Con frecuencia se ha observado la carencia de los alumnos de enfrentarse a problemas de solución abierta, encontrándose perdidos y sin saber cómo afrontarlos. Este hecho se ha comprobado en una de las asignaturas que se involucran en este proyecto (Vehículos Extraviarios y Maquinaria de Construcción) con el seguimiento de los resultados de problemas de respuesta abierta a lo largo de los últimos cinco cursos. Dichos resultados han sido claramente peores que en los casos en los que se pedía la resolución de problemas de solución cerrada.

Por otra parte, también es cierto el hecho de que suele ser escasa la formación que se les proporciona a los alumnos para que puedan abordar esas situaciones con éxito. En este sentido, aún cuando se trate de buscar un pensamiento abierto, se considera que éste no se obtiene de forma espontánea y se debe crear el marco y las pautas adecuadas para ello.

En el presente proyecto, se plantea como objetivo el establecer y aplicar metodologías para fomentar estas competencias transversales en dos asignaturas, con el fin de obtener experiencia en su implantación y evaluar su eficacia, y así extenderlo a otras materias en cursos sucesivos. Las asignaturas son: Vehículos Extraviarios y Maquinaria de Construcción (asignatura optativa de quito curso de la especialidad de Mecánica-Construcción de la titulación de Ingeniero Industrial) y Tecnologías de vehículos industriales y especiales del Master en Ingeniería Mecánica. Su elección ha venido motivada por dos razones:

• Los contenidos impartidos se prestan al fomento de estas competencias
• Los grupos de alumnos matriculados en ellas son de fácil seguimiento personalizado

Las acciones previstas para fomentar el pensamiento abierto de los alumnos y que sean capaces de proporcionar soluciones abiertas y creativas a problemas de Ingeniería son las siguientes:

1. Resolución por parte de los alumnos de problemas de solución abierta donde los alumnos deban tomar decisiones en base a los conocimientos adquiridos, defender dichas elecciones  y completar los cálculos pertinentes, haciendo, al final un análisis crítico de la solución alcanzada y la conveniencia de las decisiones tomadas a lo largo de la resolución
2. Planteamiento por parte de los alumnos de problemas de solución abierta o cerrada a partir de un tema propuesto por el profesor. Se persigue con esta actividad que los alumnos desarrollen una actividad en sentido inverso a como lo suelen hacer, es decir, en vez de resolver el problema, plantearlo.
3. Dado un problema concreto o un fenómeno a estudiar, planteamiento por parte de los alumnos de actuaciones para estudiarlo. Esta actividad está orientada principalmente a sesiones prácticas en las que los alumnos deben diseñar el ensayo a realizar. Para ello, se les presenta el equipamiento y lo que se desea estudiar, pidiéndoles un plan de ensayos que después de ser revisado, será llevado a la práctica.
4. Planteamiento por parte de los alumnos de ideas novedosas (hipotéticamente patentables) a partir de la vigilancia tecnológica sobre un tema concreto. Para ello, deben identificar el estado de la técnica actual, las limitaciones principales que existen y los potenciales puntos de mejora y proponer soluciones, incidiendo en la utilidad (es decir, las mejoras que aportan) y la viabilidad (al menos, técnica, aunque es deseable que también aborden la económica).

De esta forma, los objetivos específicos planteados son:

• Implantar metodologías docentes que permitan fomentar el pensamiento creativo y abierto de los alumnos para la resolución de problemas, mejorando la generación de ideas creativas o novedosas y mejorando la capacidad de resolver problemas abiertos más cercanos a la realidad laboral
• Evaluar la efectividad de las metodologías anteriores mediante métodos sistemáticos, para lo que se empleará los desarrollos en la UPM en materia de Competencias  Genéricas durante los últimos cursos académicos

La asignatura de Vehículos Extraviarios y Maquinaria de Construcción se imparte durante el primer semestre mientras que la de Tecnologías de vehículos industriales y especiales se imparte en el segundo semestre. Este hecho, así como la circunstancia de que en la primera de ellas ya se ha trabajado sobre problemas de solución abierta con anterioridad aunque no de forma sistemática,  condiciona las fases propuestas en el proyecto y su secuenciación temporal. En concreto, las fases que se plantean son las siguientes:

Fase 1: Análisis de antecedentes

Se busca en literatura especializada fundamentalmente dos aspectos:

• Herramientas para lograr los objetivos propuestos
• Resultados de experiencias previas

Fase 2: Diseño de actividades para la formación en pensamiento abierto

El lograr un pensamiento abierto de los alumnos para la resolución de problemas no se debe abordar únicamente con un proceso de prueba y error a partir de situaciones que se les van presentando a lo largo del curso. Por ello, antes del comienzo de las sesiones en las que se pidan alguna de las actividades antes citadas, en ambas asignaturas, se proporcionará formación básica a los alumnos de lo que se espera del pensamiento que les permita abordar con éxito la resolución de problemas de solución abierta, así como técnicas que lo fomentan. El material de estas sesiones deberá ser preparado con anterioridad por los profesores y se tomará como base la información contenida en la web http://innovacioneducativa.upm.es/competencias-genericas.

Fase 3: Diseño de actividades a realizar por los alumnos

Vehículos Extraviarios y Maquinaria de Construcción

Dentro de la asignatura de Vehículos Extraviarios y Maquinaria de Construcción ya se dispone de algunos problemas y actividades de solución abierta empleados en cursos precedentes. En este proyecto, se revisarán estas actividades y se ampliarán con otras nuevas. En concreto, dentro de esta asignatura, de las 4 acciones antes citadas para fomentar el pensamiento abierto de los alumnos, se incidirá en las dos primeras, es decir:

• Resolución por parte de los alumnos de problemas de solución abierta
• Planteamiento por parte de los alumnos de problemas de solución abierta o cerrada

En este sentido, se preparará un conjunto de problemas o de temas sobre los que plantear problemas. Cabe indicarse que, hasta la fecha, en la asignatura se ha estado trabajando con una colección bastante amplia de problemas de solución cerrada y algunos ejemplos de problemas de solución abierta. Por ello, la primera se empleará para proponer temáticas sobre las que los alumnos planteen problemas, mientras que la segunda será ampliada.

Tecnologías de vehículos industriales y especiales

La asignatura Tecnologías de vehículos industriales y especiales se imparte en el Master de Ingeniería Mecánica. El enfoque de la asignatura incita a actuaciones de mayor profundización y más investigación que la asignatura anterior, con un enfoque más técnico. Por ello, se van a desarrollar actividades en la línea de las 2 últimas actuaciones para fomentar el pensamiento abierto, es decir:

• Planteamiento por parte de los alumnos de actuaciones para estudiar algún tema concreto de forma experimental
• Planteamiento por parte de los alumnos de ideas novedosas (hipotéticamente patentables) a partir de la vigilancia tecnológica sobre un tema concreto

Hasta la fecha, en la asignatura, las sesiones prácticas son dirigidas por el profesor y se proporciona un guión de prácticas. En el nuevo enfoque, se reformulará el manual de prácticas para que los alumnos, después de disponer de un conocimiento básico del problema y los equipos disponibles, puedan proponer el procedimiento de ensayo, teniendo presente todas las consideraciones pertinentes para el diseño experimental correcto, seguro y efectivo. En cuanto a la segunda actuación, hasta la fecha no se ha planteado ninguna actuación similar en la asignatura, con lo que será preciso la definición de temas y sugerencias de búsqueda para acotar en cierta medida el trabajo de los alumnos. De igual manera se plantearán sesiones de búsqueda de ideas con técnicas como brainstorming, talleres para desarrollar ideas creativas, etc.

Fase 4: Plan de tutorías

A lo largo del trascurso de ambas asignaturas se establecerá un sistema de tutorías de seguimiento de los trabajos que requieran solución abierta con el fin de analizar por dónde enfocan los alumnos las soluciones y encauzarlos en caso necesario. Estas tutorías se plantean tanto durante sesiones de trabajo grupal en el aula como fuera de la misma. En el caso de alumnos de master con los que, por sus circunstancias personales (laborales, principalmente), sea más complejo un sistema presencial, se propondrá un seguimiento por correo electrónico donde deban reportar los avances y recibirán las sugerencias.

Fase 5: Análisis sistemático, cualitativo y cuantitativo de los resultados

Para la evaluación de los logros alcanzados, el equipo de trabajo se basará en los indicadores y plantillas de evaluación planteados en los proyectos de innovación educativa al respecto en la UPM en cursos precedentes (http://innovacioneducativa.upm.es/competencias-genericas). Fundamentalmente, se pretende analizar:

• Comparar los resultados en Vehículos Extraviarios y maquinaria de Construcción de cursos anteriores (donde no recibían formación previa) con los de este año en problemas similares de solución abierta (donde sí han recibido esa formación)
• Analizar la evolución de los alumnos a lo largo del curso en cuanto a la adquisición de las competencias, comparando los resultados al principio y al final del curso
• Analizar las metodologías docentes más provechosas en cuanto a resultados así como las dificultades encontradas con el fin de plantear propuestas de extrapolación a otras materias.

Esta fase se realiza, para cada asignatura, a lo largo de la misma y, sobre todo, al final. De todas formas, la evaluación durante el curso se considera importante para tomar acciones correctivas sobre la metodología, así como para reorientar a los alumnos que encuentren mayores dificultades. Se utilizarán las rúbricas diseñadas dentro de proyectos en la UPM en cursos anteriores y se desarrollarán otras nuevas adaptadas a los casos concretos planteados en las asignaturas.

Fase 6: Difusión de los resultados

El tema planteado en este proyecto se estima que resulta de interés para su difusión en congresos y revistas especializadas, dado que el fomento de estas competencias resulta crucial para la correcta aplicación de las metodologías docentes que se están proponiendo introducir.

En este sentido, se han identificado diferentes foros para la difusión, entre los que se pueden citar (aunque la elección del foro más adecuado se analizará a lo largo de curso según la conveniencia de cada uno de ellos):

• Edulearn
• Congreso Internacional de Docencia Universitaria e Innovación CIDUI
• Congreso Mundial sobre Estilos de Aprendizaje
• …

Además, se plantea la difusión a través de revistas especializadas, preferentemente incluidas en el SCI-JCR como, por ejemplo, Internacional Journal of Engineering Education.

Fase 7: Conclusiones, recomendaciones e informe final

Finalmente, se realizará un estudio crítico de la experiencia y los resultados, señalando los aspectos más positivos y negativos, así como recomendaciones de mejora para cursos sucesivos.

En el proyecto se pretende evaluar dos aspectos principales:

• Cuáles han sido los logros alcanzados en los alumnos para la mejora de estas competencias transversales. Para ello, se emplearán los métodos disponibles en la web http://innovacioneducativa.upm.es/competencias-genericas, aunque también se adaptarán algunas rúbricas a los casos planteados en cada una de las asignaturas.
• En qué grado cada uno de los métodos empleados es adecuado para fomentar el pensamiento abierto de los alumnos para la resolución de problemas en diferentes ámbitos: búsqueda de soluciones novedosas, búsqueda de soluciones en las que varias opciones sean aceptables y deban ser justificadas, planteamiento de acciones para estudiar un problema o el propio planteamiento de nuevos problemas.