El grupo de innovación educativa, continúa con sus trabajos anteriores en la búsqueda de metodologías activas de enseñanza-aprendizaje en matemáticas, concretamente experimentando con el método de aprendizaje basado en proyectos, para implementarlo en el segundo semestre con alumnos de tercer año de la ETSIAE. El proyecto que a continuación relatamos nos va a permitir:

·     Relacionar varias asignaturas de matemáticas, y éstas con otras áreas de conocimiento.

·     Aumentar el trabajo colaborativo por parte de los alumnos.

·     Aprender a manejar programas de cálculo simbólico

·     Fomentar la planificación y organización de su propio trabajo

·     Añadir una componente práctica a las enseñanzas teóricas que reciben en la titulación de grado que les ayude a comprender mejor los conceptos trabajados en clase

·     Aumentar su motivación

El proyecto consiste en el diseño de un laboratorio de experimentación de sistemas de control de drones que permita la realización de prácticas y proyectos de forma segura y controlada.

Los sistemas de control automático en la industria aeronáutica son un tema de la máxima actualidad debido al gran peso que están tomando los aspectos relativos a las aeronaves no tripuladas o drones. La docencia de este tipo de tecnologías es compleja, salvo que se quiera limitar a exposiciones teóricas, porque realizar prácticas reales que involucren aeronaves es complejo, costoso e incluso peligroso.

El laboratorio se utilizaría en la docencia de la asignatura de tercer curso de la titulación de graduado en ingeniería aeronáutica denominada “Control y optimización”. Así mismo se utilizaría para apoyar la realización de proyectos fin de carrera de los alumnos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio.

El laboratorio que se propone es un quadricóptero cautivo, fijado a una plataforma fija mediante un sistema de rótula que permita tres grados de libertad sin desplazamiento. De esta forma, se mantienen libres los tres grados de libertad de la actitud de la aeronave, pero se anulan los tres correspondientes al desplazamiento del centro de gravedad, con lo que la operación del dispositivo no tiene riesgos en caso de un funcionamiento o utilización inadecuada.

Dicha plataforma es perfecta para la realización de proyectos relacionados con el control y el guiado de aviones no tripulados, como:

·      Pruebas de sensores de actitud: acelerómetros, giróscopos, magnetómetros.

·      Fusión de sensores mediante Filtros de Kalman o similares

·      Diseño de leyes de control mediante técnicas clásicas o modernas

·      Pruebas de sistemas electrónicos de control y guiado

·      Pruebas de microcontroladores y de software embebido.

Se utiliza el MATLAB/SIMULINK y las áreas de conocimiento involucradas son: Álgebra Lineal, Ecuaciones Diferenciales, Mecánica, Informática y Control de Sistemas Dinámicos. Todo esto permite al alumno la realización del proyecto completo: la parte mecánica y la parte informática de manera sencilla y sin requerir conocimientos específicos en electrónica o en sistemas de tiempo real.

Además, el grupo de innovación educativa, con la idea de que la participación activa del alumno en la enseñanza es un proceso que va más allá de las asignaturas de matemáticas, también participa y lo seguirá haciendo, en el proyecto de acogida y orientación al alumno que la ETSIAEdesarrollará el próximo curso. Este proyecto prevé tres líneas de acción: plan de acogida para todos los alumnos de nuevo ingreso antes del inicio de curso; plan de acción tutorial en el primer semestre, y plan de mentorías para los alumnos de nuevo ingreso que lo deseen y durante todo el curso académico.

Por todo lo anterior, el objetivo específico sería: la creación de una plataforma con un quadricóptero cautivo que permita realizar proyectos relacionados con el control y el guiado de aviones no tripulados así como el diseño de sistemas sencillos de control. Todo esto dentro de la asignatura “Control y optimización”, desarrollando contenidos de las asignaturas de Matemáticas I, Matemáticas II, Mecánica e Informática del grado impartido en la ETSIAE.

Fase A. Preparación de la práctica

El primer semestre se utilizaría para ordenar el material y disponerlo para su uso didáctico. Al mismo tiempo se elaborarían los cuadernos explicativos de las prácticas, la temporalización y las formas de evaluación.

Fase B. Prácticas con los alumnos

Después del primer mes del segundo semestre, una vez alcanzadas en las clases teóricas las competencias suficientes, se desarrollaría la práctica por grupos de trabajo que consistiría en el montaje de la plataforma y el diseño de los sistemas de control.

Fase C. Evaluación del trabajo realizado

Aparte de la evaluación de la práctica para todos los grupos, se elaborará una encuesta de satisfacción para que los alumnos valoren la práctica realizada dentro del proceso de aprendizaje, así como las competencias transversales derivadas del trabajo de grupo. Esto permitirá subsanar los posibles errores.

Los indicadores que servirán de base para el análisis serán

1. Evaluación de las prácticas desde el punto de vista del aprendizaje científico y desde las competencias transversales que participan en el proyecto.
2. Encuestas de opinión dirigidas a los alumnos que hayan trabajado en el diseño de sistemas sencillos de control, indagando sobre la utilidad de la aplicación.
3. Informes realizados por los profesores implicados en la impartición de la asignatura, para tener una idea de la carga de trabajo que implican este tipo de proyectos y los resultados comparativos con otros años.