Resumen de la actividad: Richard Smalley presentó una lista de problemas en orden de importancia para la sociedad comenzando con la energía y siguiendo con el agua, los alimentos, el medio ambiente, la pobreza, el terrorismo y la guerra, las enfermedades, la educación, la democracia y, por último, la población. Smalley consideró cuidadosamente el orden de los problemas en su lista. Desde la perspectiva de Smalley, asegurar y administrar la energía y el agua provee la capacidad para resolver cada problema subsiguiente y lograr que todos los aspectos de la sociedad funcionen. Por ejemplo, como la democracia representativa es difícil sin una población educada, la falta de educación opaca a la democracia. La limitación de recursos y la pobreza muchas veces propician las guerras y el terrorismo. Aunque resolver los retos no trae paz a la Tierra inmediatamente, atender estos problemas elimina algunos factores que contribuyen a los conflictos y malestar mundial.

Esta introducción fue tomada de Recursohabilidad: Una introducción al nexo entre el agua y la energía. Acceso al texto completo se provee gracias al generoso apoyo de Itron, Inc.

Analizar los retos enormes en esta lista y otros retos interdisciplinarios de la ciencia, ingeniería y manejo de recursos es una excelente manera de desarrollar el tipo de capacidad de resolución de problemas interdisciplinarios requerido para la fuerza laboral del siglo veintiuno. Visualizar el análisis como un proyecto permite una gran oportunidad de evaluar el nivel de participación de los estudiantes y su dominio de muchos temas.

Duración:Esta actividad es apropiada para el aprendizaje basado en proyectos. Según lo define el Buck Institute for Education, el aprendizaje basado en proyectos (PBL, por sus siglas en inglés) invita a los estudiantes a "trabajar en un proyecto durante un periodo de tiempo extendido, entre una semana y un semestre, para hacer que se interesen en resolver un problema del mundo real o responder una pregunta compleja. Demuestran sus conocimientos y destrezas creando un producto o presentación pública para un público real". Puede considerar programar esta actividad al inicio de una unidad sobre energía, el medio ambiente o ingeniería para retar a los estudiantes a que comiencen a pensar en diferentes problemas interdisciplinarios. Otra alternativa es programar este proyecto como un "examen final" para evaluar el dominio de los estudiantes del material y su nivel de participación en el proceso interdisciplinario. Para un enfoque distinto, considere programar un proyecto que dure el semestre o el año entero con iteraciones y presentaciones rutinarias. Las ideas de los estudiantes y sus diseños de ingeniería mejorarán con el tiempo programado mientras aprendan más sobre los conceptos y procesos implicados.

Recursos:

Recursohabilidad: Una introducción al nexo entre el agua y la energía contiene una sección entera sobre los distintos recursos, tecnologías y problemas relacionados con el agua.

Las Naciones Unidas y muchas otras organizaciones internacionales han identificado al agua como un problema global principal y han preparado un resumen detallado de los problemas relacionados con el agua.

Misión del proyecto:

Analizar un cambio global significativo para especificar criterios y limitaciones cualitativas y cuantitativas a soluciones que toman en cuenta las necesidades y deseos de la sociedad.

Producto final del proyecto: Los estudiantes o grupos de estudiantes deben crear un informe robusto de investigación y análisis sobre uno de los problemas globales principales identificados arriba o de otro problema relevante que elijan los estudiantes. Para añadir crédito, se puede presentar un resumen de problemas, criterios y limitaciones a la clase.

Evaluación:

Evalúa los proyectos de los estudiantes de acuerdo a los siguientes criterios. A continuación se define el desempeño excelente para cada fase de este proyecto.

Identificación de un reto: El reto que elijan los estudiantes debe estar en una encrucijada entre las necesidades y deseos de la sociedad. Debe haber suficientes elementos de compensación para realizar un análisis multidisciplinario.

Evaluación de recursos:Muchos asuntos globales son de índole política, lo cual implica una agenda establecida e investigaciones, revisiones y reportes parcializados. Los estudiantes deben integrar y evaluar una amplia variedad de fuentes notando su origen, parcialización relevante o agenda. Los trabajos excelentes explorarán la conexión entre la fuente (financiamiento, autor o agencia, partido político, etc.) y la parcialización.

Especificación de criterios: Los estudiantes deben identificar una amplia variedad de criterios tanto cualitativos como cuantitativos para soluciones en el sector del reto que hayan escogido. Las soluciones deben estar basadas en información y apoyadas en investigación de trasfondo.

Comunicación de la solución: Los informes de los estudiantes deben incluir criterios bien razonados sobre soluciones para sus problemas globales seleccionados con todas sus fuentes y análisis. Los trabajos calificados como excelentes incluirán pocos o ningún error gramatical, de ortografía o en las citas.

Alternativa: Diseño de soluciones para retos enormes

En lugar de simplemente identificar los criterios para una solución, este proyecto se puede expandir a un reto de diseño de ingeniería en el cual los estudiantes diseñan o crean soluciones para cumplir con los criterios identificados. Los estudiantes pueden trabajar individualmente o en grupos. Anime a los estudiantes a evaluar lo que funciona y lo que no funciona en el ecosistema global actual y explorar soluciones ya sea basadas en la tecnología, políticas o en algún enfoque interdisciplinario. Para más información sobre el proceso de diseño de ingeniería, puede consultar la información en Diseño de ingeniería de energía.

Evaluación:

Utilice el criterio de evaluación modificado que se indica abajo:

Identificación de un reto: El reto que elijan los estudiantes debe estar en una encrucijada entre las necesidades y deseos de la sociedad. Debe haber suficientes elementos de compensación para realizar un análisis multidisciplinario.

Evaluación de recursos:Muchos asuntos globales son de índole política, lo cual implica una agenda establecida e investigaciones, revisiones y reportes parcializados. Los estudiantes deben integrar y evaluar una amplia variedad de fuentes notando su origen, parcialización relevante o agenda. Los trabajos excelentes explorarán la conexión entre la fuente (financiamiento, autor o agencia, partido político, etc.) y la parcialización.

Especificación de criterios:Los estudiantes deben identificar una amplia variedad de criterios tanto cualitativos como cuantitativos para soluciones en el sector del reto que hayan escogido. Las soluciones deben estar basadas en información y apoyadas en investigación de trasfondo.

Creación de un prototipo: La solución prototipo debe abordar los criterios cualitativos y cuantitativos especificados, y todas las funciones y su relación con los requisitos del proyecto deben estar bien documentadas.

Refinación de la solución: Los estudiantes pueden proceder con tantas iteraciones como sea apropiado y su evaluación se debe basar en si documentaron clara y completamente los cambios. No es necesario que la solución cumpla con todas las especificaciones del proyecto, toda vez que estén documentadas y explicadas.

Comunicación de los resultados: Los estudiantes deben compilar el equivalente en ingeniería de un cuaderno de laboratorio, que detalle el proceso completamente (evaluado usando los criterios arriba indicados), así como un resumen final que explique qué tan bien se ajusta la solución a los requisitos funcionales, si otro equipo puede hacer mejoras adicionales y cualquier otra información relevante al proyecto redactada con pocos o cero errores gramaticales, de ortografía o en las citas.

Alternativa: Exposición

Para ahondar más en el proyecto, organice un día de exposiciones en el que los estudiantes pueden presentar sus soluciones a sus compañeros, otros maestros o incluso individuos en la comunidad. Considere comunicarse con los gerentes de energía del distrito escolar; funcionarios de su compañía de servicios de electricidad, gas o agua local; profesores de la universidad o centro universitario; u otros comerciantes para que formen parte de la audiencia y provean sus comentarios.

Evaluación:

Utilice el criterio de evaluación modificado que se indica abajo:

Identificación de un reto: El reto que elijan los estudiantes debe estar en una encrucijada entre las necesidades y deseos de la sociedad. Debe haber suficientes elementos de compensación para realizar un análisis multidisciplinario.

Evaluación de recursos:Muchos asuntos globales son de índole política, lo cual implica una agenda establecida e investigaciones, revisiones y reportes parcializados. Los estudiantes deben integrar y evaluar una amplia variedad de fuentes notando su origen, parcialización relevante o agenda. Los trabajos excelentes explorarán la conexión entre la fuente (financiamiento, autor o agencia, partido político, etc.) y la parcialización.

Especificación de criterios:Los estudiantes deben identificar una amplia variedad de criterios tanto cualitativos como cuantitativos para soluciones en el sector del reto que hayan escogido. Las soluciones deben estar basadas en información y apoyadas en investigación de trasfondo.

Creación de un prototipo: La solución prototipo debe abordar los criterios cualitativos y cuantitativos especificados, y todas las funciones y su relación con los requisitos del proyecto deben estar bien documentadas.

Refinación de la solución: Los estudiantes pueden proceder con tantas iteraciones como sea apropiado y su evaluación se debe basar en si documentaron clara y completamente los cambios. No es necesario que la solución cumpla con todas las especificaciones del proyecto, toda vez que estén documentadas y explicadas.

Comunicación de los resultados: Los estudiantes deben crear una presentación corta que resalta los retos, criterios y solución propuesta. También deben redactar un "resumen ejecutivo" cortó con más información y sus recursos, redactado con pocos o ningún error gramatical, de ortografía o en las citas.

Comentarios:Los estudiantes deben redactar comentarios sobre las presentaciones de los demás estudiantes para proveer críticas constructivas y significativas sobre las soluciones de los demás. Los comentarios deben resaltar tanto las fortalezas como debilidades de las soluciones propuestas de una manera constructiva y objetiva.