Instituto Colombiano para el Fomento de la Educación Superior, ICFES TALLER DE CONSTRUCCIÓN DE ÍTEMS ECAES INGENIERÍAS Octubre de 2006

CONTENIDO Marco de fundamentación conceptual: estructura y especificaciones de prueba Reglas para la construcción de ítems Ejercicio de construcción y revisión de preguntas

MARCO DE FUNDAMENTACIÓN CONCEPTUAL Dimensiones de la estructura de prueba. Complejidad. Número y tipo de ítems.

Estructura típica de un ECAES de Ingeniería

COMPONENTES

COMPONENTES Concepción de esquemas teóricos, generalmente en forma matemática, de un sistema o de una realidad compleja, que se elabora para facilitar su comprensión, análisis, aplicación y el estudio de su comportamiento.

Se entiende como las soluciones referidas a cualquier situación significativa, desde elementos dados hasta elementos desconocidos, sean estos reales o hipotéticos; requiere pensamiento reflexivo y un razonamiento de acuerdo con un conjunto de definiciones, axiomas y reglas. COMPONENTES

Se expresa como la dimensión resultante del análisis y el cálculo; encontrar las correctas proporciones y las soluciones económicas; determinar características, aplicar sistemas y procesos que permitan encontrar las óptimas alternativas; lograr el mejor aprovechamiento de los materiales y de los recursos, que aseguren su sostenibilidad y preservación del medio ambiente; estimar, apreciar y calcular el valor de algo; llevar a cabo las acciones y efectos derivados de administrar, con el propósito de lograr los objetivos propuestos COMPONENTES

COMPETENCIAS

COMPETENCIA INTERPRETATIVA Acción encaminada a encontrar el sentido de un texto, un problema, una gráfica, un plano de ingeniería, un diagrama de flujo, una ecuación, un circuito eléctrico, entre otras situaciones.

COMPETENCIA INTERPRETATIVA Identificar condiciones, propiedades, características. Reconocer y relacionar elementos de un sistema, proceso. Comprender las relaciones entre estos elementos. Analizar e interpretar gráficas, planos, esquemas. Identificar eventos con base en información conocida. Transformar, traducir entre formas de representación. Reconocer y establecer implicaciones Hacer comparaciones. Identificar variables relevantes y establecer relaciones cualitativas y cuantitativas entre ellas.

Ejemplo 1. Al aplicar la ecuación P V = n R T al comportamiento de sustancias gaseosas se cumple que A. en un gas encerrado en un cilindro, la presión varía inversamente con la temperatura. B. a medida que la presión de una cantidad de gas tiende a cero, el volumen del mismo tiende a ser infinito. C. a temperatura constante, la forma como varían la presión y el volumen de una cantidad de gas es lineal. D. a igual presión y temperatura, cantidades iguales en gramos de dos gases, A y B, ocupan igual volumen.

COMPETENCIA ARGUMENTATIVA Se contextualiza en acciones como explicar, dar razones, justificaciones de la resolución de problemas, de los fundamentos de un diseño de ingeniería, de la organización de la información, de la ocurrencia de eventos, de fenómenos, de la formulación de estrategias de solución a través de un gráfico, un plano, un diagrama, etc.

COMPETENCIA ARGUMENTATIVA Dar razón del desarrollo de un proceso de solución. Sustentar planteamientos, afirmaciones. Establecer relaciones para sustentar un procedimiento. Plantear relaciones de necesidad y suficiencia. Plantear afirmaciones válidas y pertinentes para analizar y resolver problemas. Establecer relaciones de causalidad. Conjeturar sobre estados precedentes que hayan posibilitado una situación.

Ejemplo 2. Para modelar el comportamiento gaseoso de la materia a presiones muy altas, la ecuación P V = n R T es inexacta porque A. las sustancias tienden a ser líquidas a medida que aumenta la presión. B. el volumen de las moléculas del gas es muy pequeño en comparación con el volumen del gas. C. las moléculas del gas se aceleran, aumentando la temperatura desmedidamente. D. al aproximarse las moléculas unas a otras, se generan fuerzas intermoleculares de atracción.

COMPETENCIA PROPOSITIVA Acciones encaminadas a identificar alternativas de solución que estén en correspondencia con las circunstancias que aparecen en la formulación de un problema enmarcado en los diferentes aspectos de las ingenierías, y a la aplicación, evaluación y/o optimización de una solución en un contexto de ingeniería dado, entre otros.

COMPETENCIA PROPOSITIVA Generar un modelo, un esquema de solución. Establecer deducciones o inferencias a partir de modelos propuestos. Análizar lo que ocurriría por cambio en condiciones o nuevas condiciones. Plantear generalizaciones, hipótesis. Reconocer elementos que permitan cambios en condiciones o nuevas condiciones que ayuden a generar nuevas hipótesis. Realizar proyecciones con base en tendencias y generalizaciones. Identificar analogías, patrones o equivalencias entre eventos, para extrapolar a otras situaciones. Plantear condiciones en las que una situación ocurriría. Evaluar la viabilidad y/o pertinencia de un proceso, proyecto, producto, resultado, para la toma de decisiones

Ejemplo 3. En una localidad pesquera de bajos recursos económicos, cuya única fuente de agua es el mar, se requiere resolver el problema de suministro de agua para uso doméstico. El proceso más pertinente para desalinizar el agua, es A. filtración B. ósmosis inversa C. destilación D. evaporación instantánea

COMPLEJIDAD Se refiere a la exigencia que hace la pregunta a quien la responde, dependiendo de: Número y tipo de relaciones desde el punto de vista cognitivo. Estructura conceptual desde el punto de vista de la disciplina. Recuerde: una prueba debe estar conformada por ítems con diferente nivel de complejidad.

REGLAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ÍTEMS

PREGUNTAS DE SELECCIÓN MÚLTIPLE CON ÚNICA RESPUESTA Este tipo de preguntas consta de un enunciado y de cuatro opciones de respuesta entre las cuales debe escogerse la que se considera válida. La opción válida es aquella que además de ser correcta desde lo disciplinar, responde o da solución al problema/tarea planteado en el enunciado.

SITUACIÓN O CONTEXTO PARA LA TAREA Se desprenden varias preguntas que se componen de UN ENUNCIADO CUATRO OPCIONES DE RESPUESTA

Enunciado Es la parte inicial del ítem donde se expone la tarea. puede ser una pregunta a responder, una afirmación a justificar, una solicitud a satisfacer, entre otras posibilidades corresponde a una acción de tipo interpretativo, argumentativo o propositivo que no es directa y evidentemente de conocimiento puntual/definicional requiere acudir a la disciplina (conceptual y procedimentalmente) para resolver lo planteado

Opciones de Respuesta Constituyen la parte del ítem en donde se presentan las alternativas de respuesta a la pregunta/tarea formulada en el enunciado OPCION VÁLIDA - CLAVE Es la opción que satisface plenamente las exigencias del enunciado. OPCIONES NO VÁLIDAS Aquellas que no satisfacen plenamente las exigencias del enunciado y no dan solución completa y correcta a la tarea propuesta en el mismo.

ENUNCIADO A B C D OPCIONES DE RESPUESTA

CARACTERIZACIÓN DE CADA PREGUNTA Pertinencia: de la pregunta en el ECAES Justificación de la opción válida o clave: proceso de solución, desde su clasificación en componente, contenido referencial y competencia Justificación de las opciones no válidas para lo evaluado Autor Universidad ECAES Nº de pregunta Componente Área de Formación Contenido Referencial Competencia Nivel de complejidad Clave

Coherencia con propósitos del Examen, población y resultados VALIDEZ Adecuación y consistencia de la pregunta con las especificaciones de prueba Estructura de prueba: Componentes, competencias, complejidad. Técnicas de construcción. Coherencia con propósitos del Examen, población y resultados PERTINENCIA

REGLAS GENERALES

Verificar que el ítem corresponda con los propósitos de la evaluación, la estructura de la prueba y con las dimensiones a evaluar.

Todas las preguntas de una prueba deben ser independientes entre sí Todas las preguntas de una prueba deben ser independientes entre sí. La información de un ítem no debe servir de pauta para contestar otra, ni la respuesta a un ítem debe depender de haber encontrado primero la de otra anterior.

Evitar los ítems que pueden contestarse por sentido común y aquellos cuya respuesta dependa únicamente de recordar un término, un símbolo, un dato o la fecha en que ocurrió un evento.

Evitar expresiones rebuscadas que puedan confundir Evitar expresiones rebuscadas que puedan confundir. Se recomienda emplear un lenguaje directo, sencillo y comprensible.

Los ítems no deben tener juicios de valor explícitos o implícitos. 

REGLAS SOBRE LOS ENUNCIADOS

Los enunciados deben ser afirmativos, en caso de ser necesaria la negación , se debe resaltar para llamar la atención hacia la formulación negativa. La doble negación puede afectar la comprensión, p.e. “No es cierto que no procedan los recursos”. 

Evitar enunciados demasiado extensos y poco atractivos ya que desmotivan la lectura, disminuyen el tiempo de respuesta y fatigan. 

Garantizar la coherencia interna del enunciado y de este con las opciones de respuesta. 

REGLAS SOBRE LAS OPCIONES

Las opciones de respuesta deben pertenecer al mismo campo semántico.

Las opciones de un ítem no deben dar indicaciones sobre la clave por ofrecer un cierto contraste evidente de longitud precisión / imprecisión uso común / técnico generalización / particularización.

No se deben repetir expresiones en las opciones de respuesta, si éstas se pueden incluir en el enunciado del ítem. Repetir la misma palabra del enunciado en cualquiera de las opciones puede llevar a que sea elegida como respuesta, sin serlo necesariamente.

Deben evitarse en las opciones de respuesta expresiones como “todas o ninguna de las anteriores”, en su lugar es necesario construir alternativas de respuesta plausibles sobre el dominio conceptual que exige el ítem.

Realizar una revisión gramatical y ortográfica de cada uno de los ítems.

EJERCICIO DE ANÁLISIS DE ÍTEMS

ING AGRÍCOLA / ELECTRICA / ELECTRÓNICA En un sistema de coordenadas cartesianas se ubica un paralelepípedo con cuatro de sus vértices localizados en los puntos A (1,1,1) , B (1, 3, - 5), C (0, - 4, 2) y D (2, 3, 5). Se define el campo vectorial F (x, y, z) = 3xi + 2yj + 5zk. El volumen del paralelepípedo descrito es ING AGRÍCOLA / ELECTRICA / ELECTRÓNICA

SOLUCIÓN: Con las coordenadas de los puntos A, B, C y D, tomando un punto de referencia, se arman los módulos de los vectores unitarios por cada vector. Conocido cada vector a, b y c, por ejemplo, se halla el volumen con la expresión V = | a . ( b x c ) | OPCIONES % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD ELEC ELTR AGR 13 35 38 14 32 40 21 36 11 -0.28 -0.27 -0.34 -0.23 -0.33 -0.42 -0.73 -0.58 -0.59 -0.64

ING AGRÍCOLA / ELECTRICA / ELECTRÓNICA El estudiante debe utilizar una serie de definiciones y de reglas (vectores, paralelepípedo, operaciones con vectores, etc) para que razonando correctamente puede llegar a la respuesta correcta COMPONENTE Resolución de Problemas en Ingeniería Aunque para su resolución se requieran procesos de razonamiento, la estructura del enunciado y las opciones así presentadas no permiten evidenciarlos. COMPETENCIA Interpretativa Un nivel de complejidad bajo no es adecuado para esta pregunta. Los conceptos aplicables (definiciones y reglas) no son de uso común y menos fácil . El porcentaje de acierto (21% y 13%) en la respuesta la hacen de complejidad ALTA.  NIVEL DE COMPLEJIDAD Bajo ING AGRÍCOLA / ELECTRICA / ELECTRÓNICA

En un sistema de coordenadas cartesianas se ubica un paralelepípedo con cuatro de sus vértices localizados en los puntos A (1,1,1) , B (1, 3, - 5), C (0, - 4, 2) y D (2, 3, 5). Se define el campo vectorial F (x, y, z) = 3xi + 2yj + 5zk Una ecuación de un plano paralelo al plano que contiene los puntos A,B,C es A. x + y + 4z = 6 B. -2x + y + 3z = 2 C. -6x + 2y + 4z = 0 D. 28x - 6y - 2z = 5

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 26 -.41 B 19 -.45 C 34 -.49 D -.46 COMPONENTE: Resolución de Problemas de Ingeniería COMPETENCIA: Interpretativa COMPLEJIDAD:

El tracoma, la escabiosis y otras enfermedades de la piel y de los ojos son enfermedades cuya transmisión está relacionada con el agua. La medida más adecuada para la prevención es el suministro de agua A. de buena calidad y en cantidad suficiente B. de buena calidad y la disposición adecuada de aguas residuales C. en cantidad suficiente y el mejoramiento de la higiene personal D. en cantidad suficiente y la disposición adecuada de aguas residuales

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 9 -.60 B 84 -.58 C 5 -.72 D 2 -.78 COMPONENTE: Diseño de sistemas COMPETENCIA: Propositiva COMPLEJIDAD: Media ING AMBIENTAL

ING ELECTRÓNICA, CIVIL, AMBIENTAL, MECÁNICA, INDUSTRIAL OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 7 -.45 B* 45 -.50 C 22 -.30 D 24 -.59 ING ELECTRÓNICA, CIVIL, AMBIENTAL, MECÁNICA, INDUSTRIAL COMPONENTE: Resolución de Problemas de Ingeniería COMPETENCIA: Interpretativa COMPLEJIDAD: media

En un sistema de coordenadas cartesianas se ubica un paralelepípedo con cuatro de sus vértices localizados en los puntos A (1,1,1) , B (1, 3, - 5), C (0, - 4, 2) y D (2, 3, 5). Se define el campo vectorial F (x, y, z) = 3xi + 2yj + 5zk La circulación del campo F sobre el borde de la cara del paralelepípedo que contiene los puntos A, B, C es A. 10 B. 8 C. 6 D. 0

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 27 -.54 B 25 -.47 C -.45 D 22 -.43 COMPONENTE: Resolución de Problemas de Ingeniería COMPETENCIA: Interpretativa COMPLEJIDAD: alta ING ELECTRÓNICA

Se alimentan 100 kmol de metano a un quemador donde se llevan a cabo las siguientes reacciones: Si el 90% de metano reacciona, la cantidad de oxígeno teórico en kmol, es igual a A. 350 B. 180 C. 150 D. 200 E. 315

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 9 -.32 B 31 -.19 C 13 -.23 D -.21 E 39 -.12 COMPONENTE: Modelamiento de Fenómenos y Procesos COMPETENCIA: COMPLEJIDAD: ING QUÍMICA

En el proceso ocurre una separación líquido-gas mediante el contacto indirecto con vapor de caldera. Se han instalado cuatro lazos de control para las variables de presión, temperatura, nivel y flujo. Las señales eléctricas y neumáticas mostradas manejan señales estándar de 4-20 mA y 3-15 psig, respectivamente. Un ingeniero desea agregar un controlador en cascada simple para mejorar la operación del proceso. El controlador adecuado para realizar la función de controlador primario en esta estretegia, es A. temperatura B. presión C. nivel D. flujo

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 29 -.05 B 23 -.15 C 24 -.25 D -.30 COMPONENTE: Diseño de modelos y análisis de condiciones COMPETENCIA: Propositiva COMPLEJIDAD: Media ING QUÍMICA

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 24 -.76 B 20 -.65 C 12 -.74 D 45 -.36 COMPONENTE: Diseño de sistemas COMPETENCIA: Interpretativa COMPLEJIDAD: Baja ING ELÉCTRICA

La figura 1 corresponde a la relación tensión-corriente de la resistencia Rp del descargador de sobretensiones (pararrayos) del circuito de la figura 2. Si la tensión Vs toma el valor de 70 kV, se concluye que la corriente de drenaje en el pararrayos es aproximadamente igual a A. 0,875 A B. 0,875 mA C. 0,875 µA D. 0,875 kA

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 8 -.77 B 71 -.49 C 5 -.73 D 15 -.68 COMPONENTE: Diseño de sistemas COMPETENCIA: Interpretativa COMPLEJIDAD: Baja ING ELÉCTRICA

Una empresa desea pronosticar ventas para cierto periodo y recurre al análisis de regresión lineal utilizando datos tomados de meses anteriores. La empresa cree que el volumen de ventas está directamente relacionado con su inversión mensual en publicidad y entonces decide, con datos históricos, ajustar un modelo de regresión lineal relacionan estas dos variables. Para establecer si estas variables son o no independientes A. se analizaría la tendencia de las ventas a través del tiempo B. se calcularía un coeficiente de correlación C. se calcularía un coeficiente de determinación D. se desarrollaría un análisis de varianza para el modelo de regresión planteado

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 19 -.80 B 62 -.47 C 5 -.70 D 15 -.61 COMPONENTE: Diseño de sistemas COMPETENCIA:Interpretativa COMPLEJIDAD:Media ING INDUSTRIAL

OPCIÓN % QUE LA RESPONDE PROMEDIO DE HABILIDAD A 8 -.80 B 26 -.65 C 21 -.67 D 44 -.41 COMPONENTE: Diseño de sistemas COMPETENCIA: Propositiva COMPLEJIDAD: Baja ING INDUSTRIAL

EJERCICIO DE CONSTRUCCIÓN Y REVISIÓN DE ÍTEMS