportamientos de sistemas biológicos, donde se requiere la formación de profesionistas multidisciplinarios en las áreas físico-matemáticas, médico-biológicas, así como ciencias sociales y administrativas. Las aplicaciones de la Biónica van desde los procesos industriales hasta los servicios de salud. Con la creación de fuentes alternativas de alta eficiencia energética, la generación de bioprocesos de alto rendimiento de insumos y sistemas autorregulables, es posible promover un crecimiento que permita abatir la pobreza y que abra espacios a los emprendedores, así mismo, crear mecanismos para que las actividades de investigación científica y desarrollo tecnológico se orienten de manera creciente a atender problemas que afectan el bienestar de la población, fundamentalmente en temas prioritarios como alimentación, salud, transformación educativa, superación de la pobreza y desarrollo sustentable, según lo establece el Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012.11 Todo lo anterior urge la necesidad de revisar y reformar los procesos educativos en todos los niveles. Por ello la reestructuración del plan de estudios de la Carrera de Ingeniería Biónica y sus programas se torna un proceso natural y elemental para la consecución de esos objetivos prioritarios para el desarrollo de nuestro país.
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Plan Nacional de Desarrollo 2001-2006, www.sep.gob.mx/wb2/sep/sep_2734_programa_nacional_de_educación
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CONTENIDOS A SER INCORPORADOS
Programación orientada a objetos Analizar los fundamentos de la programación orientada o objetos y destacar las ventajas con respecto a una programación estructurada con enfoque procedimental, con el fin de desarrollar aplicaciones de software para interfaces gráficas y algoritmos de simulación y control de sistemas biónicos. Bioestadística Utilizar métodos estadísticos para organizar y resumir datos para toma de decisiones con respecto a un gran volumen de datos, al examinar solo una muestra que proceda de estudios médico-biológicos. Anatomía Estudio de las estructuras macroscópicas del cuerpo humano. Estudio descriptivo de las estructuras internas de las entidades vivientes, es decir la topografía, la ubicación, la disposición, y la relación entre sí de los órganos que las componen. Desarrollo sostenible Identificar la necesidad de la aplicación del desarrollo sostenible como una condición para la preservación de la humanidad. Bioética Analizar los fundamentos teóricos de la bioética y la cultura tecnocientífica para reflexionar en torno al impacto social, ético y tecnológico de su práctica profesional. Electiva I,II,III y IV Consideran actividades que apoyarán la formación integral del alumno: en lo deportivo, lo cultural, lo humanístico, etc. Inglés I,II y III Desarrollar las habilidades de lectura, escritura y comprensión que permitan al alumno una comunicación con profesionales de su campo, el acceso a fuentes de información, y la posibilidad de divulgar sus trabajos en Inglés. Ondas electromagnéticas y sistemas radiantes Determinar los principios que rigen la propagación de ondas electromagnéticas a partir de la aplicación de las Ecuaciones de Maxwell a ejemplos prácticos concretos. Fisiología Estudia las interacciones de los elementos básicos de un ser vivo con su entorno y explicando el porqué de cada diferente situación en que se puedan encontrar estos elementos. Biología Molecular Entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula. Sistemas de Gestión de Calidad Conocerá las estrategias administrativas de la calidad total, mejora continua, reingeniería de procesos, normas ISO, control estadístico del proceso, sistemas Six Sigma, para aplicar y desarrollar dentro de cualquier organización social (empresas) las herramientas administrativas para el control de la calidad.
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Biógnosis Construirá un modelo biomimético mediante la identificación de variables de un estudio biológico, el análisis bioestadístico, planteando las analogías dinámicas para generar modelos mecánicos, eléctricos, acústicos, etc., susceptibles de validar mediante la simulación en software. Análisis Numérico Diseñar algoritmos para, a través de números y reglas matemáticas simples, simular procesos matemáticos más complejos aplicados a procesos o situaciones del mundo real. Se tendrá la capacidad de describir, analizar y generar algoritmos para la solución numérica de modelos matemáticos complejos, con una precisión determinada. Electrónica analógica y de potencia. Describir y aplicar los principios del Amplificador Operacional para plantear circuitos lineales que permitan la manipulación de señales analógicas, principalmente bioeléctricas. Se aplicarán también los principios de operación de dispositivos electrónicos de potencia para controlar elementos como motores, electroválvulas, resistencias, etc. Mecanismos Biomiméticos Identificar la dimensión del uso de los mecanismos en el diseño de estructuras biomiméticas. Así como sus principios físicos y sus aplicaciones. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la obtención y análisis de la información derivada de los modelos biomiméticos y el correcto uso de los principios mecánicos, para la adecuación y la aplicación en proyectos establecidos. Intervenir en el Diseño y realización de proyectos en donde se utilizan mecanismos bajo la filosofía de la Biónica. Evaluar el funcionamiento, la aplicación y la selección del adecuado mecanismo en máquinas de laboratorio e industriales. Biomateriales Diseño, Obtención, Caracterización y Optimización de diversos grupos de materiales cuyas características estructurales y morfológicas así como sus propiedades físicas y químicas les permiten interactuar con sistemas biológicos, para reemplazar y/o inducir a la regeneración para una aplicación específica. Optativa I, II, III y IV Profundizar en algunos tópicos de la Biónica que proyectarán al alumno hacia un perfil especializado de su formación profesional, sirviendo de base para posibilitar estudios de posgrado. Reconocimiento de patrones Aplicar las diferentes técnicas y herramientas matemáticas y computacionales en el desarrollo de algoritmos de reconocimiento de patrones susceptibles de resolver problemas en disciplinas como: ingeniería, medicina, biología, ciencias sociales, etc. Análisis de esfuerzos Aplicar las teorías, técnicas y métodos de cálculo de esfuerzos y deformaciones de los materiales sometidos a cargas. Comparar y evaluar los valores obtenidos de esfuerzo con los recomendados para la aplicación a desarrollar.
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Manufactura de elementos Biomiméticos Identifica las diferentes técnicas de manufactura y procesos de maquinados usados comúnmente en la actualidad, destacando la influencia de los materiales, diseño, aspectos económicos y ambientales en la producción de elementos biomiméticos, haciendo énfasis en el conocimiento de las herramientas. Biorobótica Emplear criterios técnicos, científicos y biomiméticos para diseñar y construir soluciones por medio de mecanismos, sistemas sensoriales, y algoritmos biológicos para aplicaciones potenciales en sistemas de ingeniería. Bioelectrónica Emplear criterios técnicos, científicos, clínicos, biológicos y ambientales para diseñar y construir soluciones biónicas (óptimas), integrando las competencias de bioinstrumentación y procesamiento de señales biológicas, con el fin fundamental de mantener o mejorar las condiciones de los sistemas biológicos y ambientales. Titulación I Desarrollar los criterios de la metodología a seguir en un trabajo de investigación, aplicándolos al planteamiento concreto de la solución de un problema en el área de la Biónica, con el fin de que el alumno presente de forma correcta su protocolo de Trabajo Terminal. ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE Y ENSEÑANZA -
Se fomentará que tanto el profesor como el alumno hagan uso extensivo de las TIC en la presentación de los tópicos objeto de aprendizaje.
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Se fomentará en los profesores el desarrollo de prototipos didácticos que faciliten el aprendizaje significativo en el alumno, pudiendo participar estos últimos en el desarrollo de dichos prototipos.
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Se trabajará en una plataforma que permita el desarrollo de alguno tópicos en la modalidad no presencial, asi como también posibilite la evaluación del alumno a distancia.
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Se creará junto con los alumnos una rama estudiantil científico-tecnológica, afiliada a una Asociación reconocida, que represente una herramienta de intercambio y divulgación de los trabajos relacionados a la Biónica.
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Evaluación por proyectos tecnológicos que respondan a aplicaciones prácticas reales y que integren los conocimientos adquiridos por periodo.
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Para los primeros periodos se programarán visitas grupales a áreas industriales y del sector público relacionadas a los contenidos programáticos de las asignaturas que cursan, para los periodos escolares avanzados de la carrera, se buscarán estancias en sectores productivos, de servicios e investigación, para visualizar la aplicación tecnológica de sus conocimientos, incorporándose a grupos de trabajo multidisciplinarios en problemas del sector productivo.
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Se establecerán contactos con otros grupos de trabajo de universidades que desarrollen aplicaciones tecnológicas afines a la biónica.
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Se promovera la asistencia a Conferencias, Congresos, Seminarios y Talles de tópicos relacionados con la Biónica.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 2. LINEAMIENTOS GENERALES PARA EL PLAN DE ESTUDIOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Y CAMPO OCUPACIONAL La biónica es el estudio de los sistemas biológicos para crear modelos análogos y emplearlos en la solución de problemas ambientales, entendiendo como problemas ambientales aquello lo que le rodea a los seres vivos. Se inicia con el estudio de las estructuras, función, alteración y su interrelación con el medio para posterior mente detectar, instrumentar e identificar las variables y con esto, crear modelos matemáticos (curvas de respuestas, análisis numéricos, etc.) que con el auxilio de herramientas coma: la bioestadística, matemáticas avanzadas, bioma-temáticas, cálculo, etc., obtener analogías dinámicas que nos ayuden a validar los modelos y despues de la validación simular y fabricar elementos biomiméticos. Con referencia a lo anterior el objetivo del ingeniero en biónia es: Sólida formación interdisciplinaria que le permita el estudio de los organismos vivos en su estructura, función, alteraciones y la interrelación con el medio, para crear modelos inspirados en la biología y emplearlos en la solución de problemas de su entorno. El profesional asociado tiene como objetivo evaluar y corregir tareas de instalación, mantenimiento, servicio y comercialización de equipo de bioinstrumentación, así como de máquinas biomecánicas. Capaz de integrarse a equipos de trabajo multidisciplinarios en clínica, la industria, el campo y ambientes hospitalarios; con dominio de una segunda lengua. Deberá conocer el impacto ecológico de su práctica y por la preservación del ambiente. En el Sector Salud, en el área Biomédica, Bio-química, Biotecnológica, en Institutos de investigación, en la SEMARNAT, Secretaría de Marina, entre otras.
2.2 PERFIL GENÉRICO DE INGRESO El aspirante debe poseer conocimientos generales en el área de Ciencias Físico-Matemáticas que le permitan hacer razonamiento para la solución de problemas, computación, la capacidad de trabajar en equipo con actitud proactiva de liderazgo, tener conocimientos básicos del idioma inglés, además de conducirse con ética, responsabilidad, tolerancia y equidad.
2.3 PERFIL DE INGRESO AL PROGRAMA ACADÉMICO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Haber cumplido con un programa de estudios compatible con el Nivel Medio Superior del IPN. Bases académicas sólidas en las Ciencias Físico-Matemáticas. Bases académicas de Lógica-Matemáticas. Desarrollar Aprendizaje Autónomo. Desarrollar Trabajo en equipo. Realizar Lectura y Comprensión de Textos en su idioma y en inglés. Habilidades básicas en el manejo de equipo de cómputo.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 2.4 PERFIL GENÉRICO DE EGRESO Profesional capaz de desarrollar análogos biológicos para solucionar a partir de la ingeniería problemas ambientales, contextualizando los problemas a partir de una formación interdisciplinaria en las áreas médico-biológicas, de desarrollo tecnológico y con filosofía biomimética; que promueva con actitud emprendedora y proactiva la generación y administración de proyectos dentro de un marco de respeto y cuidado de la vida, integridad ecológica, justicia social y económica.
2.5 PERFIL DEL EGRESADO SABER SABER (CONOCER) Sólida formación interdisciplinaria que le p ermita el estudio de los organismos vivos: sobre su estructura, función, alteraciones y su interrelación con el medio, para crear modelos análogos biológicos y emplearlos en la solución de problemas de su entorno. Carácter interdisciplinario para conjuntar sinérgicamente conocimientos de base Médico-biológico y de desarrollo tecnológico para analogar sistemas biológicos que se empleen en la solución de problemas de diseño, biomateriales, bioinformática, Imagenología, IA, biomecánica, bioelectrónica y biorobótica. Saberes de las ciencias básicas y de la ingeniería que le permitan un nivel de abstracción para que, a partir de los parámetros biológicos, genere modelos matemáticos, electrónicos, mecánicos, químicos y acústicos, que lo lleven a desarrollar técnicas de diseño, simulación y manufactura de prototipos biomiméticos. Conocimientos de educación ambiental para que su ejercicio profesional preserve una correspondencia bioética con el medio, con las otras especies, con equidad de género y con reconocimiento a otras culturas. Saberes para la planeación, generación y administración de proyectos tecnológicos y de investigación que respondan a demandas sociales, con soluciones basadas en la Ingeniería Biónica. Saberes para evaluar, clasificar y jerarquizar el impacto social, ético, científico y tecnológico de su ejercicio profesional, con el fin de participar proactivamente en el desarrollo sostenible de su entorno HABILIDADES: Saber Hacer Analizar con énfasis bioético la estructura, funciones, alteraciones e interrelación con el medio de los sistemas biológicos, a partir de las bases interdisciplinarias entre las áreas médico biológicas y las de desarrollo tecnológico. Identificar variables durante el análisis de los sistemas biológicos, medirlas y caracterizarlas para obtener curvas de respuesta que lleven al dis eño de modelos matemáticos. Hacer uso de las analogías dinámicas para transformar los modelos matemáticos producto de la biógnosis de las variables biológicas, en modelos de ingeniería susceptibles de control y simulación. Aplicar las herramientas de diseño, simulación y análisis a la construcción de biomiméticos mediante
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tecnologías avanzadas de manufactura. Validar biomiméticos mediante la comparación de su función de transferencia y el análogo biológico del cual se desarrolló. Aplicar sistemas biomiméticos a la solución de problemas de ingeniería con el fin de satisfacer las demandas tecnológicas de la sociedad, estableciendo como premisas una armonía con el ambiente y un desarrollo sostenible. ACTITUDES Y VALORES: Saber Ser y Convivir. Practicar la actualización continua en su área de especialización revisando el estado del arte. Ejercer un liderazgo propositivo y proactivo en su vida profesional. Capacidad de desarrollarse de forma colaborativa en contextos profesionales, personales, culturales y sociales. Mantener el interés por la investigación y el desarrollo de nuevos métodos y técnicas asociadas al estudio de modelos biomiméticos. Proteger los recursos naturales y el ambiente mediante el desarrollo de proyectos sostenibles. Conducirse con ética, responsabilidad, honestidad, disciplina y tolerancia en su desarrollo profesional y personal. Respetar las diferentes culturas y especies. Practicar la equidad de género. Ser congruente en el ejercicio de sus derechos y obligaciones. Identidad nacional e institucional.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 2.6 OBJETIVOS PARTICULARES POR ÁREA OBJETIVO FORMACIÓN INSTITUCIONAL Formar profesionales con filosofía biomimética; que promueva con actitud emprendedora y proactiva la generación y administración de proyectos dentro de un marco de respeto y cuidado de la vida, integridad ecológica, justicia social y económica. OBJETIVO FORMACIÓN CIENTÍFICA BÁSICA Proporcionar bases sólidas del área Ciencia Básica que le permitan entender los principios básicos para fundamentar y explicar aplicaciones en la Ingeniería. OBJETIVO FORMACIÓN PROFESIONAL Proporcionar los conocimientos especializados que le den la Formación de Ingeniero en Biónica para desarrollar aplicaciones propias de su especialidad. OBJETIVO FORMACIÓN TERMINAL Y DE INTEGRACIÓN Formar Profesionistas capaces de desarrollarse de forma integral tanto en ambientes de trabajo, como sociales, destacando siempre sus conocimientos tecnológicos y culturales.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 2.7 CONCLUSIONES DE LOS LINEAMIENTOS GENERALES PARA EL PLAN DE ESTUDIOS Competencias profesionales - Formación Interdiciplinaria que le permita el estudio de los biosistemas, para crear modelos análogos y emplearlos en la solución de problemas práctico. - Carácter interdiciplinario para conjuntar sinérgicamente conocimientos de base Médico-Biológica para desarrollo tecnológico. - El Ingeniero en Biónica tendrá la capacidad de desarrollar técnicas de diseño, simulación y manufactura de prototipos biomiméticos. - Profesionista que preserve una correspondencia bioética con el medio, con otras especies. - El profesionista será capas de generar y administrar proyectos tecnológicos y de investigación. - El egresado será Lider, con actitud proactiva y capacidad de integrarse a equipos de trabajo - Profesionista con formación integral que evaluará, clasificará y jerarquizará el impacto social, bioético, científico y tecnológico de su ejercicio profecional. Características del programa académico - Mapa curricular conformada en 5 niveles de competencias - Programa Académico flexible de acuerdo a las directrices internacionale - Incorpora Unidades de Aprendizaje de Avanzada de Tecnología - Incorpora Unidade de Aprendizade de carácter optativo para reforzar y estimular su formación profesional Incorpora una salida lateral de Profesional Asociado en Biónica, que le permita ejercer antes de concluir sus estudios de licenciatura - Incorpora el idioma inglés que le permitirá ser mas competitivo en su área laborar.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3. DISEÑO DEL PLAN DE ESTUDIOS 3.1.A CONTENIDOS Y ESTRUCTURA CURRICULAR: ÁREA DE FORMACIÓN INSTITUCIONAL
Ingles III
Liderazgo y emprendedores
Ingles II
Desarrollo Sostenible
Ingles I
Bioética
UNIDADES DE APRENDIZAJE Inglés I Inglés II Inglés III Bioética Desarrollo Sostenible Liderazgo y Emprendedores
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.1.B CONTENIDOS Y ESTRUCTURA CURRICULAR: ÁREA CIENTÍFICA BÁSICA UNIDADES DE APRENDIZAJE
Análisis Numérico
Variable Compleja
Ecuaciones Diferenciales
Cálculo Vectorial.
Ondas electromagnéticas y sistemas radiantes
Prog. Orientada a objetos
Bioestadística
Biología Celular
Algebra Lineal
Metrología
Fundamentos de Física para la Ingeniería
Cálculo Diferencial e Integral
Química orgánica
Fundamentos de Teoría Electromagnética
Algebra lineal
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Cálculo Diferencial e Integral Ecuaciones Diferenciales Cálculo Vectorial Variable Compleja Análisis Numérico Bioestadística Fundamentos de Física para la Ingeniería Fundamentos de Teoría Electromagnética Ondas Electromagnéticas y Sistemas Radiantes Metrología Programación Orientada a Objetos Biología Celular Química Orgánica Conocimientos: - Dominar los principios del álgebra lineal para su aplicación en sistemas biológicos. - Analizar problemas relacionados a la Ingeniería Biónica, para plantearlos, resolverlos e interpretarlos, con los fundamentos del cálculo diferencial e integral, así como sucesiones y series. - Identificar los diferentes tipos de ecuaciones diferenciales y utilizando diferentes métodos de solución resolverá problemas clásicos y de la Ingeniería Biónica. - Utilizar las herramientas del cálculo vectorial, así como los conceptos de integral de línea y superficie, para dar solución a diversos problemas que involucren a la Ingeniería Biónica y a la Física. - Aplicará las herramientas de la teoría de funciones de variable compleja en la manipulación de modelos matemáticos. - Diseñar métodos para aproximar de manera eficiente la solución a problemas de ingeniería y del área médico-biológica. Plantear y resolver problema propias de la carrera, en computadora mediante el uso de Matlab. - Utilizar métodos estadísticos para organizar y resumir datos para toma de decisiones con respecto a un gran volumen de datos, al examinar solo una muestra que proceda de estudios médico-biológicos. - Aplicar los fundamentos de Mecánica Clásica en la solución de problemas de ingeniería relativos al campo de la biónica. - Comprender las interacciones de los diferentes sistemas de la célula y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula. - Analizará los principios fundamentales de la Química Orgánica y los aplicará en la solución de problemas específicos planteados en la Ingeniería Biónica. Habilidades: - Capacidad de análisis para la resolución de problemas de la ingeniería. - Emplear metodologías para el análisis y modelado de sistemas biológicos. - Resolver problemas matemáticos, aplicando diferentes enfoques. - Explicar e interpretar los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y contrastarlos con modelos establecidos - Cuantificar, contrastar y representar experimental o matemáticamente las magnitudes de masa espacio, tiempo, temperatura y las propiedades físicas de los sistemas biológicos. - Interpretar tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. ACTITUDES Y VALORES: -
Interés en la actualización y educación continua Capacidad de trabajar en equipo con tolerancia y respeto y equidad de género. Capacidad crítica y autocrítica en su vida profesional y personal Desempeño profesional basado en la bioética.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería en Biónica 3.1.C CONTENIDOS Y ESTRUCTURA CURRICULAR: ÁREA DE FORMACIÓN PROFESIONAL UNIDADES DE APRENDIZAJE
OPTATIVA 3
OPTATIVA 4
Análisis de esfuerzos
Manufactur a de elementos Biomimético s
Normatividad y gestión tecnológica
Biomagnetismo
TeorÍa del control
OPTATIVA 1
OPTATIVA 2
Procesamiento de Señales Biológicas
Dispositivos electrónicos.
Bioinstrumentació n.
Electrónica analógica y de potencia.
Electrónica digital.
Fisiología
Biofísica
Biología Molecular
Investigación y desarrollo de proyectos
Sistemas de Gestión de Calidad
Procesamient o de Imágenes
Herramientas computacional es
Anatomía
Física Moderna y óptica
Fisicoquímica
Bioquímica
Teoría de los circuitos
Modelado y Control de Sistemas Biónicos
Dispositivos Programables
Reconocimiento de patrones
Mecanismos Biomiméticos
Biomateriales
Sensores y Actuadores
Herramientas computacionales Comprensión y aplicación de las herramientas computacionales de software MATLAB Y AUTOCAD sintetizando los fundamentos para usarlos en la creación y elaboración de soluciones en Ingeniería Biónica (Estás competencias se trabajarón con el Profesor Alemán, en el contenido temático que se tiene contemplado para esta materia)
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Anatomía Estudio de las estructuras macroscópicas del cuerpo humano. Estudio descriptivo de las estructuras internas de las entidades vivientes, es decir la topografía, la ubicación, la disposición, y la relación entre sí de los órganos que las componen. Física Moderna y óptica Fisicoquímica Estudio de la ciencia de materiales. Estudio de la materia empleando conceptos físicos como cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en los sistemas, sólido, líquido y/o gaseoso, además de interpretaciones de interacciones moleculares. Bioquímica Estudio de los ciclos metabólicos y la integración y desintegración de las moléculas que componen los seres vivos. Estudio de la composición y cinética de las enzimas, los tipos de catálisis enzimática, activaciones, inhibiciones competitivas o alostéricas. Estudio de los componentes químicos de los seres vivos, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleícos. Teoría de los circuitos El alumno aplicará los conocimientos y técnicas necesarias para el análisis de circuitos eléctricos a fin de que cuente con los fundamentos necesarios para el diseño electrónico analógico y digital. Aplicando los conocimientos de álgebra básica y análisis y solución de ecuaciones diferenciales, el alumno manejará desde los conceptos fundamentales de elementos de circuitos hasta los procedimientos de resolución de redes eléctricas, para su aplicación en corriente continua y en corriente alterna. Será capaz de analizar y diseñar redes eléctricas mediante software de simulación como PSPICE. Fisiología Estudia las interacciones de los elementos básicos de un ser vivo con su entorno y explicando el porqué de cada diferente situación en que se puedan encontrar estos elementos. Biofísica Estudio de la dinámica molecular, para explicar las propiedades físicas de las biomoléculas a través de su estructura y sus propiedades dinámicas y de equilibrio. Estudio de la biología de sistemas para tratar de entender las interacciones globales de los sistemas vivos. Entender y explicar las propiedades de la materia viva. Biología Molecular Entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula. Investigación y desarrollo de proyectos Evaluar proyectos de inversión para determinar la implantación y puesta en marcha de un negocio. Sistemas de Gestión de Calidad Conocerá las estrategias administrativas de la calidad total, mejora continua, reingeniería de procesos, normas ISO, control estadístico del proceso, sistemas Six Sigma, para aplicar y desarrollar dentro de cualquier organización social (empresas) las herramientas administrativas para el control de la calidad.
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Procesamiento de Imágenes Tener habilidad para mejorar la calidad visual de una imagen digital de manera que facilite su interpretación. Integrar los elementos de un sistema de adquisición, p rocesamiento y presentación de imágenes, dependiendo del campo de aplicación. Diseñar e implementar algoritmos de procesamiento de imágenes en plataformas de cómputo como Matlab y/o Lenguaje C. Aplicar técnicas de análisis de imágenes para extraer información pictórica de forma autónoma. Desarrollar proyectos de procesamiento de imágenes con aplicaciones en los campos de la Biónica. Sensores y Actuadores Identificar la dimensión del uso de sensores y actuadores. Así como sus principios físicos y sus aplicaciones. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la obtención y análisis de la información derivada de los sensores y los correctos usos, como adecuación de las señales, para la aplicación en los actuadores. Diagnosticar las características particulares de un fenómeno y seleccionar el adecuado sensor como actuador, en la aplicación de problemáticas relacionadas a la Biónica. Intervenir en el Diseño y realización de proyectos en donde se utilizan sensores y actuadores. Evaluar el funcionamiento, la aplicación y los buenos usos de los sensores y los actuadores en equipos de laboratorio e industriales. Procesamiento de Señales Biológicas Analizar y sintetizar algoritmos eficientes para la obtención de información, a partir de señales biológicas, tanto en el dominio del tiempo como en frecuencia. Realizar proyectos para desarrollar sistemas operados por señales biológicas empleando las competencias de análisis y diseño de las unidades de aprendizaje relacionadas. Dispositivos electrónicos Bioinstrumentación Analizar, operar, mantener, y rediseñar equipos y dispositivos tecnológicos que componen sistemas de registro de señales biológicas. Diseño de instrumentación para el sensado, acondicionamiento, adquisición y procesamiento tanto analógico como digital de señales biológicas para su medición y/o registro. Acondicionamiento de señales biológicas para el uso de sistemas de telemetría. Electrónica analógica y de potencia Electrónica digital Conceptos básicos en el análisis y diseño de sistemas digitales. Ser capaz de analizar y diseñar circuitos combinacionales en base a algebra de Boole y tablas de verdad. Ser capaz de analizar y diseñar circuitos secuenciales por técnicas de transición de estados y el métodos de transferencia entre registros. Ser capaz de simplificar funciones booleanas con mapas y el método del tabulado. Ser capaz de diseñar un sistema computador básico. Implementar en CPLD, FPGA usando el VHDL Mecanismos Biomiméticos Identificar la dimensión del uso de los mecanismos en el diseño de estructuras biomiméticas. Así como sus principios físicos y sus aplicaciones. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la obtención y análisis de la información derivada de los modelos biomiméticos y el correcto uso de los principios mecánicos, para la adecuación y la aplicación en proyectos establecidos. Intervenir en el Diseño y realización de proyectos en donde se utilizan mecanismos bajo la filosofía de la Biónica. Evaluar el funcionamiento, la aplicación y la selección del adecuado mecanismo en máquinas de laboratorio e industriales.
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Biomateriales Diseño, Obtención, Caracterización y Optimización de diversos grupos de materiales cuyas características estructurales y morfológicas así como sus propiedades físicas y químicas les permiten interactuar con sistemas biológicos, para reemplazar y/o inducir a la regeneración para una aplicación específica. Biomagnetismo Estudio de las interacciones de las ondas electromagnéticas en los seres vivos, a nivel celular, tejido, órgano, e individuo. Interacciones de las ondas electromagnéticas con los ecosistemas, normas de radiación IRP A, alteraciones genéticas de la célula por radiación. Mecanismo de polarización de las moléculas orgánicas, molécula del agua, carbono. Mecanismo de polarización de sustancias no polares, polares, dieléctricos. Efecto Pearl Chain, comportamiento capacitivo de la pared celular, efecto en péptidos. Hipertermia. Física de la imagenología, instrumentos de terapia de alta frecuencia, instrumentos de terapia de baja frecuencia y baja potencia Reconocerá los principales elementos de la ecuación de onda y su correspondencia en el empleo de ondas mecánicas. Física del Ultrasonido, imagenología y terapia. TeorÍa del control Diseño y análisis de sistemas de control:utilizando controladores proporcional-integral-derivativo y compensadores, por métodos convencionales y de espacio de estado. Selección del controlador con base en sus propiedades. Optativa I, II, III y IV.. Proporcionar estudios que fortalezcan su quehacer profesional correspondiente al área de interés del estudiante, a saber: biomecánica, biosistemas y/o sistemas sensoriales. Modelado y Control de Sistemas Biónicos Diseño y análisis de sistemas de control: utilizando técnicas del control Moderno. Selección del controlador con base en sus propiedades. Dispositivos Programables Reconocimiento de patrones Aplicar las diferentes técnicas y herramientas matemáticas y computacionales en el desarrollo de algoritmos de reconocimiento de patrones susceptibles de resolver problemas en disciplinas como: ingeniería, medicina, biología, ciencias sociales, etc. Resolver problemas en los que sea necesario aplicar el reconocimiento de patrones para la extracción automatizada de información en imágenes. Seleccionar adecuadamente las características que permitirán la correcta clasificación de entidades, según el área de aplicación. Desarrollar e implementar en una herramienta computacional las técnicas aplicables al reconocimiento de atributos característicos en señales bioeléctricas. Aplicar los conocimientos de este campo para la implementación de sistemas de visión por computador. Análisis de esfuerzos Aplicar las teorías, técnicas y métodos de cálculo de esfuerzos y deformaciones de los materiales sometidos a cargas. Calcular esfuerzos normales y cortantes, así como deformaciones de elementos biomiméticos sujetos a carga. Comparar y evaluar los valores obtenidos de esfuerzo con los recomendados para la aplicación a desarrollar.
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Manufactura de elementos Biomiméticos Identifica las diferentes técnicas de manufactura y procesos de maquinados usados comúnmente en la actualidad, destacando la influencia de los m ateriales, diseño, aspectos económicos y ambientales en la producción de elementos biomiméticos, haciendo énfasis en el conocim iento de las herramientas. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la elavoración y análisis del proceso de manufactura en la fabricación de elementos biomiméticos Normatividad y gestión tecnológica Conocerá las normas vigentes en relación con l a propiedad intelectual, contratos de desarrollo tecnológico, gestión de la tecnología, para que pueda apoyar y abordar el desarrollo tecnológico y en su momento poder tramitar y obtener un título de propiedad intelectual.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.1.D CONTENIDOS Y ESTRUCTURA CURRICULAR: ÁREA DE FORMACIÓN TERMINAL Y DE INTEGRACIÓN UNIDADES DE APRENDIZAJE
Biorobótica
Bioelectrónica
Biomecánica
Trabajo Trabajo Terminal II Terminal I
Biógnosis
Electiva I
Electiva II
Electiva III Electiva IV
Metrodologìa de la Investigaciòn
Servicio Social
Biorobótica Emplear criterios técnicos, científicos y biomiméticos para diseñar y construir soluciones por m edio de mecanismos, sistemas sensoriales, algoritmos biológicos para aplicaciones potenciales en sistemas de ingeniería. Bioelectrónica Emplear criterios técnicos, científicos, clínicos, biológicos y ambientales para diseñar y construir soluciones biónicas (óptimas) integrando las competencias de bioinstrumentación y procesamiento de señales biológicas, con el fin fundamental de mantener o mejorar las condiciones de los sistemas biológicos y ambientales. Análisis de Esfuerzos Aplicar las teorías, técnicas y métodos de cálculo de esfuerzos y deformaciones de los materiales sometidos a cargas. Calcular esfuerzos normales y cortantes, así como deformaciones de elementos biomiméticos sujetos a carga. Comparar y evaluar los valores obtenidos de esfuerzo con los recomendados para la aplicación a desarrollar. Metodología de la Investigación Concebir la idea de investigación a) Identificar el problema solucionar, así como el modelo biológico en el que basará la solución. b) Establecer las palabras claves que enmarcan la investigación teórica de lo biológico y de lo tecnológico. Plantear el problema de investigación a) Establecer los objetivos de investigación b) Plantear las preguntas de investigación c) Establecer los criterios de viabilidad y de manera referenciada justificar el desarrollo del Trabajo Terminal Elaboración del Marco Teórico a) Revisión, detección, obtención y consulta de la literatura, en sus dos acepciones biológica y tecnológica. b) Extracción y recopilación de la información correspondiente a las palabras clave.
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c) Construcción del marco teórico. Definición del estado del arte. a) Definamos estado del arte como el nivel más alto de desarrollo tecnológico conseguido a partir de la última patente sobre un tema determinado. Por conveniencia en Biónica este periodo de tiempo debe contemplar al menos 5 años. b) Hacer uso de referencias científicas: journal, revistas científicas, libros, referencias WEB científicas, etc. Definir el nivel de la investigación y tipo de investigación: a) Para TT1 se trata de una investigación exploratoria, correlacional que llega hasta el desarrollo del protocolo de investigación y las pruebas experimentales previas. Matriz de hipótesis a) Establecer hipótesis b) Detección de variables c) Definición conceptual y operacional de variables d) Establecimiento de metas Escritura del protocolo a) Planeación del mapa de tiempos y movimientos encuadrados a 40 semanas, b) Planeación de presupuesto Investigación de las pruebas previas Diseño preexperimental Trabajo Terminal I Diseño no experimental a) Selección de muestra, determinación del universo, extracción de la muestra. b) Elaboración, aplicación y validación d el instrumento de medición c) Codificación de los datos d) Análisis de los datos: Selección de prueba estadísticas, elaboración del problema de análisis, aplicación del análisis. e) Aplicación de los métodos científicos para la construcción de un modelo matemático. Obtención de curvas, funciones de transferencia. f) Transformación del modelo matemático a un modelo análogo dinámico; eléctrico, mecánico, neumático, etc g) Presentación y discusión de los resultados del modelo. Diseño experimental aplicado a los diferentes objetivos del diseño metodológico experimental de solución: a) Aplicación de las herramientas de diseño, manuales y computacionales al modelo análogo biológico b) Aplicación de las herramientas de simulación al modelo análogo biológico. c) Construcción del modelo análogo biológico. d) Experimentación del análogo, incluye los puntos a, b, c, d, y g, del guión anterior. e) Aplicaciones de las Técnicas de Control. Trabajo Terminal II Presentación de los resultados Discusión de los resultados sobre las bases del estado del arte Conclusiones, concordancia con los objetivos Escritura del Reporte final: Trabajo Terminal, Tesis Defensa del trabajo. Presentación de los resultados en algún Foro Científico Nacional y/o Internacional.
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Electiva 1 Electiva 2 Electiva 3 Electiva 4 Servicio Social HABILIDADES: Analizar con énfasis bioético la estructura, funciones, alteraciones e interrelación con el medio de los sistemas biológicos, a partir de las bases interdisciplinarias entre las áreas médico bi ológicas y las de desarrollo tecnológico. Identificar variables durante el análisis de los sistemas biológicos, medirlas y caracterizarlas para obtener curvas de respuesta que lleven al diseño de modelos matemáticos. Utilizar las analogías dinámicas para transformar los modelos matemáticos producto de la biógnosis de las variables biológicas, en modelos de ingeniería susceptibles de c ontrol y simulación. Aplicar las herramientas de diseño, simulación y análisis a la construcción de biomiméticos mediante tecnologías avanzadas de manufactura. Validar biomiméticos mediante la comparación de su función de transferencia y el análogo biológico del cual se desarrolló. Aplicar sistemas biomiméticos a la solución de problemas de ingeniería con el fin de satisfacer las demandas tecnológicas de la sociedad, estableciendo como premisas una armonía con el ambiente y un desarrollo sostenible.
ACTITUDES Y VALORES: Saber Ser y Convivir. Practicar la actualización continua en su área de especialización revisando el estado del arte. Ejercer un liderazgo propositivo y proactivo en su vida profesional. Capacidad de desarrollarse de forma colaborativa en contextos profesionales, personales, culturales y sociales. Mantener el interés por la investigación y el desarrollo de nuevos métodos y técnicas asociadas al estudio de modelos biomiméticos. Proteger los recursos naturales y el ambiente mediante el desarrollo de proyectos sostenibles. Conducirse con ética, responsabilidad, honestidad, disciplina y tolerancia en su desarrollo profesional y personal. Respetar las diferentes culturas y especies. Practicar la equidad de género. Ser congruente en el ejercicio de sus derechos y obligaciones.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.1.E CONTENIDOS Y ESTRUCTURA CURRICULAR: INSTRUCCIONES PARA ELABORAR EL CUADRO “ESTRUCTURA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE”
NIVEL Biorobótica 5
Trabajo Terminal II
Trabajo Terminal I
Metodología de la Investigación
Dispositivos Reconocimie Análisis de Programable nto de esfuerzos s patrones
Manufactura de elementos Biomiméticos
Normatividad y gestión tecnológica
Bioelectrónica
Biomecánica
NIVEL 4
Modelado y Control de Sistemas Biónicos
NIVEL 3
Ingles III
Análisis Numérico
Procesamiento de Imágenes
Mecanismos Biomiméticos
Biomateriales
Biomagnetismo
Ingles II
Ondas electromagnéticas y sistemas radiantes
Variable Compleja
Fisica Ecuaciones Moderna y Diferenciales óptica
Biofísica
Biología Molecular
Investigación y desarrollo de proyectos
Sistemas de Gestión de Calidad
Ingles I
Metrología
Prog. Orientada a objetos
Bioestadística
Fundamentos de Teoría Electromagnética
Algebra Lineal
Herramientas computacionales
Anatomía
NIVEL 2
NIVEL 1
Servicio Social
Electiva 4
OPTATIVA
OPTATIVA
3
4
Sensores y Procesamiento de Bioinstrume Dispositivos electrónicos. Actuadores Señales Biológicas ntación. TeorÍa del OPTATIVA 1 OPTATIVA 2 control
Liderazgo y emprendedores
Fisicoquímica
Bioquímica
Biógnosis
Electiva 2
Fundamentos de Cálculo Diferencial Física para la e Integral Ingeniería
Desarrollo Sostenible
Bioética
Cálculo Vectorial.
Electiva 3
Electrónica analógica y de potencia.
Electrónica digital.
Teoría de los circuitos
Fisiología
Biología Celular
Química orgánica
Electiva 1
30
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD ACAD MICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACAD MICO: Ingeniería Biónica 3.1 F ESTRUCTURA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE NIVEL Biorobótica 5
NIVEL 4
6
Bioelectrónica
(1,5 t / 3 p ) Modelado y Control de Sistemas Biónicos
6
(1,5 t / 3 p )
NIVEL 3
Ingles III
Ingles II
3
Ingles I
6 32 14 12 64
VIGENCIA:
3
6
6
(1.5 t / 3 p )
Análisis Numérico
9
Procesamientode Imágenes
7.5
Variable Compleja
6
4.5
(1,5 t/1,5p)
Metrología
6
Prog. Orientada a objetos
7.5
Trabajo Terminal I
(7.5 p)
(7.5 p)
Análisis de esfuerzos
6
Manufacturade elementos Biomiméticos
(1.5 t / 3 p )
(1.5 t/3 p)
Ondas electromagnéticas y sistemasradiantes
(3 t/1.5 p)
NIVEL 1
(1.5 t/3 p) Reconocimiento de patrones
(1,5 t / 3 p )
Dispositivos Programables
(3 t/3 p)
NIVEL 2
Trabajo Terminal II
Biomecánica
(1,5 t / 3 p )
3
6
6
Sensores y Actuadores
6
Procesamientode SeñalesBiológicas
(1,5 T/3P)
(1.5 t/3 p)
Ecuaciones Diferenciale s
Fisica Moderna y óptica
7.5
B io es ta dí st ic a
6
Fundamentos de Física para la Ingeniería
6
Dispositivos electrónicos.
7.5
Fisicoquími ca
Servicio Social
Electiva 4
9
Cálculo Diferencial e Integral
(1,5 T/3P)
(3 t/3 p)
porcentaje 6.0 50.7 27.0 16.3 100
Institucionales Formación profesional Formación científica básica Formación terminal y de integraci ELECTIVAS TOTAL
OPTATIVA 3
6
(1,5 t / 3 p )
6
5
Bioinstrum entación.
7.5
6
(1.5 t/3 p)
(3 t/3 p)
(3 t/3 p)
4
6
Electiva 3
5
Electrónica analógica y de potencia.
7.5
Electrónica digital.
7.5
Teoría de los circuitos
(3 t/1.5 p)
9
(3 t/3 p)
Cálculo Vectorial.
9
4
(3 t/1.5 p)
Bioquímica
6
OPTATIVA
(1,5 t / 3 p )
(3 t/1.5 p)
(1.5T/3P)
Créditos
AGOSTO 2009
4.5
1.5 t/3 p)
(1.5 t/3 p)
24 202.5 108.0 65.0 399.5
(3 t/3 p)
Normatividad y gestión tecnológica
(1.5t/1,5p)
(3 t/1.5 p)
9
Metodología de la 4.5 Investigación
(1.5t/1.5 p)
(1,5 t / 3 p)
(3 t/1,5 p)
6
7.5
9
Biología Celular
7.5
Química orgánica (3 t/1.5 p)
6
(1,5 t/3 p)
4.5
(1.5 t/1.5 p )
(3 t/1.5 p)
20
Fisiología
Mecanismos Biomiméticos
Biofísica
Fundamentos de Teoría Electromagnética
(3 t/3 p)
7.5
(3 t/ 1,5 p)
6
(1.5 t/3 p)
7.5
Biomateriales
Biología Molecular
Algebra Lineal (3 t/1,5 p)
7.5
(3 t/ 1,5 p)
7.5
(3 t/1.5 p)
9
Biomagnet ismo
Investigacióny desarrollo de proyectos
Herramientas computacionales
(1,5 t/ 3 p)
7.5
(3 t/1.5 p)
4.5
(1.5 t/1.5 p)
7.5
TeorÍa del control
Sistemas de Gestión de Calidad
Anatomía (3t/1.5p)
6
(1,5 t / 3 p )
4.5
(1.5 t/1.5 p)
6
OPTATIVA 1
Liderazgo y emprended ores
Desarrollo Sostenible (1,5 t / 3 p)
6
(1,5 t / 3 p )
4.5
(1,5 t / 1,5 p)
7.5
OPTATIVA 2
Biógnosis
7.5
Electiva 2
5
4.5
Electiva 1
5
(3 t/ 1,5 p)
6
Bioética (1,5 t / 1,5 p)
5.01
TOTAL DE CRÉDITOS: ________399.5 TEPIC__________
31
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.I.G OTROS ELEMENTOS CURRICULARES: ACREDITACIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS Y OBTENCIÓN DEL TÍTULO PROFESIONAL Para acreditar el programa de Ingeniería en Biónica es necesario: 1. Cursar y aprobar los 399.5 o más créditos TEPIC, considerando los créditos de las unidades de aprendizaje obligatorias y las que el estudiante puede elegir libremente del plan de estudios. 2. El título profesional se obtiene por opción curricular, por lo que es necesario acreditar con una calificación mínima de 8.0 las unidades de aprendizaje denominadas Trabajo Terminal I y Trabajo Terminal II ante un jurado evaluador asignado por la academia de Ingeniería en Biónica. 3. En caso de no optar por la opción curricular, el estudiante tiene derecho a titularse por las diversas opciones indicadas en el reglamento vigente de titulación profesional del IPN. 4. Haber concluido el servicio social. 5. No tener adeudo alguno de material y/o equipo con los laboratorios, talleres, o biblioteca de la Unidad. 6. Haber entregado a la Subdirección Académica dos empastados de su reporte final de Trabajo Terminal II debidamente firmado por los integrantes del jurado evaluador, uno a la academia de
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.I.G OTROS ELEMENTOS CURRICULARES: ACREDITACIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS Y OBTENCIÓN DEL TÍTULO PROFESIONAL Para acreditar el programa de Ingeniería en Biónica es necesario: 1. Cursar y aprobar los 399.5 o más créditos TEPIC, considerando los créditos de las unidades de aprendizaje obligatorias y las que el estudiante puede elegir libremente del plan de estudios. 2. El título profesional se obtiene por opción curricular, por lo que es necesario acreditar con una calificación mínima de 8.0 las unidades de aprendizaje denominadas Trabajo Terminal I y Trabajo Terminal II ante un jurado evaluador asignado por la academia de Ingeniería en Biónica. 3. En caso de no optar por la opción curricular, el estudiante tiene derecho a titularse por las diversas opciones indicadas en el reglamento vigente de titulación profesional del IPN. 4. Haber concluido el servicio social. 5. No tener adeudo alguno de material y/o equipo con los laboratorios, talleres, o biblioteca de la Unidad. 6. Haber entregado a la Subdirección Académica dos empastados de su reporte final de Trabajo Terminal II debidamente firmado por los integrantes del jurado evaluador, uno a la academia de Ingeniería en Biónica así como también el reporte en formato electrónico.
32
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica
3.1.a OBJETIVO GENERAL Y CAMPO OCUPACIONAL DEL PROFESIONAL ASOCIADO El objetivo general del profesional asociado es: Operar, mantener y reparar equipos y dispositivos que componen sistemas de diagnóstico y/o terapia asociados a la bioinstrumentación, trabajando en equipo y empleando criterios técnicos para la descripción y el análisis eléctrico y mecánico de dichos sistemas. El campo ocupacional del profesional asociado en Biónica es en el área de ingeniería clínica y mantenimiento en el ambiente hospitalario de sistemas de salud.
3.1.b PERFIL DE EGRESO El profesional asociado en Biónica podrá instalar, dar mantenimiento, servicio y comercializar equipo de bioinstrumentación, así como de máquinas biomecánicas por medio de la integración interdisciplinaria de conocimientos en las áreas de la biomécanica y bioelectrónica. Será capaz de integrarse a equipos de trabajo multidisciplinarios en la clínica, la industria, el campo y ambientes hospitalarios; adicionalmente posee el dominio de una segunda lengua. Deberá conocer el impacto ecológico de su práctica, así como presentar respeto por los derechos humanos, por las otras especies y por la preservación del ambiente. CONOCIMIENTOS: Saber saber • Conocimientos generales sobre la metodología del desarrollo de análogos biológicos , biógnosis,
biología celular y fisioanatomía de los sistemas musculo esquelético, circulatorio y nervioso periférico. • Conocimientos técnicos especializados de bioelectrónica digital, analógica y de potencia, así como
dispositivos programables. • Conocimientos básicos de mecánica y de procesos de manufactura. • Conocimientos de Integración interdisciplinaria sobre el mantenimiento, servicio y comercialización de
equipos de bioinstrumentación y biomecánicos.
HABILIDADES: SABER HACER • Identificará y medirá variables para el análisis de los sistemas biológicos. • Aplicará las técnicas de instalación, mantenimiento y/o reparación de equipo de rehabilitación, prótesis
y equipo biomédico. • Aplicará los principios básicos de electrónica, informática, mate máticas, biología y física a la solución
de problemas técnicos con el fin de satisfacer las demandas de la soci edad, considerando en su ejercicio una armonía con el ambiente y un desarrollo sostenible. • Poseerá la capacidad de trabajar en equipo y en ent ornos donde se requiera el dominio del idioma inglés.
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ACTITUDES Y VALORES: SABER SER Y CONVIVIR. • Practicará la actualización continua en su área de especialización • Mantendrá una disposición de trabajo en equipo de una manera proactiva y abierta. • Será capaz de desarrollarse de forma colaborativa en contextos profesionales, personales, culturales y
sociales. • Protegerá los recursos naturales y el ambiente. • Se conducirá con ética, responsabilidad, honestidad, disciplina y tolerancia en su desarro llo
profesional y personal. • Respetará las diferentes culturas y especies. • Practicará la perspectiva de género. • Será congruente en el ejercicio de sus derechos y obligaciones. • Cultivará una identidad nacional e institucional.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.c CONTENIDOS CURRICULARES: ÁREA DE FORMACIÓN INST ITUCIONAL UNIDADES DE APRENDIZAJE Inglés III
Desarrollo sostenible
Inglés II
Bioética
Inglés I
Liderazgo y emprendedores
Inglés I Inglés II Inglés III Comunicación Oral y Escrita Institucional Institucional
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.d CONTENIDOS CURRICULARES: ÁREA DE FORMACIÓN CIENTÍFICA BÁSICA
Ecuaciones Diferenciales
Metrología
Fundamentos de Física para la Ingeniería
Cálculo Diferencial e Integral
Biología Celular
Metrología Aplicar conceptos y generalidades de la metrología para obtener mediciones confiables dentro del área de la Biónica Fundamentos de Física para la Ingeniería Aplicar los fundamentos de Mecánica Clásica en la solución de problemas de ingeniería relativos al campo de la biónica. Cálculo Diferencial e Integral Analizar problemas relacionados a la Ingeniería Biónica, para plantearlos, resolverlos e interpretarlos, con los fundamentos del cálculo diferencial e integral, así como sucesiones y series. Biología Celular Presentar los fundamentos biológicos necesarios para que el estudiante aborde satisfactoriamente los aspectos biológicos de problemas referentes a la ingeniería bi ónica. Ecuaciones Diferenciales Identificar los diferentes tipos de ecuaciones diferenciales y utilizando diferentes métodos de solución resolverá problemas clásicos y de la Ingeniería Biónica.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.e CONTENIDOS CURRICULARES: ÁREA DE FORMACIÓN PROFESIONAL
Manufactura de elementos Biomiméticos
Sensores y Actuadores
OPTATIVA 1 y 2
Dispositivos electrónicos.
Bioinstrumentación.
Electrónica analógica integrada y de potencia.
Electrónica digital.
Herramientas computacionales
Anatomía
Teoría de los circuitos
Fisiología
Dispositivos Programables
Herramientas computacionales Comprensión y aplicación de las herramientas computacionales de software MATLAB Y AUTOCAD sintetizando los fundamentos para usarlos en la creación y elaboración de soluciones en Ingeniería Biónica. Anatomía Estudio de las estructuras macroscópicas del cuerpo humano. Estudio descriptivo de las estructuras internas de las entidades vivientes, es decir la topografía, la ubicación, la disposición, y la relación entre sí de los órganos que las componen. Teoría de los circuitos El alumno aplicará los conocimientos y técnicas necesarias para el análisis de circuitos eléctricos a fin de que cuente con los fundamentos necesarios para el diseño electrónico analógico y digital. Aplicando los conocimientos de álgebra básica y análisis y solución de ecuaciones diferenciales, el alumno manejará desde los conceptos fundamentales de elementos de circuitos hasta los procedimientos de resolución de redes eléctricas, para su aplicación en corriente continua y en corriente alterna. Será capaz de analizar y diseñar redes eléctricas mediante software de simulación como PSPICE. Fisiología Estudia las interacciones de los elementos básicos de un ser vivo con su entorno y explicando el porqué de cada diferente situación en que se puedan encontrar estos elementos.
37
Sensores y Actuadores Identificar la dimensión del uso de sensores y actuadores. Así como sus principios físicos y sus aplicaciones. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la obtención y análisis de la información derivada de los sensores y los correctos usos, como adecuación de las señales, para la aplicación en los actuadores. Diagnosticar las características particulares de un fenómeno y seleccionar el adecuado sensor como actuador, en la aplicación de problemáticas relacionadas a la Biónica. Intervenir en el Diseño y realización de proyectos en donde se utilizan sensores y actuadores. Evaluar el funcionamiento, la aplicación y los buenos usos de los sensores y los actuadores en equipos de laboratorio e industriales. Dispositivos electrónicos Bioinstrumentación Analizar, operar, mantener, y rediseñar equipos y dispositivos tecnológicos que componen sistemas de registro de señales biológicas. Diseño de instrumentación para el sensado, acondicionamiento, adquisición y procesamiento tanto analógico como digital de señales biológicas para su medición y/o registro. Acondicionamiento de señales biológicas para el uso de sistemas de telemetría. Electrónica analógica y de potencia Electrónica digital Conceptos básicos en el análisis y diseño de sistemas digitales. Ser capaz de analizar y diseñar circuitos combinacionales en base a algebra de Boole y tablas de verdad. Ser capaz de analizar y diseñar circuitos secuenciales por técnicas de transición de estados y el métodos de transferencia entre registros. Ser capaz de simplificar funciones booleanas con mapas y el método del tabulado. Ser capaz de diseñar un sistema computador básico. Implementar en CPLD, FPGA usando el VHDL Dispositivos Programables Manufactura de elementos Biomiméticos Identifica las diferentes técnicas de manufactura y procesos de m aquinados usados comúnmente en la actualidad, destacando la influencia de los m ateriales, diseño, aspectos económicos y ambientales en la producción de elementos biomiméticos, haciendo énfasis en el conocim iento de las herramientas. Aplicar técnicas, procedimientos y estrategias para la elavoración y análisis del proceso de manufactura en la fabricación de elementos biomiméticos Optativa 1, 2, 3 y 4. Proporcionar estudios que fortalezcan su quehacer profesional correspondiente al área de interés del estudiante, a saber: biomecánica, biosistemas y/o sistemas sensoriales.
38
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.f CONTENIDOS CURRICULARES: ÁREA DE FORMACIÓN T ERMINAL Y DE INTEGRACIÓN
UNIDADES DE APRENDIZAJE Electiva 4
Bioelectrónica
Electiva 3
Electiva 1
Electiva 2
Biógnosis
Electiva 1, 2, 3 y 4 Estimular la identidad Politécnica y desarrollo socio-cultural del Estudiante. Biógnosis Formará su propio método biognoscitivo a partir de las características del análogo biológico a diseñar. Aprenderá a realizar un estudio biológico sobre especies, que incluya la fenomenología y estudio taxonómico. En el caso del ser humano se referirá a estudios anatómicos, fisiológicos y patológicos del órgano a mimetizar El alumno identificará variables a instrumentar dentro de un estudio biológico, a su vez planeará los análisis bioestadístico de acuerdo a normas ecológicas de investigación biológica. A partir de los resultados bioestadísticos, deberá ser capaz de establecer funciones que lo guíen a la generación de modelos matemáticos. Utilizará las analogías dinámicas para generar modelos mecánicos, eléctricos, acústicos…. Llevará estos estudios a diseños primarios y empleara software de diseño y simulación. Construirá un modelo biomimético y producirá un procedimiento de evaluación a partir de las funciones generadas del estudio bioestadístico y expresara los resultados en términos de error y precisión. Bioelectrónica Emplear criterios técnicos, científicos, clínicos, biológicas y ambientales para diseñar y construir soluciones biónicas (óptimas) integrando las competencias de bioinstrumentación y procesamiento de señales biológicas, con el fin fundamental de mantener o mejorar las condiciones de los sistemas biológicos y ambientales.
39
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.g
ESTRUCTURA
CURRICULAR:
INSTRUCCIONES
PARA
ELABORAR
EL
CUADRO
“ESTRUCTURA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE” NIVEL 5
Bioelectrónica
Servicio Social
NIVEL 4
Dispositivos Programables
Manufactura de elementos Biomiméticos
OPTATIVA
Electiva 4
NIVEL 3
Ingles III
Sensores y Actuadores
Dispositivos electrónicos.
Bioinstrumentación.
NIVEL 2
Ingles II
Ecuaciones Teoría de los Diferenciales circuitos
NIVEL 1
Ingles I
Cálculo Fundamentos Metrología de Física para la Diferencial e Ingeniería Integral
VIGENCIA: AGOSTO 2009
Fisiología
Electrónica Electrónica analógica y digital. de potencia. Desarrollo sostenible
Electiva 2
Biología Celular
Herramientas computacionales
OPTATIVA
Bió gnosis
El ect iva 3
Anatomía
Bioética
Liderazgo y emprendedores
Electiva 1
TOTAL DE CRÉDITOS: 182 TEPIC
40
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y T ecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.h ESTRUCTURA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE NIVEL 5
Bioelectrónica
6
(1,5 t / 3 p )
NIVEL 4
Dispositivos Programables
6
(1,5 t / 3 p )
NIVEL 3
Ingles III
Manufactura de elementos Biomiméticos
6
(1,5 t / 3 p)
3
Sensores y Actuadores
Ingles II
3
Ecuaciones Diferenciales
6
Ingles I
6 13 5 6 30
Electiva 5 4
Dispositivos electrónicos.
6
Bioinstrument 8 ación.
Electrónica analógica y de potencia.
(3 t/1.5 p)
(3 t/1.5 p)
(1.5 t/3 p) 8
(3 t/1.5 p)
NIVEL 1
6
(1,5 t / 3 p )
(1,5 T/3P)
NIVEL 2
OPTATIVA 2
3 Metrología 6
Teoría de los circuitos
(3 t/3 p)
9
Fisiología
5
(1,5 T/1,5 P)
Desarrollo sostenible
8
Electrónica digital.
(3 t/1.5 p) 6
6
(1,5 t / 3 p )
Biógnosi 7.5 Electiva 3 s
5
(3 t/ 1,5 p)
Electiva 2 5
(1.5t/3p)
Fundamentos de Cálculo Física para la 9 Diferencial e 9 Ingeniería Integral
Biología Celular (3 t/1.5 p)
8
Herramientas computacionales
(1.5 t/3 p)
(3 t/3 p)
(3 t/3 p)
Créditos 24 85.5 39.0 33.5 182
porcentaje 13.2 47.0 21.4 18.4 100
Institucionales Formación profesional Formación científica básica Formación terminal y de integración TOTAL
VIGENCIA: ___AGOSTO 2009__________
7.5 OPTATIVA 1
(1,5 T/3P)
6
Anatomía
(3 T,1.5p)
ELECTIVAS
Bioética
8
(1.5t,1.5p)
4
20
4.5
Liderazgo y emprendedores
4.5
Electiva 1
(1.5t/1.5)
10.99
TOTAL DE CREDITOS: __182 TEPIC_______
41
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.j CONTENIDOS CURRICULARES: EVALUACIÓN, ACREDITACIÓN, CERTIFICACIÓN INSTITUCIONAL DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE Y OBTENCIÓN DE LA CONSTANCIA, DIPLOMA O CERTIFICADO. Para la acreditar el programa de salida lateral “Profesional Asociado en Biónica” es necesario:
1. Cursar y aprobar los 182 o más créditos TEPIC del plan de estudios para el profesional Asociado en Ingeniería en Biónica, tomando en cuenta las unidades de aprendizaje obligatorios y las que el estudiante elije libremente. 2. El consejo Consultivo Escolar de la Unidad, revisa el caso específico del alumno que desee optar por una salida lateral, y en base s u expediente, determina si puede o no realizar esta acción. En caso negativo, establecerá los pasos a seguir para su consecución. 3. Acreditar las unidades de aprendizaje: Biolectrónica, Bioinstrumentación y dos optativas con una calificación mínima de 8.0. 4. Haber concluido el servicio social. 5. No tener adeudo alguno de material y/o equipo con los laboratorios, talleres, o biblioteca de la Unidad. 6. Cumplir don los requisitos marcados en el modelo educativo del IPN, en cuanto a los porcentajes de las áreas de formación que el estudiante debe cubrir.
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Profesional Asociado En Biónica 3.1.j CONTENIDOS CURRICULARES: EVALUACIÓN, ACREDITACIÓN, CERTIFICACIÓN INSTITUCIONAL DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE Y OBTENCIÓN DE LA CONSTANCIA, DIPLOMA O CERTIFICADO. Para la acreditar el programa de salida lateral “Profesional Asociado en Biónica” es necesario:
1. Cursar y aprobar los 182 o más créditos TEPIC del plan de estudios para el profesional Asociado en Ingeniería en Biónica, tomando en cuenta las unidades de aprendizaje obligatorios y las que el estudiante elije libremente. 2. El consejo Consultivo Escolar de la Unidad, revisa el caso específico del alumno que desee optar por una salida lateral, y en base s u expediente, determina si puede o no realizar esta acción. En caso negativo, establecerá los pasos a seguir para su consecución. 3. Acreditar las unidades de aprendizaje: Biolectrónica, Bioinstrumentación y dos optativas con una calificación mínima de 8.0. 4. Haber concluido el servicio social. 5. No tener adeudo alguno de material y/o equipo con los laboratorios, talleres, o biblioteca de la Unidad. 6. Cumplir don los requisitos marcados en el modelo educativo del IPN, en cuanto a los porcentajes de las áreas de formación que el estudiante debe cubrir.
42
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.2 ELABORACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE.
.
43
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3 PUESTA EN MARCHA DEL PROGRAMA ACADÉMICO 3.3.1 PERFIL GENÉRICO DEL DOCENTE El docente en la UPIITA debe tener amplios conocimientos relacionados con la unidad de aprendizaje a cubrir, dominio y liderazgo en su campo profesional, asi como una preparación didáctica y manejo de las tecnologías de información y de la comunicación, que le permitan aplicar diversas técnicas de aprendizaje – enseñanza acordes al Modelo Educativo Institucional. Mostrar en todo momento vocación por la docencia e investigación, deseos de superación personal y profesional, capacidad de trabajo en equipo, respeto y tolerancia hacia sus pares y alumnos, manifestando siempre un comportamiento ético y de compromiso social. SABER CONOCER:
Conocer de las unidades de aprendizaje que imparte. Conocer del área en que se encuentra la asignatura que imparte. Conocer del ejercicio profesional y de docencia. Conocer los objetivos del programa académico. Conocer la normatividad interna del IPN. Conocer el modelo educativo institucional. Conocer diversas metodologías de investigación y su aplicación en su campo disciplinario. Conocer sobre evaluación educativa para incorporar estrategias en el proceso aprendizaje – enseñanza que vayan acorde al programa académico. Conocer estrategias, métodos y técnicas de gestión académica para incorporarlo en el proceso aprendizaje – enseñanza. Conocer el idioma inglés para incorporarlo a sus estrategias de aprendizaje – enseñanza. Conocer el Programa Institucional de Tutorías.
SABER HACER:
Construir espacios para la adquisición del conocimiento. Propiciar la expresión y discusión de ideas y ser capaz de concretar. Aprender enseñando e incorporar adecuadamente el uso de las tecnologías de la información y la comunicación. Adoptar modalidades de enseñanza no convencional. Desarrollar y coordinar proyectos de investigación de acuerdo a la unidad de aprendizaje que imparte. Manejar sistemas computacionales y equipo diverso aplicado a su actividad académica. Operar la unidad de aprendizaje correspondiente acorde al modelo educativo institucional, para garantizar el logro de las competencias contenidas en ésta. Planificar su actividad académica en el aula para promover una enseñanza centrada en el aprendizaje. Dominar la unidad de aprendizaje que imparte. Dominar el área en que se encuentra la unidad de aprendizaje. Desarrollar investigación sobre su campo disciplinario para mantenerse actualizado. Integrarse al Programa Institucional de Tutorías para apoyar y orientar a los estudiantes durante el desarrollo de sus estudis de nivel superior. Implementar estrategias que promuevan una educación centrada en el aprendizaje que permita el desarrollo de las competencias en el estudiante. Incorporar al proceso de aprendizaje – enseñanza estrategias que promuevan el uso y práctica del idioma inglés.
44
SABER SER Y CONVIVIR:
Atento a las inquietudes y desarrollo de los estudiantes. Dispuesto a atender a las reuniones de academia. Interés por actualizarse en su disciplina y en estrategias didácticas que le permitan promover el desarrollo de competencias en el alumno correspondientes a la unidad de aprendizaje que imparta. Evaluar equitativamente el aprendizaje y rendimiento de sus estudiantes. Conducirse con ética, respeto, tolerancia, responsabilidad y conciencia social para ser un modelo a seguir entre sus estudiantes.
45
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.2 PROGRAMA DE ACTUALIZACIÓN Y FORMACIÓN DEL PERSONAL ACADÉMICO PROPÓSITO Preparar al personal docente de la UPIITA para su inserción en los objetivos académicos propios del Modelo Educativo Institucional. Para ello es necesario contar con un conjunto de actividades formativas y de actualización que permitan el desarrollo de nuevas estrategias de aprendizaje – enseñanza en el profesor, y pueda cumplir los objetivos trazados por el MEI.
SITUACIÓN ACTUAL La Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas hoy en día cuenta con una sólida planta docente con estudios de posgrado, quienes generan diversos proyectos de investigación registrados tanto en el IPN como ante el CONACyT y participan en proyectos vinculados con el sector empresarial. Sin embargo, es de suma importancia contar con la adecuada capacitación del personal en las nuevas técnicas de aprendizaje – enseñanza enmarcadas en el Modelo Educativo Institucional, para garantizar el desarrollo de competencias en los a lumnos.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.3 PROGRAMA DE ACTUALIZACIÓN Y FORMACIÓN DEL PERSONAL ACADÉMICO ACTIVIDAD Estrategias de aprendizaje para la planeación psico-didáctica de acuerdo al Modelo Educativo del IPN Evaluación del aprendizaje para el modelo educativo Introducción a las estrategias didácticas aplicables al nuevo modelo educativo Mapas mentales y conceptuales (estrategias para el nuevo modelo educativo) Taller de aprendizaje colaborativo y aplicación de instrumentos de evaluación acordes al nuevo modelo educativo del IPN Taller de evaluación en el marco del nuevo modelo educativo Diplomado: Formación y actualización docente para un nuevo modelo educativo Diplomado en compentencias docentes en el NME Curso taller: Competencias para la tutoría académica Curso taller de elementos de apoyo para la acción tutorial Elementos de apoyo para la acción tutorial en ambientes virtuales de aprendizaje Curso de desarrollo humano: El maestro – tutor como agente formador Taller de planeación didáctica
RESULTADO ESPERADO
TIEMPO REQUERIDO
30 profesores capacitados 30 profesores capacitados 30 profesores capacitados 30 profesores capacitados
Agosto a Diciembre de 2009 (repetir cada semestre)
30 profesores capacitados 30 profesores capacitados 15 profesores capacitados 15 profesores capacitados
Inicio durante el semestre agosto – diciembre de 2009 (repetir de forma anual)
30 profesores capacitados 30 profesores capacitados 30 profesores capacitados
Agosto a Diciembre de 2009 (repetir cada semestre)
30 profesores capacitados 30 profesores capacitados
47
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.4 PROGRAMA DE ACTUALIZACIÓN Y FORMACIÓN DEL PERSONAL ACADÉMICO NECESIDADES/RECURSOS HUMANOS
FINANCIEROS
Cursos impartidos por el CFIE
Sin costo
Cursos impartidos por el personal docente de la UPIITA
Sin costo
OTROS
Cursos intersemestrales impartidos Sin costo en el IPN por docentes Cursos, talleres y/o diplomados De $5,000.00 ofertados por instituciones $30,000.00 externas al IPN (ANUIES, UNAM, profesor. UAM, etc.)
a por
Certificaciones para competencias De $5,000.00 profesionales $30,000.00 profesor.
a por
Videoproyector. Pantalla de proyección. Salas de cómputo equipadas. Equipo de sonido. Televisor de LCD de 42 pulgadas. Equipo reproductor – grabador de CD y DVD. Computadoras portátiles. Red alámbrica e inalámbrica. Pizarrones. Plumones y borradores. Papelería diversa.
48
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.5 IDENTIFICACIÓN DE NECESIDADES PARA PONER EN MARCHA EL NUEVO PLAN RECURSOS TECNOLÓGICOS
MATERIALES
Aulas Talleres Laboratorios Salas de cómputo Computadoras Alumnos por computadora Volúmenes en biblioteca Videoproyector Pantalla de proyección Osciloscopio Generador de señales Fuente de alimentación de CD Software para dibujo asistido computadora Software científico (MatLab)
Y DISPONIBLES
por
33 01 17 09 500 3.6 10,000 15 30 100 100 60 0 0 0 0
Software de aplicación general (C++) Software de simulación de componentes electrónicos Tarjetas de desarrollo de PLDs Tarjetas de desarrollo de DSPs
0 15
REQUERIMIENTOS CORTO MEDIAN LARGO O PLAZO
15 01 08 06 200 12,500 33 18 40 40 40 200 licencias 200 licencias 200 licencias 200 licencias 100 tarjetas 50 tarjetas
Reactivos para Química y Biología Material y equipo de laboratorio Química y Biología
100
50
Unidades
Unidades
500000 Pesos
Máquina de esfuerzos
1
Máquina CNC
1
Biopac
1
Espectrofotómetro RECURSOS METODOLÓGICOS Número de Unidades de Aprendizaje: 60 unidades de aprendizaje obligatoria y 4 optativas a elegir de 18 disponibles.
1
Material didáctico Estrategias de enseñanza-aprendizaje que se usarán. Resolver examen exploratorio Obtención, revisión y análisis de
X X
X X
X X
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información. X X Indagación previa de los temas a trataren cada clase. X X Realización de prácticas en equipos pequeños y la elaboración del correspondiente reporte en el idioma inglés. X Exposición de temas en idioma inglés. X X Exposición de diferentes conceptos de acuerdo al tema tratado. X X Entrega de trabajos de investigación por escrito en el idioma inglés. X X Solución de problemas referente a los temas expuestos. X X X X Participación en clases. X X Realización de trabajos extra clase. Análisis por equipos de un problema y X X diseño de la solución. Realización de proyecto final. Elaborar un plan preliminar, discusión sobre la adopción de un modelo o técnica de análisis y diseño para la identificación de los problemas y peligros encontrados en el desarrollo de su proyecto. VÍNCULOS ESTABLECIDOS CON EL VÍNCULOS POR ESTABLECER SECTOR PRODUCTIVO
X X
X X X X X X X X X
Trabajo de colaboración con Stamping and Trabajo de colaboración con General Motors Wheels. Trabajo de colaboración con Chrysler Trabajo de colaboración con el Sistema de Transporte Colectivo METRO. Trabajo de colaboración con grupo RexrothBosch. Trabajo de colaboración con SCAP. Trabajo de colaboración con Mexalit. Trabajo de colaboración con Linconl Electric. Trabajo de colaboración con Volkswagen Trabajo de colaboración con Ford
50
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.6 IDENTIFICACIÓN DE NECESIDADES PARA EL NUEVO PLAN DE ESTUDIOS PROGRAMAS DE APOYO AL APRENDIZAJE Y SERVICIOS PRIORIDAD EDUCATIVOS INDISPENSABL E CONVENIENTE
Programa de tutorías.
I
Programa de seguimiento a las trayectorias escolares.
I
CORTO MEDIANO O LARGO PLAZO
C M C
Evaluación.
M
C
L
Estrategia de incorporación al mercado de trabajo.
Programa de evaluación del aprendizaje
I
C
Programa Institucional de Emprendedores (POLIEMPRENDE)
I
C
Programa de formación y actualización docente
I
C
I
C
ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN
Procesos de ingreso y egreso. Proceso de titulación de acuerdo a las diferentes opciones y describir los lineamientos para la opción de titulación curricular. El alumno cursa la unidad de aprendizaje Metodología de la Investigación donde lleva a cabo el registro de su anteproyecto. Posteriormente cursa las unidades de aprendizaje Trabajo Terminal I y Trabajo Terminal II, donde desarrollara y construirá un prototipo. En ambas hara defensa de su trabajo ante un jurado. La calificación mínima será de 8.0 en cada unidad de aprendizaje.
Seguimiento y control escolar.
Funcionamiento de las academias.
I
L
I I
M C
51
UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 3.3.7 CONCLUSIONES DE LA PUESTA EN MARCHA DEL PLAN DE ESTUDIOS DE ESTUDIOS
APOYOS PARA EL APRENDIZAJE
Cursos de formación y actualización profesional. Cursos de formación y actualización docente. Adquisición de licencias de software especializado. Infraestructura de soporte y apoyo (equipamiento de laboratorios, pantallas de proyección, videoproyectores, pizarrones, etc.).
INFRAESTRUCTURA Y EQUIPO
CORTO
Aulas Talleres Laboratorios Salas de cómputo Computadoras Osciloscopio Generador Fuentes de Alimentación de CD Videoproyector Volúmenes en biblioteca Pantalla de proyección Tarjetas de desarrollo de PLDs Tarjetas de desarrollo de DSPs Conectividad (internet y telefonía)
X
MEDIANO
LARGO PLAZO
X X X X X X X X X X X X X
MODIFICACIONES A LOS PROCESOS, ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN
Reestructuración de academias. Adecuación del SAES acorde al modelo educativo institucional. Modificación en los procesos de inscripción de los alumnos. Para los primeres dos semestres (agodic 2009 y ene-jun 2010) del rediseño del plan de estudio del programa académico de Ingeniería Mecatrónica, solo serán aceptados estudiantes de nuevo ingreso. Crear un área exclusiva para la gestión y seguimiento a todo lo relacionado al programa académico.
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UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Biónica 4. EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO
Aspectos
Fecha/Período
Evaluación del Diseño Curricular.
-
Análisis de la congruencia de los referentes internos: Misión, Visión y Modelo educativo. Análisis de los referentes externos para ver cuales continúan siendo vigentes. UNESCO, OCDE, PND, PNE, PECyT, NME-SEP, NME-IPN, PID. Pertinencia del programa académico con las necesidades a satisfacer.
Agosto - Diciembre 2011
Congruencia de los contenidos con los referentes institucionales y externos. Evaluación de la Operación del Programa Académico. Pertinencia, congruencia, actualización y secuencia de los contenidos entre sí, con el perfil de egreso y los objetivos curriculares. Pertinencia de las estrategias didácticas con los contenidos de cada una de las asignaturas.
-
-
-
Responsables Director de la Unidad Académica. Subdirector Académico
Agosto - Diciembre 2011
Comité de profesores para la investigación documental.
Agosto 2014
Comisión de Evaluación Curricular de la Unidad.
Agosto 2010
Academias de profesores
Agosto 2009 – Agosto 2014
Subdirección Académica Jefes Académicos Academias de profesores
Enero 2010 – Agosto 2014
Subdirección Académica Jefes Académicos Academias de profesores
Agosto 2009 – Agosto 2014
Control Escolar.
-
Seguimiento de la trayectoria escolar de los estudiantes. Seguimiento del desarrollo tutorial.
Agosto 2009 – Agosto 2014
Coordinador del PIT
-
Desempeño docente frente a grupo.
Semestral
-
Suficiencia de cursos actualización y formación personal académico.
-
-
de del
Suficiencia de los materiales de apoyo al aprendizaje didácticos, de laboratorio y equipo.
-
Resultados Obtenidos e Impacto del Programa Académico. Eficiencia terminal (ingreso/egreso).
-
Seguimiento de egresados.
-
Empleadores.
-
Correspondencia de los recursos a utilizados y los resultados obtenidos (costo por estudiante).
Anual
Subdirección Académica Jefes Académicos Presidentes de Academias
Semestral
Subdirección Académica Jefes Académicos Presidentes de Academias UTEyCV Depto. de Materiales
Recursos
Agosto 2014 Diciembre 2014 Agosto 2014 Semestral
Subdirección de Extensión y Apoyo Académico Subdirección de Extensión y Apoyo Académico Subdirección de Extensión y Apoyo Académico Subdirección Administrativa
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