Características generales de un Licenciado en Física.

Dado que la reunión con las facilitadoras de la Comisión de Currículo Central se realizará el día miércoles, 16 de noviembre, en la Sala de Seminarios Guillermo Ruggeri, con el propósito de iniciar el proceso de diseño curricular en la Escuela de Física (EDF), me permito hacer un breve resumen de lo que creo deben ser las características generales de un Licenciado en Física.

A principios del año como Representante de los Egresados ante el Consejo de Escuela presenté un extenso documento con ideas sobre este tema.

http://fisica.ciens.ucv.ve/~np/?q=content/representante-de-los-egresados...

Pero antes de dar una lista con las características, deseo dejar unas inquietudes en forma de preguntas:

¿Con qué objeto graduamos físicos y para qué clase de mercado?

¿Existe una visión, clara, explícita, y compartida de que quiere ser la comunidad de personas agrupadas bajo la instancia “Escuela de Física”?

¿Se sabe cuál es el propósito común?

¿Se conoce a dónde nos dirigimos, y cuáles son las metas y sus métricas, y cuáles los objetivos a cumplir?

¿Cómo engrana el desarrollo curricular dentro de la visión de la EDF del siglo XXI?

¿Existe una visión de la EDF que toda la comunidad conozca?

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Desde mi punto de vista, una educación en Física no le señala a los egresados en Física un mercado laboral definido como si lo haría, por ejemplo, una educación en Odontología. La carrera de Licenciado en Física le da al egresado una fundación sólida útil para desempeñarse en una diversidad de profesiones al tiempo que le da al estudiante una visión particular del mundo, habilidades computacionales, capacidad para plantear y resolver problemas y generar modelos. Hoy día, la EDF gradúa físicos que terminan en su mayoría ejerciendo diversas profesiones—sólo una pequeña porción de los egresados termina haciendo física académica.

El objetivo de la universidad no es sólo formar profesionales sino también ciudadanos. Por tanto, la universidad debe enseñar al estudiante a conocerse a si mismo, y debe enseñar temas humanísticos (ética, filosofía, historia de la ciencias, lenguaje y comunicación) en la carrera de física. Es un asunto muy importante.

Recomiendo leer artículo de Philipp Frank, "The Place of the Philosophy of Science in the Curriculum of the Physics Student," AJP, 15 (3), 202-218 (1947). http://bit.ly/faIPAl http://bit.ly/hIzH5D

El científico venezolano, Marcel Roche, también ha abogado por la enseñanza de las humanidades en los programas de ciencias: Roche, M., "The Humanities in the Scientific Curriculum", Science, 141: 698-700, 1963 (“humanities provide the best means through which man’s full potential can be realized.”) [1]

http://bit.ly/hNgq3z http://bit.ly/gCHON0

Entonces, un egresado en física debe:

1) Ser un ciudadano con capacidad de conocerse a si mismo, capaz de determinar sus fortalezas y debilidades, y poder determinar las áreas en las que es bueno, y en las cosas en las cuales no es productivo. La EDF también debe sembrar un espíritu de alta autoestima en el estudiante.

2) Doy por descontado que un egresado en Física debe mostrar dominio amplio de la física (ver más abajo).

3) Debe tener altas capacidades comunicacionales (oratoria, saber dar presentaciones, manejo de escenarios) y uso competente del lenguaje tanto en español como en inglés.

En el mundo empresarial e industrial tiene un gran valor, en realidad, es lo que exige el mercado, que los profesionales sepan trabajar bien en equipos multidisciplinarios, y puedan comunicarse bien con múltiples audiencias, con profesionales de otras disciplinas, muchas de ellas no técnicas (abogados, gente de mercadeo y ventas, clientes etc. ), que sepan dar buenas presentaciones (que tengan comando de la palabra y del escenario y puedan manejar expectativas), sean capaces de escribir reportes (claros, en forma resumida e informativos) y puedan dar presentaciones (en español y/o en inglés). En las empresas todo empleado tiene un cliente bien sea este un cliente interno o un cliente externo comprador; en el mundo empresarial hay que tener un enfoque hacia el cliente. Esto es muy importante. Adicionalmente, se exige que los profesionales sean flexibles, persistentes, responsables, y que sepan cumplir metas y terminar los proyecto a tiempo según un cronograma previamente establecido. ¿Produce la EDF a un Físico con estas características?

Una reflexión: El idioma de la ciencia NO ES el español. Un 0,3% de los artículos recogidos en las bases de datos del ISI, la referencia científica mundial, están escritos en español. Este dato se elevaba al 0,7% en 1980. En la última empresa en donde fui gerente si un recién egresado no podía sostener una conversación telefónica sencilla en inglés, y no era capaz de redactar emails en inglés no era aceptado.Comunicarse en inglés, esto es dar presentaciones, escribir y poder leer y entender grandes volúmenes de información (reportes, artículos, procedimientos) son un requisito fundamental en la mayoría de las empresas de corte tecnológico.

Por ejemplo, leer: http://bit.ly/tpPo0k de donde citamos: "Hoy en día, si un nuevo profesionista sale sin dominar el inglés, es como un soldado que va a la guerra con un rifle de juguete, simplemente no está apto, está fuera del mercado, no es competitivo, se tendrá que conformar con trabajitos mal pagados de segunda o tercer categoría y a veces ni eso."

4) El egresado en Física debe ser capaz de trabajar en equipos y saber cómo y cuándo explicar temas tecnológicos a colegas de diversas profesiones y personal no técnico. Realizar sesiones colaborativas de trabajo para resolver problemas en grupos debería ser una norma de la EDF.

5) En medios empresariales o industriales, los físicos que trabajan en diseño de productos requieren tener competencias en el diseño de experimentos. Un físico industrial debe ser capaz de determinar los costos de un experimento (en tiempo, dinero, personal), poder determinar de antemano cuántas pruebas hay que hacer para conseguir la información deseada, y cuántas variables hay que medir y sobre que rango de valores.Mientras que los físicos que trabajan en centros de manufactura necesitan usar métodos de control estadístico de procesos para el control de calidad (estos procesos de control de calidad fueron originalmente diseñados por un físico matemático estadounidense, W. Edwards Deming, quien se lo enseño a los japoneses en los años 1950 y estos lo aplicaron en la industria con un gran éxito aumentado la productividad y calidad de los producto. Leer, The Physicist as a Quality Engineer http://bit.ly/fDE7Mj .

Pero nuestros físicos reciben muy poco entrenamiento en Estadística y Diseño de Experimentos.

En su artículo, Educating physics for Industry: The rest of the story, Physics Today, December 2002 http://bit.ly/fCkRFD, Kenneth Hass, gerente del departamento de Ciencias Físicas y Ambientales de Ford Research Laboratory, presenta dos puntos de vista importantes respecto al entrenamiento de los físicos para la industria.

La primera observación que hace Hass, es que en la interacción universidades / industrias, se obvia el hecho de que en ambas hay perspectivas diferentes (que deben enseñarse) referente al concepto de “investigación”. En la industria la investigación no es libre está limitada por metas previamente establecidas por la empresa en planes de negocios, costos del proyecto, cronogramas de ejecución, especificaciones de los productos y debe por ello estar muy enfocada a cumplir con estas restricciones y, dice Hass, se requiere de mucha persistencia para, una vez escogido un camino de investigación, persistir en él hasta encontrar los resultados requeridos. Y esto, por supuesto, hace que la investigación en medios industriales sea más complicada.

Kenneth Hass hace una segunda observación, la cual encuentro muy válida, y es que el curriculum tradicional de la enseñanza de la física promueve en exceso una visión lineal, reduccionista y en equilibrio del mundo y que no expone a los estudiantes lo suficiente a conceptos no lineales, holísticos y del no equilibrio. Dice Hass, que este entrenamiento en principios reduccionistas de los físicos (que aclara, de mucho nos ha servido), entra en conflicto con la habilidad para apreciar bien las complejidades de un ambiente empresarial industrial.

6) Participar activamente del fenómeno del emprendimiento científico y tecnológico es importante ya que la capacidad de traducir el conocimiento en aplicaciones prácticas es la base del crecimiento económico más espectacular de todos los tiempos. La EDF debe sembrar un espíritu emprendedor en los estudiantes.

En cuanto a la enseñanza de la Física se refiere, hay que enfatizar dos aspectos:

a) CONOCIMIENTOS AMPLIOS

Doy por descontado que un egresado en física debe mostrar dominio amplio de la física. Para las especializaciones están las opciones y los postgrados. Esto quiere decir que temas como la mecánica de fluidos, la teoría de los sistemas complejos y la relatividad general deberían ser enseñadas en pregrado a todos los estudiantes de la Licenciatura en Física.

Para la relatividad general existen textos para enseñanza del tema en pregrado. Ejemplo: J. B. Hartle (Gravity: an introduction to Einstein’s general relativity, Addison-Wesley, San Francisco, 2003). Leer artículo Sobre la Enseñanza de la Relatividad General en el grado en Física de José Navarro Salas, Revista Española de Física, Año 2008, Vol. 22, Número 2

http://dl.dropbox.com/u/3821012/Ensenanza%20Relatividad%20General.pdf
http://www.aapt.org/doorway/TGRU/articles/Moore%20GRArticle.pdf
http://www.aapt.org/doorway/Posters/Hermanpages/HermanPoster.pdf

b) ENSEÑANZA INTEGRADA DE LA FISICA
La Física General no debe ser enseñada en silos, es decir, de forma separada, sino de una manera integrada, y con sentido para el estudiante. La enseñanza de la Física se viene modificando sustancialmente desde hace más de una década.

Recomiendo leer el artículo del premio Nobel de Física, Carl Wieman

Transforming Physics Education
C. E. Wieman and K. K. Perkins, Physics Today, November 2005, 58(11), p.36-41
http://www.jgore.org/Wieman_PhysicsToday.pdf

“The science community needs to change science education to make it effective and relevant for a much larger fraction of the student population than in the past. This need is the result of significant changes in the environment and society over the past several decades. First, society now faces critical global-scale issues that are fundamentally technical in nature—for example, climate change, genetic modification, and energy supply. Only a far more scientifically and technically literate citizenry can make wise decisions on such issues. Second, modern economies are so heavily based on technology that having a better understanding of science and technology and better technical problem-solving skills will enhance a person's career aspirations almost independent of occupation. Furthermore, a modern economy can thrive only if it has a workforce with high-level technical understanding and skills.”

Paradigms in Physics: Restructuring the Upper Level
C. A. Manogue and K. S. Krane, Physics Today, 59 (9), p.53–58, 2003
http://bit.ly/e7cv69

Rethinking the Content of Physics Courses
Diane Grayson, Physics Today,59(2),p31 February 2006
http://bit.ly/gmoSDO

The use of concept tests and peer instruction in upper-division physics.
Steven J. Pollock, Stephanie V. Chasteen, Michael Dubson, Katherine K. Perkins, PERC Proceedings 2010, AIP Press (2010). http://bit.ly/dQsBHK

Restructuring the Introductory electricity and magnetism course
R. Chabay & B. Sherwood, American Journal of Physics 74, (2006). p. 329-336.
http://matterandinteractions.org/Content/Articles/AJP-EandM.pdf

Modern Mechanics
R. Chabay & B. Sherwood, American Journal of Physics 72. (2004). p. 439-445.
http://matterandinteractions.org/Content/Articles/AJP-mechanics.pdf

Bringing atoms into first-year physics
R. W. Chabay & B. A. Sherwood, American Journal of Physics 67, (1999). p. 1045-1050.
http://matterandinteractions.org/Content/Articles/AJP-thermal.pdf

También, es de interés el trabajo reciente (2011) siguiente:

Promising Practices in Undergraduate Science, Technology, Engineering, and Mathematics Education: Summary of Two Workshops
http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13099

Para finalizar deseo colocar una cita del recién fallecido físico alemán, Rudolf Ludwig Mössbauer (Enero 1929- September 2011), en donde él le recomienda a los estudiante aprender a explicar la física. Le decía a sus estudiantes:

“Explain it! The most important thing is, that you are able to explain it! You will have exams, there you have to explain it. Eventually, you pass them, you get your diploma and you think, that's it! – No, the whole life is an exam, you'll have to write applications, you'll have to discuss with peers... So learn to explain it! You can train this by explaining to another student, a colleague. If they are not available, explain it to your mother – or to your cat!”

Es obvio que la cita hace referencia a la capacidad verbal y de convencimiento que tienen que tener los cientificos. Los cientificos deben ser capaces de defender sus ideas en ciencia. No hay un ejemplo más elocuente que la lucha por las ideas entre Brian Josephson (entonces un joven de 24 años) contra el doble premio Nobel John Bardeen. Leer: The Nobel Laureate versus the Graduate student.
http://www.physics.umd.edu/courses/Phys798S/anlage/Phys798SAnlageSpring0...

Por último, los estudiantes de física deben saber que es lo que hace a un científico ser un gran científico: [One of the characteristics of successful scientists is having courage. Once you get courage up and believe you can do important problems, then you can. If you think you can’t, almost surely you are not going to.]. Leer a R.W. Hamming, “You and your research: A stroke of genius: striving for greatness in all you do.”

http://www.cs.utexas.edu/users/dahlin/bookshelf/hamming.html

[1] Existe traducción: Roche, Marcel: "La enseñanza de las humanidades en el programa de ciencia". Acta Científica Venezolana, Caracas, 14, 1963: 55-56