Sistema Integral de Generación de Contenidos Auto-Evaluables de fácil distribución:

Aplicación a 2 cursos

SIGCAE

DESCRIPCIÓN DE LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO

El Proyecto de Innovación Educativa (PIE) que se propone consiste en desarrollar un sistema para la distribución on line de cursos que impliquen un trabajo de  mantenimiento mínimo por parte del profesor, y que sean adaptables a diferentes niveles de conocimiento, formas de difusión y evaluación. El sistema se aplicará a dos tipos de cursos, uno básico de bombas, y otro más especializado en sistema de refrigeración mediante una visita a una instalación termoeléctrica. Estos conocimientos son comunes a gran parte de las asignaturas del departamento al que pertenecen los miembros de este grupo de investigación.

El material del curso se desarrolla en LaTeX, por parte del profesor, y se generan PDFs compatibles con el Acrobat Reader para su difusión. Este acercamiento presenta varias ventajas significativas:

·         Tanto LaTeX como Acrobat Reader son programas gratuitos de libre distribución.

·         La combinación de ambos permite realizar cuestionarios interactivos dentro del propio PDF cuando se utilizan paquetes como el ACROTEX.

·         También se pueden añadir gráficos y cálculos interactivos con la utilización de JavaScript que queda vinculada al propio documento.

·         Para un mayor enriquecimiento de la explicación práctica que requiere el tema, se prevé la inclusión de una serie de links a lo largo de todo el desarrollo del material. De esta manera, al contrario de lo que sucede con un libro en formato papel, el alumno podrá corroborar por medio de vídeos y/u otros materiales la explicación teórica descrita, complementando su formación.

·         Existe la posibilidad de incluir  audio y video incrustado en el documento final.

·         Pueden incluirse vínculos a enlaces externos considerados de interés para la ampliación del conocimiento como puede ser videos externos, páginas de Wikipedia, resolución de ecuaciones matemáticas complejas con herramientas como el Wolframalpha, etc. De esta forma no se vulneran los derechos de autor de la página vinculada y se muestra al alumno otras fuentes de conocimiento.

En conclusión, se pretende crear una serie de documentos PDF, cada uno de los cuales explicará un concepto sencillo. En todos los documentos se incluirán videos y clicks interactivos de ratón y finalizarán con un pequeño cuestionario de autoevaluación.

La Combinación de las características anteriormente enunciadas requiere normalmente un desarrollo completo de un sistema web que gestione cada uno de estos materiales por separado.

Cuando hay que trabajar con los contenidos por separado se dispone de muchos ficheros que demandan un orden cronológico establecido para su correcta difusión. La utilización de distintos formatos obliga a que el usuario sea capaz de leer todos ellos. La difusión desde web, si bien es una característica muy deseable y de la que no se va a prescindir, también tiene algunas desventajas como son:

·         Si asociamos los contenidos a un curso concreto con alumnos matriculados a los que se quiere evaluar, como la plataforma Moodle de la UPM, limitamos el acceso a otros alumnos, lo que hace difícil su distribución transversal entre otras asignaturas que puedan aprovechar este conocimiento.

·         La limitación anterior puede solventarse utilizando un curso Open CourseWare (OCW) pero sigue teniendo como inconveniente el establecer contenidos específicos según el grado de conocimientos de las personas a las que quiera dirigirse el curso.

·         Replicar el curso, en distintas plataformas, adaptándolo a diferentes niveles de formación, requiere subir un gran número de contenidos en cada una de ellas respetando el orden cronológico de los contenidos y la forma de evaluación. Este es un trabajo altamente tedioso, poco productivo, y que requiere un tiempo importante de comprobación por parte del profesorado que se desea evitar.

Frente a esto, la agrupación en pdfs, además de las ventajas anteriormente enunciadas permite:

·         Juntar gráficos, audio, video y cuestionario de autoevaluación en un único documento. Esto hace esta labor mucho más sencilla, ya que:

o   Existe un único fichero por bloque temático de contenido.

o   Puede tenerse distintos niveles en función del público al que se dirige, simplemente añadiendo nuevos bloques temáticos con niveles de conocimiento superior.

o   Puede distribuirse por correo, y devolverse cumplimentado mediante el mismo método, en caso de que se requiera. Ello hace que pueda plantearse como complemento a algunos alumnos en vez de dirigirse a toda una clase.

o   También permite el envío dela parte del material que se considere relevante en cada caso.

·         Se puede tener una única plataforma web con todos los pdfs, y configurar distintos servidores y/o cursos que se vinculen a parte de estos contenidos en función del nivel de profundidad que se le quiera dar al curso. Esto es lo que se va a realizar con las dos propuestas de este proyecto

·         Cualquier plataforma web puede vincular archivos pdf.

·         El diseño de la plataforma se hace independiente de los contenidos. Es decir, se podría plantear un curso dentro de una asignatura de Moodle que lo único que tiene son vínculos ordenados a los pdf que residen en la propia plataforma o en un servidor externo donde se almacenan todos los pdf.

o   Ello permite que cada profesor que quiera aprovechar estos contenidos pueda adaptarlos a su propia plataforma de trabajo sin requerir conocimientos web específicos.

El proyecto plantea la adquisición de un servidor web con dos funciones fundamentales. La primera es de servir de alojamiento a los diferentes módulos para que puedan ser vinculados desde otros servidores para formar los cursos que cada profesor quiera realizar. La segunda, y de más valor añadido, la de crear un sistema propio para la gestión de estos cursos de la forma lo más sencilla posible. Estos cursos deberán estar accesibles para el público en general y se espera puedan ser un atractivo hacia futuros estudiantes en nuestra universidad. Se realizará un esfuerzo especial en crear un nivel del curso de bombas que puedan seguir alumnos de bachillerato. El curso de diseño de sistemas de refrigeración se mantendrá lo más didáctico posible pero dirigido al ámbito universitario y profesional.

Como ya se ha comentado con anterioridad, el sistema crea los documentos a través de la compilación de código fuente en LaTeX para la creación de pdfs. Esta alternativa es  muy enriquecedora, ya que el proyecto va a utilizar la potencialidad de muchos de los paquetes de esta distribución para crear contenidos atractivos para el alumno, como son Beamer para la creación de presentaciones, Acrotex para formularios interactivos, tikz, para crear gráficos en texto, pgfplots para la creación de gráficos de funciones y la realización de cálculos matemáticos en el documento, dljslib para la utilización de JavaScript dentro del documento, Media9 para la inclusión de video incrustado en el pdf, y un largo etc.

Todos los paquetes mencionados utilizan fichero en formato ASCII, y permite la creación de variables que pueden utilizarse tanto para cálculos internos dentro del documento como para la realización de dibujos. Estas variables pueden guardarse en un documento ASCII, distinto al documento a compilar. Si el diseño es correcto, cada vez que se cambien las variables se obtendrán documentos pdf distintos. Las implicaciones de este acercamiento son:

·         Se puede generar contenido personalizado para cada alumno.

·         Este proceso puede hacerse completamente automatizado.

·         Las variables se pueden asociar a las respuestas de los formularios y a las variables de entrada de cada uno de los problemas. El cálculo puede ser todo lo complejo que se desee ya que al ser el fichero de variables ASCII, éste puede generarse desde cualquier programa que permita la escritura a fichero (por ejemplo Matlab u OctaveUPM).

·         En el caso de Matlab y OctaveUPM los propios programas permitirían llamadas al sistema para compilar el LaTeX que genera el pdf, lo que admite generar todas las soluciones personalizadas en una única ejecución.

·         Se podría incluso desde el propio Matlab colgar los documentos en la web o mandarlos a una lista de correo personalizada.

Una vez detalladas las posibilidades de este sistema, el proyecto pretende poner en marcha todas estas características con un curso de ejemplo sobre bombas válido para muchas de las asignaturas en las que participan los profesores de este Grupo de Innovación Educativa (HIDEN).

 A continuación se justifica el alcance del proyecto en cada de uno de los objetivos perseguidos en esta convocatoria.

Con carácter principal dentro de la convocatoria se cumple el objetivo 8. OBJ8: Desarrollar repositorios de prácticas, recursos docentes, y actividades online, que faciliten la experimentación así como el aprendizaje autónomo.

De forma adicional, y teniendo en cuenta que la hidráulica de bombas es una asignatura que afecta no solo a las titulaciones impartidas en la ETSI de Caminos, Canales y Puertos sino también a muchas de las Ingenierías de nuestra Universidad, como pueden ser, Agrónomos, Montes, Forestales, Industriales, Navales, Arquitectura, etc., se pueden relacionar, aunque no cumplir en sus totalidad, los siguientes objetivos de esta convocatoria:

OBJ6: Integrar la formación y evaluación en competencias transversales aportando nuevas experiencias y criterios al Modelo Propuesto en el marco del Proyecto Transversal (disponible en http://innovacioneducativa.upm.es/competenciasgenericas.

Estos contenidos pueden también servir para elaborar completamente el contenido de cursos dirigidos a distintos niveles de formación. Desde el público general con nivel de conocimientos equivalente a bachillerato o formación profesional hasta un curso avanzado de hidráulica de bombas. Con esto se relacionaría el OBJ7: Adaptación de cursos de la oferta académica de la UPM a modalidades que incluyen formación online para ser ofrecido a estudiantes de la UPM o ajenos a la misma, incluyendo los MOOCs.

La puesta en abierto de este contenido en forma de curso para su acceso por parte de alumnos de bachillerato, que pueda ser utilizado para su formación de cara a las pruebas de acceso a la Universidad, o como herramienta de marketing en la promoción que se realice de nuestra Escuela en el entorno de secundaria hace que se satisfaga el objetivo 12. OBJ12: Contribuir a las actuaciones del centro destinadas a la captación de alumnos así como al fomento de las vocaciones tecnológicas en estudiantes de enseñanzas medias. En este caso se ajusta también a las tres actuaciones concretas propuestas en nuestro centro.

Finalmente, con este proyecto, se espera crear el caparazón que sirva de apoyo para la ampliación de estos contenidos o la creación de nuevos, al combinar de forma eficiente todos los recursos anteriormente mencionados.

 Es un objetivo que los documentos fuentes para la creación de los contenidos estén claramente detallados y a disposición de quien los quiera utilizar con posterioridad para aplicarlos a su propia docencia. Se evaluará la necesidad de realizar un manual para explicar los procesos y organización del material en caso de que estos no queden lo suficientemente claros a través de los propios contenidos.

ASIGNATURAS AFECTADAS

Con los dos cursos que se proponen, el siguiente proyecto afectaría a las siguientes asignaturas dentro de los programas que se imparten en el grado de Ingeniería Civil y Territorial, el Master en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y en la Titulación de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos (a extinguir):

Grado de Ingeniería Civil y Territorial:

·         Hidráulica e Hidrología

·         Infraestructuras Hidráulicas

·         Ingeniería Sanitaria

·         Tecnología eléctrica

·         Hidrogeología

·         Hidrología y Recursos Hidráulicos

·         Ingeniería Civil de Centrales Térmicas

·         Diseño de Infraestructuras Hidráulicas Asistido por Ordenador

·         Tecnología Energéticas

Master en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

·         Sistemas de abastecimiento y saneamiento

·         Recursos hidráulicos

·         Hidráulica técnica

·         Sistemas energéticos

·         Obras hidráulicas

·         Ingeniería hidroeléctrica

·         Control de sistemas hidráulicos

·         Análisis de sistemas de recursos hidráulicos

·         Proyecto integral de presas

·         Ingeniería nuclear

Título de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

·         Hidráulica e Hidrografía

·         Hidráulica e Ingeniería Fluvial

·         Hidrología de superficie y Subterránea

·         Obras Hidráulicas

·         Aprovechamientos Hidroeléctricas

·         Recursos y Planificación hidráulica

·         Transporte por Tubería

·         Termodinámica: Sistemas energéticos de centrales

·         Ingeniería Civil de centrales

·         Ingeniería Nuclear

·         Sistemas Eléctricos de Potencia

·         Presas I

·         Presas II

El desarrollo de este proyecto se realizará en las siguientes fases:

·         El curso de bombas, se plantea de forma modular con diferentes niveles acordes con el público al que va dirigido.

o   Cada módulo (un único pdf) será autocontenido, con explicación muy breve y cuestionario de ejercicios de autoevaluación.

o   Cada módulo conectará con el siguiente (otro pdf). El itinerario es el que marcara el nivel del curso. Es decir, los cursos más sencillos se “saltarán” módulos más complejos.

o   Cada módulo deberá asociarse a un nivel de dificultad y el recorrido completo se conseguirá al compilar el itinerario asociado a ese nivel.

·         El diseño de un sistema de refrigeración tratará de forma adicional a lo anterior, los siguientes aspectos

o   División de las diferentes partes en que se compone, desde la toma del sistema de agua hasta su evacuación.

o   Encuesta para retroalimentación y mejora del sistema con valoración de las aportaciones por parte de los alumnos tanto de la calidad docente del material, como su aplicabilidad y capacidad de despertar interés en la materia previa a la publicación del curso.

·         Discusión de los contenidos entre los profesores implicados.

o   Recogida de aportaciones, sugerencias, etc.

·         Estudio de las herramientas a utilizar en función de los módulos planteados.

·         Desarrollo de los contenidos de cada uno de los módulos.

·         Revisión por parte de los profesores afectados.

o   Creación de los itinerarios de aprendizaje.

·         Montaje de un servidor y desarrollo de las páginas web para la organización y gestión del curso.

·         Publicación en este servidor, en abierto, en forma de cursos con diferentes niveles de aprendizaje.

o   Cada alumno se registrará para que el sistema pueda evaluar su grado de progreso y poder continuar en el punto donde dejó el curso en su última entrada.

o   Al final del curso el sistema le “entregará” un diploma por haberlo completado, aunque sin ninguna validez oficial, ya que no puede verificarse unívocamente la identidad y realización personal de los ejercicios por parte de un único alumno.

·         Valoración de la experiencia mediante la realización de una encuesta de calidad específica sobre los materiales desarrollados y publicados. Este será un requisito necesario para todos los alumnos que obtengan el diploma acreditativo de finalización del curso

·         Puesta a disposición de los profesores participantes, y del resto de la comunidad, del material fuente para la generación de los contenidos.

·         Apoyo para ampliar la creación de contenidos, y en su caso, creación de un manual o blog para mejorar las herramientas utilizadas.

·         Presentación de la experiencia y los resultados de la misma en conferencias o revistas en el ámbito de la Innovación Educativa. Para ello se utilizaran las valoraciones de alumnos y profesores recogidas a lo largo de la experiencia.

·         Redacción del informe final.

A la finalización del proyecto, e incluido en el informe final, se realizará una evaluación del proyecto que constará de dos partes. En primer lugar los resultados de las encuestas respondidas por los alumnos participantes en el mismo, y en segundo la experiencia de los profesores implicados en el proyecto.

Desde el punto de vista de los alumnos se evaluará el interés del curso, la aportación de conocimiento que les supone y la utilidad para afrontar sus propios planes de estudio.

La evaluación se realizará mediante una encuesta obligatoria necesaria para lograr la certificación de haber cumplimentado la totalidad del curso y que genera el sistema a la finalización del mismo

Desde el docente, se pretende conseguir el facilitar una herramienta que pueda ser utilizada por todos aquellos profesores interesados en la misma. Por tanto, se evaluará las dificultades que se encuentran para la utilización de la misma, las posibles mejoras, y las aportaciones que ven al uso de este sistema.

Se pasará una encuesta entre los profesores para evaluar todos estos aspectos.