Las prácticas de laboratorio representan una parcela fundamental para la formación de los estudiantes de los Grados en Ingeniería. Dada la importancia que tienen en el proceso de evaluación y aprendizaje y, en particular, en la evaluación continua, los profesores del Grupo de Innovación Educativa “Nuevas Metodologías Docente en Ingeniería Mecánica y de Fabricación” estiman necesario analizar, estudiar y poder desarrollar nuevas herramientas que permitan mejorar y simplificar las modalidades de realización y de evaluación de las misma con el fin de conseguir que los alumnos optimicen la asimilación de los contenidos teóricos y prácticos impartidos en laboratorio.

Por otra parte el desarrollo del actual sistema de enseñanza ha supuesto un elevado incremento del trabajo por parte del profesor: preparación y corrección de pruebas parciales, actividades de clase, trabajos de grupo, prácticas de laboratorio, etc. Esta situación se ha visto agravada por el aumento de alumnos matriculados en nuestra Escuela. Todas estas circunstancias, lleva continuamente a la búsqueda de nuevas metodologías docentes que ayuden al profesor y al alumno en el desarrollo de sus actividades.

En la actualidad, los alumnos de los Grados de Ingeniería de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial participan activamente en el proceso de enseñanza – aprendizaje, existiendo una continua comunicación bidireccional profesor-alumno y alumno-profesor. Esta comunicación se sustenta en el aprendizaje colaborativo, la evaluación continua, el trabajo en equipo, y sobretodo el incremento de clases prácticas.

En el presente proyecto de innovación educativa, se propone desarrollar un modelo docente orientado a mejorar y facilitar la docencia y el aprendizaje de las clases prácticas de laboratorio del área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación, Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica que permita combinar la metodología de Aula Invertida con las técnicas de E-learning a través de la creación de una plataforma Web.

En el ámbito de la ingeniería de fabricación, mecánica y eléctrica son varias las asignaturas que requieren una importante carga horaria dedicada a los contenidos más prácticos, por ejemplo Tecnologías de Fabricación (4,5 ECTS de los cuales 0,6 de laboratorio), Fabricación Asistida por Ordenador (3 ECTS de los cuales 0,6 de laboratorio), Metrología Dimensional (3 ECTS de los cuales 0,6 de laboratorio), etc. Estas prácticas constan de ejercicios variados, que van desde la ejecución y desarrollo de programas de fabricación de piezas en lenguaje de ISO de control numérico con WINUNISOFT, desarrollo y ejecución de programas de control numérico con ayuda asistida por ordenador (CAD-CAM) con CATIA, desarrollo y ejecución de programas para el manejo de autómatas para suministrar las piezas a las máquinas o para la optimización de procesos de fabricación con WITNESS, hasta el cálculo asociado a procesos de calibración o a procedimientos para la realización de medidas indirectas, etc. Para que los alumnos pueden abordar de manera efectiva y eficiente las prácticas, es necesario que los docentes dediquen un tiempo de los laboratorios (que en algún caso puede ser muy elevado) a la explicación de los contenidos teóricos necesarios para el buen desarrollo de las prácticas. Esta situación se podría resolver explicando estos contenidos en las horas de teoría, pero debido al elevado número de alumnos matriculados, la impartición de las prácticas de laboratorio, en la mayoría de los casos, se tiene que realizar antes que los alumnos hayan vistos dichos contenido.

Por lo tanto, el propósito de este proyecto de innovación educativa es desarrollar una plataforma Web que permita mejorar el aprendizaje de los contenidos teóricos y prácticos de las prácticas académicas a través de módulos on-line que den una preparación previa (training) a las prácticas, actuando en los siguientes aspectos: (a) Desarrollo de un sistema de formación interactivo que proporcione los principios básicos sobre las técnicas que se impartirán en las clases de prácticas. Cada actividad de training, correspondiente a las diferentes prácticas que se imparten, se publicará on-line antes de la clase presencial de laboratorio de manera que todos los alumnos tengan la preparación previa y/o de repaso necesario para el correcto desarrollo de la clase de prácticas. (b) Desarrollo de módulos de evaluación de manera que al final de cada sesión de training se puedan comprobar los conocimientos adquiridos con un test u otros tipos de evaluación. Los alumnos tendrán que obtener una nota mínima en el training para poder realizar las prácticas de laboratorio. La nota obtenida en la evaluación del training será incluida en la nota final de la práctica.

Además la plataforma deberá incluir un módulo de comunicación bidireccional entre profesor-alumno para el feedback de las prácticas, tipo muro, chat… para poder comentar posibles incidencias, modificaciones, comentarios, cuestiones varias sobre el training, etc..

El diseño y desarrollo de esta plataforma Web a medida de las asignaturas y de los contenidos a explicar en las prácticas, permitirá hacer más eficiente y efectivo el proceso de aprendizaje, ya que los módulos de la plataforma estarán enfocados exclusivamente a las actividades que se desarrollarán en las prácticas y que presentarán características comunes. La ventaja fundamental será que todos los recursos necesarios (i.e. imágenes, simulación del funcionamiento de las maquinas,…) serán accesibles al alumno a través de la plataforma y se podrán intercalar y relacionar con los conceptos básicos disponibles. Además en el modelo propuesto se desarrollará un entorno de aprendizaje donde los alumnos dispondrán de autonomía en el ritmo de aprendizaje para el estudio y adquisición de los contenidos teóricos necesarios al desarrollo de las prácticas de laboratorio.

Como objetivo general el presente proyecto de innovación plantea la implementación de una plataforma on-line para la preparación previa (training) a las prácticas de distintas asignaturas (Tecnologías de Fabricación, Fabricación Asistida por Ordenador, Metrología y Calidad,…).

Para la consecución del anterior objetivo general, se han planteados los siguientes objetivos específicos:

1. Desarrollo de un sistema de formación interactivo que proporcione los principios básicos sobre los contenidos teóricos y técnicas necesarias para las clases de prácticas. Cada actividad de training, correspondiente a las diferentes prácticas que se imparten en el cuatrimestre, se publicarán on-line antes de la clase de laboratorio de manera que todos los alumnos tengan la preparación previa y/o de repaso necesario para el correcto desarrollo de  la clase de prácticas.
2. Desarrollo de los módulos de evaluación de manera que al final de cada sesión de training se puedan comprobar los conocimientos adquiridos con un test u otros tipos de evaluación. La nota obtenida en la evaluación del training será incluida en la nota final de la práctica.
3. Creación de la funcionalidad de comunicación bidireccional entre profesor-alumno para el feedback de la práctica. Tipo muro, chat ... para poder comentar posibles incidencias, modificaciones, comentarios varios sobre las prácticas entregadas.

1. Búsqueda y elección de dos becarios, a través de entrevistas.
2. Elaboración de los diagramas de flujo de la aplicación. Resultado: creación de módulos con diferentes utilidades.
3. Desarrollo de un código fuente. Resultado: integración de todos los módulos de manera fiable.
4. Testeo y depuración. Resultado: análisis de la fiabilidad bajo todas las posibles condiciones de operación.
5. Filtrado de errores. Resultado: corrección de las no conformidades. Se realizarán segunda y sucesivas fases de testeo y depuración.
6. Correcciones y validación final. Resultado: comprobación del correcto funcionamiento con grupos piloto.
7. Comprobación por parte de los profesores (on-line y presencial). Resultado: capacitación para el manejo de la aplicación, a partir del documento de aprendizaje que se va a desarrollar.
8. Uso de la aplicación con grupos pilotos de alumnos de algunas asignaturas de grado (cuarto, sexto y séptimo semestre) Tecnologías de Fabricación (700 alumnos aprox.), Fabricación Asistida por Ordenador (110 alumnos aprox.), Sistemas de Fabricación Flexible (100 alumnos aprox.). Resultado: comportamiento de la aplicación con un elevado número de alumnos, distribuidos en diferentes grupos.
9. Generación de datos estadísticos: análisis y divulgación, si procede. Resultado: obtención de información docente para retroalimentar el modelo y realizar los cambios pertinentes para los sucesivos cursos académicos y/o asignaturas a impartir.

1. Manuales de uso de la Plataforma Web.
2. Material didáctico para las asignaturas, que incluye el material presente en la plataforma, de tipo escrito (presentaciones tipo power point, guiones de prácticas,… ), multimedia (videos, aplicaciones flash,…) y contenido de evaluación (problemas numéricos, tipo test,….).
3. Documentos internos de trabajo: procedimientos de trabajo, encuestas de evaluación de los alumnos, encuestas a los profesores sobre el grado de consecución de los objetivos del proyecto y bases de datos con los resultados estadísticos de las encuestas.

Los procedimientos a emplear para el seguimiento del proyecto serán:

1. Encuestas realizadas a los alumnos.
2. Encuestas realizadas a los profesores "usuarios" de la plataforma.,

La comparación de los resultados del grupo piloto con el resto de grupos permitirá evaluar la efectividad y la eficiencia de la nueva plataforma desarrollada en el proceso de aprendizaje. Asimismo, respecto a la plataforma informática desarrollada se analizará:

1. Ratio de número de accesos remotos, frente al número de alumnos matriculados en las asignaturas relacionadas.
2. Ratio de número de aprobados en la práctica de laboratorio realizada.

Tras la realización del proyecto se obtendrán los siguientes productos:

1. Plataforma on-line.
2. Informe de resultados.
3. Memoria con los resultados de las prácticas.

Existe un elevado potencial de transferencia tanto interna como externa, ya que esta plataforma puede ser de aplicación a otra asignatura y/o a otros laboratorios de la ETS de Ingeniería y Diseño Industrial, o de otras Escuelas de UPM, e incluso externas. Los nuevos usuarios, solamente deberían crear el material didáctico y subirlo a la plataforma.

1. Presentación de resultados en congresos en el ámbito de la innovación educativa en la Ingeniería de fabricación y Mecánica.
2. Publicación de artículos en revistas de innovación educativa.