Antes de comenzar con la descripción detallada del contenido de esta propuesta, queremos enfatizar que el presente proyecto pretende consolidar el desarrollo de competencias realizado en el proyecto de innovación educativa  Desarrollo de competencias en asignaturas universitarias de grado a través del aprendizaje basado en retos: Implantación de experiencia piloto interdisciplinar en la ETSIT, realizado durante el año 2018, en el que se obtuvieron unos resultados muy prometedores, pero debido al reducido número de alumnos matriculados en una de las asignaturas involucradas en el proyecto, no se pudieron obtener datos suficientes como para hacer una evaluación representativa del mismo. En concreto la asignatura de Biofotónica del grado en Ingeniería Biomédica, tan solo tuvo dos alumnos. En el presente curso, y gracias a la buena acogida que tuvo la metodología empleada en la impartición de esta signatura el curso pasado, hemos conseguido tener 18 alumnos matriculados.

Debemos indicar que en el presente proyecto concurren muchos de los condicionantes indicados en la actual convocatoria:

• Uno es el carácter inter-asignaturas e inter-titulaciones de la propuesta, en la que participarán los alumnos de grado de dos titulaciones.
• El personal docente involucrado, tanto en la impartición de la docencia de las mencionadas asignaturas como de la preparación de los recursos necesarios para la implantación de la experiencia piloto propuesta, pertenecen a dos Centros de la UPM.     
• Esta propuesta desarrolla la implantación de una evaluación exhaustiva de una experiencia previa de Aprendizaje Basado en Retos (E.3), como línea prioritaria en el marco de la convocatoria 2018-19.

Aunque, como decíamos anteriormente, la presente propuesta encaja directamente en la línea de trabajo de Aprendizaje Basado en Retos, como se podrá apreciar a lo largo de este documento, se trabajará con metodologías que podrían encajar con algunos aspectos de otras líneas de innovación educativa. Por ejemplo, esta experiencia piloto pretende impulsar el uso del aprendizaje colaborativo incitando al alumno a colaborar para decidir sobre su propio futuro y alcanzar colectivamente sus metas en un contexto de alta complejidad. También pretende potenciar el uso de tecnología digital, redes y sobre todo el uso de Recursos Educativos en abierto (REA), software libre y licencias abiertas.

También es de destacar que esta experiencia pretende impulsar una metodología dinámica y exploratoria para la resolución de problemas basándose en la creatividad y la innovación aportada por los estudiantes, generando ideas y soluciones a problemas concretos que puedan satisfacer necesidades de personas/empresas, o para mejorar los procesos, procedimientos o productos existentes. Para ello son fundamentales la co-creación y el trabajo en equipo. Esta metodología, desarrollada bajo el entorno del ABR, también hace referencia a experiencias de tipo Design-Thinking (E4) que se basan en métodos de ingeniería y diseño, y los combina con ideas de las artes, herramientas de las ciencias sociales y percepciones del mundo de los negocios, aspectos que pretenden ser cubiertos, en lo posible, en la experiencia propuesta.

DESCRIPCIÓN

La idea inicial de la experiencia piloto previa fue posibilitar la adquisición de competencias relacionadas con asignaturas de los grados en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación (GITST) y en Ingeniería Biomédica (GIB), a través de la metodología de “Aprendizaje basado en Retos-ABR [en inglés Challenge Based Learning (CBL) y Challenge Based Instruction (CBI)].

De una forma muy escueta, se puede decir que la finalidad fundamental de dicha propuesta fue la implementación de experiencias de aprendizaje, que permitieran adquirir las habilidades asociadas a asignaturas concretas, a través del desarrollo de un reto con una problemática que involucrara materias interdisciplinares, abordado por alumnos de procedencia y titulaciones diversas compartiendo un fin común. El resultado final fue un prototipo que diera solución al reto propuesto. Para ello, se trabajó como si fuera una pequeña empresa de ingeniería, contemplando todas las fases de diseño (como selección de componentes con una atención muy especial al precio de los mismos) y comercialización del producto (con diseño de páginas web orientadas al márketing o participación en redes sociales, con el mismo fin). El prototipo es una parte importante, pero hay mucho más. El trabajo se dividió entre los miembros del grupo según su conocimiento y gustos, pero fue muy importante que la adquisición de conocimientos fluyera entre ellos.  Se realizó un seguimiento mediante reuniones periódicas en las que se fue viendo quién se ocupaba de qué.

En el Reporte Edu Trends: Aprendizaje basado en Retos, de fecha 17 de febrero de 2016, resume:

Un reto es una actividad, tarea o situación que implica al estudiante un estímulo y un desafío para llevarse a cabo.

Por tanto, la metodología que se empleó fue la de proponer una actividad o “proyecto”, a realizar por un grupo de estudiantes, obteniendo un prototipo final (basado en ciertas especificaciones) y que diera solución a un determinado problema. Idealmente, para que una experiencia se considere ABR, la actividad debería corresponder a una situación problemática real, relevante y de vinculación con el entorno, la cual implicaría la definición de un reto y la implementación de una solución.  De hecho se llegaron a diseñar y construir dos prototipos:

• BIOCARE es una pulsera que mide constantes vitales. Su principal finalidad es su uso en hospitales, por parte del personal sanitario, para lograr una mayor y mejor supervisión del estado de los pacientes. Esta pulsera está diseñada para medir tres constantes: pulso, temperatura y saturación de oxígeno en sangre. Además, almacena los datos obtenidos en las mediciones en un servidor gracias a su conexión WiFi, todo ello para poder representar estos datos en tiempo real, así como para crear un historial de cada paciente. La pulsera fue creada a partir de componentes de electrónica de consumo y bajo coste. Se utilizó una impresora 3D para crear la pulsera, y el servidor se programó en un PC convencional.
• YOURPUPIL está diseñada para aquellas personas que sufren algún tipo de ceguera y/o daltonismo proporcionándoles algunas características de los objetos que les rodean y que, por su condición, no pueden percibir. YourPupil es una pulsera que cuenta con diversos sensores para obtener la temperatura y color de los objetos que le rodean, además de indicar el grado ultravioleta del ambiente. Esta pulsera se conecta a por medio de tecnología bluetooth con altavoces o auriculares, para comunicar toda esta información de forma hablada y en distintos idiomas. Al igual que en el caso anterior, para el desarrollo del prototipo se usaron componentes de electrónica de consumo y impresión 3D. En este caso particular, incluso se llegó a fabricar una placa de circuito impreso. En la parte más empresarial y de marketing se creó una página web con el fin de comercializar la pulsera (https://yourpupilelco.wixsite.com/mysite). Además, se crearon perfiles en distintas redes sociales como Facebook y YouTube.

La implantación de metodologías del aprendizaje basadas en ABR para impartir asignaturas universitarias, tanto de grado como de máster, no es nada obvio ya que presenta dificultades relacionadas con la adquisición de todas las competencias asociadas a asignaturas concretas. En el apartado de FASES DEL PROYECTO Y ACCIONES QUE SE VAN A DESARROLLAR se describe en detalle cómo se plantea abordar y solventar estas dificultades. Aquí sólo destacar que ésta experiencia se centrará en las capacidades que el alumno debe haber adquirido tras cursar la asignatura. Nuestro grupo de innovación cree que si un alumno es capaz de resolver un problema concreto empleando una serie de herramientas generales (entre las que su creatividad, capacidad de análisis y capacidad trabajo en grupo son ingredientes tan fundamentales como sus conocimientos técnicos), será capaz de resolver con éxito problemas y retos presentados en nuevas situaciones.

Así, de las asignaturas que imparten los profesores del GIE en esas titulaciones, tras realizar un análisis de sus competencias específicas, se consideró que las más adecuadas en una primera fase fueron:

• Electrónica de Consumo (ELCO) del Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación (GITST)
• Biofotónica (BFOT) del Grado en Ingeniería Biomédica (GIB).

Se seleccionaron estas asignaturas por presentar ciertas características comunes tanto en sus competencias como en la forma de desarrollar su docencia en cursos anteriores. Ambas son asignaturas de 4º curso de Grado con una temática que permite una componente experimental elevada. Por otro lado, la metodología, que los profesores responsables de las mismas decidieron adoptar para su enseñanza, está basada en técnicas de desarrollo de proyectos, similares a las planteadas en el aprendizaje basado en retos.

En la tabla siguiente se muestra resumida las características de ambas asignaturas.

De la tabla se pueden extraer algunas conclusiones que marcaron en cierta medida la manera de proceder.

En primer lugar, los estudiantes de Biofotónica, además del trabajo grupal, debieron realizar tareas complementarias que consistieron en la realización de prácticas o seminarios relacionados con la competencia CE38. Esto, por un lado, permitió completar su formación y, por otro, compensar la diferencia de créditos de ambas asignaturas.

Otra diferencia fue el número de alumnos, que fue mas numeroso en el caso del ELCO, aunque este problema este año se va a resolver. Aunque el año pasado no pudo ser, por el reducido número de alumnos de Biofotónica, la forma de operar de este año será la formación de grupos multidisciplinares de 3 (GITST) + 2 (GIB) alumnos. En experiencias similares a ésta, en las que ya hemos participado, uno de los principales problemas encontrados, cuando se intenta aplicar técnicas grupales de procedencia diversa, es la posible reticencia de los alumnos a abrir sus grupos habituales (siendo aún más frecuente en asignaturas de último curso como son éstas). Es función del profesor romper con esa dinámica y procurar que la composición de los grupos se distribuya según las necesidades detectadas para la consecución del reto. En este caso, es vital incentivar al estudiante y ofrecer un reto muy atractivo, es decir, hay que aprovecha el interés y la curiosidad de los estudiantes por temas que den un significado práctico a su formación y que supongan una motivación. El profesor en la medida de lo posible, deberá plantear problemas suficientemente grandes para que permita aprender nuevas ideas y herramientas para resolverlos, pero a la vez, lo suficientemente cercanos para que les sea importante y motivador encontrar una solución.

Las capacidades generales o transversales en ambas asignaturas son totalmente compatibles y además pueden ser adquiridas de forma óptima en el desarrollo de un aprendizaje basado en retos. Pero, como ya se ha comentado, conseguir que los estudiantes de las dos titulaciones adquiriesen sus competencias específicas a través de una metodología ABR, fue una de las tareas primordiales del profesorado involucrado, que debió vigilar, grupo por grupo y alumno por alumno que esto se cumpliera.

Hay que hacer hincapié que para el profesor este enfoque implica un compromiso mayor de tiempo comparado con las actividades académicas más tradicionales. El rol del profesor en la implementación del Aprendizaje Basado en Retos es crucial; la naturaleza de su función en dicho proceso cambia a medida que los estudiantes progresan a través de las etapas (Apple 2011).

Por tanto, el rol del profesor fue de vital importancia ya que debió:

•  Buscar nuevo conocimiento junto con los estudiantes, al mismo tiempo que moldear hábitos y nuevas formas de pensamiento. Este enfoque pudo incrementar la motivación y generar una actitud positiva en el estudiante y el maestro hacia el aprendizaje.
• Proponer la temática del reto o el reto mismo en conjunto con los estudiantes, otros profesores colaboradores o expertos externos.
• Proponer unas bases para el funcionamiento del grupo, así como de las etapas a seguir.
• Asegurar que existiera una relación clara entre los objetivos de aprendizaje, la idea general del reto y todas sus etapas.
•  Integra las competencias claves que desarrollaron los estudiantes a través de los retos que fueron abordados.
• Promover en el alumno la responsabilidad de su propio aprendizaje, su compromiso e involucramiento en el desarrollo de los retos y estimular el sentido de colaboración entre los miembros del equipo para alcanzar una meta común.
• Supervisar actividades, revisar avances de los equipos, guiar sin dar respuestas ni soluciones, facilitar bibliografía y material si fuera necesario.
• Colaborar con los profesores de las distintas asignaturas y buscar el asesoramiento de docentes o especialistas en otras áreas canalizando la asesoría para apoyar a los estudiantes, cuando fue necesario
• Orientar a los equipos de trabajo, canalizar los esfuerzos y retroalimentar las propuestas de los estudiantes.
• Apoyar en la resolución de conflictos grupales e incentiva el pensamiento creativo asociado a asumir riesgos y a experimentar
• Evaluar las soluciones dadas al reto.
• Estar dispuesto a renunciar al control de la clase y prestarse a trabajar de forma colaborativa con otros colegas de diferentes áreas.

Referencias:

• Apple (2011). Challenge based learning: A classroom guide. http://www.apple.com/br/education/docs/CBL_Classroom_Guide_Jan_2011.pdf
• Apple (2015). Challenge Based Learning: Take action and make a difference. https://www.challengebasedlearning.org/pages/about-cbl
• (Edu, 2016). Aprendizaje Basado en Retos. Editorial Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey. Edición número 1, 2016.  ISBN del volumen: 978-607-501-430-2.

El objetivo final y más destacado es consolidar la experiencia de aprendizaje multidisciplinar y multi- titulación puesta en marcha el curso pasado, con una evaluación sobre un número de alumnos muy superior a los involucrados el año pasado, sobre todo con un balance más paritario entre los alumnos de la asignatura de ELCO del GITST y BFOT del GIB, en la que alumnos de diversas disciplinas compartieron un fin común y participaron desde la definición de objetivos parciales hasta el prototipo final. Siendo compatible esta experiencia con la adquisición de las competencias y de los resultados del aprendizaje que marcan las guías de cada una de las asignaturas.

Aunque es redundante decir que el principal objetivo de cualquier PIE es la contribución a la mejora de la calidad de la enseñanza y, por ende, a la mejora de los resultados académicos de los estudiantes, este caso no es una excepción y nuestro fin último es conseguir una excelencia en la docencia de algunas de las materias impartidas por los profesores que participan en este PIE. Además, se pretende que los estudiantes involucrados desarrollen, en paralelo con la adquisición de las capacidades características de cada materia, habilidades transversales y en algunos casos puede que emocionales que le serán de gran utilidad en su futura vida profesional.

Los objetivos concretos se pueden listar como sigue:

• Elaboración de una propuesta de Retos que permita el desarrollo de las competencias involucradas. En lo posible, contemplará el conocimiento de las bases de teoría de la fotónica, de los principios biológicos pertinentes, el diseño electrónico y el manejo del entorno de programación de Arduino y Pyhton, entre otras materias. No obstante, esta lista no debe ser cerrada para permitir la participación dinámica de los estudiantes en su proceso de elaboración. Esto tiene el objeto de motivar e incentivar el interés del alumnado por el Reto al ser él mismo el que puede participar en propuestas de temas que le son atractivos.
• Creación de un espacio en el que poder compartir la información para facilitar el trabajo colaborativo. Este espacio podría estar albergado en una plataforma Moodle conjunta para las dos asignaturas. No es necesario, pero tampoco importaría, que sea de acceso totalmente libre.
• Cada Reto debe finalizar con la propuesta y fabricación de un prototipo.
• Realización de vídeos y otra documentación, lo más interactiva posible, no solo del funcionamiento del prototipo, también deberá incluir las fases del desarrollo del mismo.
• Creación de un espacio web de acceso libre donde se podrán descargar los manuales de uso de los prototipos y ver vídeos de la demostración de su uso.
• Colaborar en el fomento de las vocaciones de ambas titulaciones. Para ello se pretende crear un aula de demostración de prototipos como fruto de los resultados obtenidos en los retos planteados y realizar jornadas de puertas abiertas que sean atractivas para los alumnos de secundaria para ayudar en el proceso de captación de alumnos con alta motivación por la Ingeniería (Teleco o Bio).
• Generación de nuevos cursos Athens, o mejora de los ya impartidos en el Departamento, basados en algunos de los proyectos y retos desarrollados en la experiencia piloto. Los cursos Athens donde el alumnado es de procedencia y bagaje muy dispar (al igual que en esta propuesta), parece lógico marcar como objetivo el trasladar la experiencia aquí realizada a futuros cursos Athens. En este sentido, habría que publicar todo el material divulgativo y los productos resultantes en lengua inglesa.
• Colaborar en la Internacionalización de las enseñanzas de la UPM mediante la impartición de los cursos Athens
• Diseño de rúbrica específica para la evaluación de los resultados tanto de la experiencia como de la capacitación de los alumnos. Esto, no es un objetivo primordial de esta propuesta, pero sí podría ser interesante trabajar en su elaboración para tener criterios objetivo del funcionamiento de la misma.

ANTECEDENTES

La expectativa de éxito, en la consecución de los diferentes objetivos detectados en la integración de asignaturas multi-titulación y multidisciplinares en un reto común, se basa en los antecedentes previos de los profesores implicados.

El GIE (ETSIT) de Innovación Educativa en Fotónica (PhotonPedia) tiene desde su creación un carácter multidisciplinar conferido por su composición heterogénea ya que está formado por profesores e investigadores de variada formación académica (Ingenieros de Telecomunicación, Físicos, Químicos, Matemáticos, etcétera). La mayoría tiene una extensa experiencia docente y todos ellos pertenecen a grupos de investigación reconocidos por la UPM, con una amplia experiencia investigadora. La innovación del proceso de enseñanza-aprendizaje ha sido una actividad permanente para todos los miembros del Grupo.

En los últimos años, los miembros del GIE han desarrollado, para la impartición de diferentes asignaturas (entre ellas ELCO y BFOT), experiencias de Aprendizaje basado en Proyectos (PBL, Project-based learning). Esta metodología tiene como principal objetivo la integración de diferentes materias, reforzando la visión de conjunto de ellas y organizando una serie de actividades en torno a un fin común. Una característica identificativa de un PBL es que el estudiante es el protagonista de su propio aprendizaje y, por tanto, el proyecto debe estar definido por los intereses de los estudiantes y con el compromiso adquirido por ellos. Todas estas características son muy similares a las que aquí planteamos. Si se incluye la formación de grupos heterogéneos procedentes de diferentes titulaciones y la propuesta de un proyecto relevante y abierto (no predefinido) se estaría hablando de un ABR. Por tanto, la experiencia en la docencia de ELCO y BFOT nos avala para asegurar el éxito de nuestra propuesta.

Como ejemplo, mencionar dos experiencias concretas desarrolladas en cada una de las asignaturas.

Biofotónica (GIB) – La Biofotónica es un término que engloba la biología, rama de las ciencias naturales que estudia las leyes de la vida, y la fotónica, es decir, la ciencia y la tecnología centradas en la generación, la manipulación y la detección de fotones, que son las unidades cuánticas de la luz.

Esta asignatura pretende ser una introducción a los fundamentos de la Biofotónica y de la instrumentación asociada a los fenómenos relacionados con la luz y su interacción con tejidos biológicos. Así, la solución que se plantee al reto propuesto en esta disciplina debe incluir una parte óptica (generación y/o detección de luz) como instrumento de medida, sensor o de control de algún proceso biológico.

Ejemplo de Reto: DESARROLLO DE UN PULSIOXÍMETRO de bajo coste con prestaciones similares a los dispositivos empleados en ambientes clínicos.

Para solventar este reto, se configuró un grupo formado por 3 estudiantes Ingeniería Biomédica, dos estudiantes de intercambio (mexicano y alemán) de Ingeniería de Telecomunicación con especialidad en Electrónica y Señales. En el proceso del desarrollo, se detectaron diferentes facetas (Diseño electrónico, Diseño e implementación del soporte mediante impresión 3D, Programación Arduino y conexión con Python, Despliegue de la señal y presentación gráfica, Cálculo del pulso y la saturación sanguínea, Obtención y análisis de los datos) que pudieron ser abordadas gracias a la composición multidisciplinar y multi-titulación del grupo.

Hay que resaltar, tanto el alto grado de satisfacción de los alumnos que cursaron la asignatura como su alta motivación en la participación. Esta experiencia fue presentada en el Congreso CSEIB-2016 (Merino, 2016). Se puede acceder al trabajo presentado en el congreso en el enlace:

https://drive.google.com/file/d/1GrqwxdAL3A6CXmQazWHBA7IFw0vkmZ-S/view?usp=sharing

Electrónica de Consumo- ELCO (GITST)

La asignatura se centra en el trabajo en grupo de los alumnos, que deben desarrollar un proyecto centrado en equipos y sistemas electrónicos. Como ejemplo, el curso 2016-17 se propusieron los siguientes trabajos, siendo todos ellos compatibles con la metodología ABR:

Como ejemplo de ejecución, se pueden descargar los documentos generados en uno de los proyectos desarrollados en el curso 2017/18 que consistía en la realización de un Guante de radio control:

https://drive.google.com/drive/folders/1tNii3rDvd34kj8mQZAqDXEgJC54Gij33?usp=sharing

y visualizar el vídeo que muestra el funcionamiento del prototipo diseñado y fabricado:

https://www.youtube.com/watch?v=lTOc-KD-_9A&feature=youtu.be

Otras experiencias innovadoras que contribuyen a la mejora de educativa, relacionadas con técnicas de Aula Invertida y Gamificación han sido empleadas por miembros del GIE externos a la UPM para impartir docencia en Institutos de la Comunidad de Madrid. Esta experiencia enriquecerá los Recursos y Materiales docentes que se elaborarán (Namaste, 2015)

http://lourdesnamaste.blogspot.com.es/

https://www.youtube.com/watch?v=fJyf-7HhS2E

En cuanto a la experiencia en cursos Athens, el titulado: “Physical Computing based on Open Software and Hardware Platforms” se ha impartido por miembros del GIE durante 4 convocatorias. La información completa de la última edición se puede consultar en UPM 115 

http://www.athensprogramme.com/catalog/show/1799

Lo primero que hay que mencionar es que la Jefatura de Estudios de la ETSIT-UPM apoya estas experiencias piloto que incorporan metodologías docentes enfocadas al Aprendizaje Basado en Retos. En este caso, la experiencia piloto que se plantea en el terreno multidisciplinar, de forma que alumnos de dos titulaciones de Grado trabajan de forma coordinada y conjunta para resolver un problema real, lo que contribuye de forma significativa a adquirir competencias transversales como, por ejemplo, la visión de conjunto del problema. Para la ETSIT-UPM, poder trasladar los resultados de esta experiencia piloto a otras asignaturas supone una apuesta por la renovación de la docencia en Grados y Másteres. Es importante destacar que esta iniciativa ayuda a mejorar el atractivo de las titulaciones de la ETSIT-UPM.

En concreto, esta propuesta pretende contribuir a la mejora de los resultados académicos de los estudiantes que cursan las asignaturas y, colateralmente, también pretende contribuir en los aspectos relacionados con la motivación de vocaciones futuras entre alumnos de secundaria.

En relación con esto último, como ya se ha comentado, se pretende recopilar algunos de los resultados obtenidos en los retos planteados, pudiendo disponer de un aula de demostración de prototipos que permita realizar jornadas de puertas abiertas atractivas para los alumnos de secundaria. A esta contribución también ayudará el espacio web que se creará donde se podrán descargar los manuales de uso de los prototipos y ver vídeos de la demostración de su uso.

También, hay que recordar que uno de los objetivos de esta solicitud es colaborar en la generación cursos Athens basados en algunos de los proyectos y retos de la experiencia piloto. No hay que olvidar que los cursos Athens dan visibilidad internacional a nuestra Universidad y nuestra Escuela.

Por otro lado, la puesta en marcha de la experiencia piloto favorecerá ciertas mejoras en el currículo y en los resultados académicos de los estudiantes. Resaltar su contribución en las dos vertientes de competencias asociadas a las asignaturas, tanto en la adquisición de competencias específicas como en las relacionadas con las competencia transversales o genéricas.

Los puntos fuertes de nuestra propuesta se resumen en los párrafos siguientes:

• Los estudiantes advierten, de una forma natural e inmediata, la conexión entre lo que aprenden técnicamente en la Escuela y lo que perciben del mundo que los rodea. Esto hace que profundicen en los temas de la asignatura consiguiendo una mayor comprensión de los mismos ya que necesitan ese conocimiento para conseguir el prototipo final que resolverá el reto planteado.
• Aprenden a diagnosticar y definir problemas antes de proponer soluciones, lo que potencia y promueve el desarrollo su creatividad, ya que se involucran tanto en la definición del problema a ser abordado como en la solución que desarrollarán para resolverlo.

• Fomenta la capacidad para resolver problemas. Los estudiantes se sensibilizan ante una situación dada, desarrollan procesos de investigación, logran crear modelos y materializarlos.

• Los estudiantes trabajan colaborativa y multidisciplinariamente, por lo que se fomenta la habilidad de trabajar con un equipo de personas desconocidas y que en muchos casos no hablan el mismo lenguaje “técnico”. Es decir, fomenta su capacidad para responder a una situación de trabajo real.

• En general, se contribuye al desarrollo de cualidades de los alumnos como son el análisis crítico y a la mejora de la presentación de resultados en documentos escritos, a través de la elaboración por los estudiantes de un manual de especificaciones y uso y un informe sobre la descripción del resultado del proyecto
• Se desarrolla habilidades de comunicación de alto nivel, a través del uso de herramientas sociales y técnicas de producción de medios, en la mayoría de los casos desarrolladas por ellos mismos.
• También, la implementación de un aprendizaje a través del desarrollo de un reto permitirá a los estudiantes fomentar la responsabilidad individual (al distribuir roles para enseñar, dirigir o coordinar a compañeros), la capacidad crítica, la facilidad de expresar sus opiniones personales y su capacidad de tomar decisiones, entre otras cosas.

El listado de beneficios mencionados anteriormente, se basan en la experiencia previa adquirida por el GIE en la impartición de las asignaturas involucradas en esta solicitud. Como se ha mencionado en el apartado de “Descripción”, la metodología, que los profesores de ELCO y BFOT emplean en su enseñanza, está basada en técnicas de desarrollo de proyectos que son muy similares a las planteadas en ABR.

De hecho, mediante encuestas realizadas a los alumnos en convocatorias anteriores, los propios estudiantes han resaltado otros aspectos de gran relevancia que han mejorado participando en esa experiencia. Algunos de ellos son:

• Una mayor motivación en el estudio de la asignatura.
• Aprender las conexiones existentes entre diferentes disciplinas y entender cómo hacer uso. de ellas para conseguir un objetivo concreto.
• Acercamiento a aplicaciones del mundo real.
• Aplicación de herramientas de libre acceso y desarrollo de proyectos a través de las mismas.
• Aumento de las habilidades sociales y de comunicación.
• Aumento de la autoestima y de su vocación profesional al haber sido capaces de obtener un prototipo que da solución a un problema real.

Además, los beneficiarios iniciales de estas mejoras curriculares serán los alumnos de las asignaturas de ELCO y BFOT del Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación (GITST) y del Grado en Ingeniería Biomédica (GIB), pero en futuras ediciones se podrían incorporar a esta metodología otras asignaturas del GITST como Fotónica de Consumo (FOCO) o la continuación de la asignatura de Biofotónica en el Máster de Ingeniería Biomédica (MUIB) y otras asignaturas de la Escuela con marcado componente experimental.

El planteamiento general de la consolidación de esta experiencia piloto se basa en las siguientes pautas:

Funcionamiento. Se trabajará como una pequeña empresa de ingeniería, contemplando todas las fases de diseño y comercialización del producto. El prototipo es una parte importante, pero hay mucho más detrás. El trabajo se divide entre los miembros del grupo. En las reuniones se va viendo quién se ha ocupado de qué y la nueva redistribución del trabajo si fuera necesaria.

IMPORTANTE: La idea es que el trabajo individual no supere el esfuerzo que un alumno debe realizar por el número de créditos de la asignatura.

La Filosofía para el desarrollo del prototipo es Open hardware, open software, documentación pública. Se puede “copiar” todo lo que sea necesario, pero siempre nombrando las fuentes. En esa misma filosofía, se puede publicar todo lo que se haga, siempre citando las fuentes y nombrando el Proyecto de innovación que integra los cursos (ELCO+BFOT) donde se ha desarrollado.

Para implementar esta forma de funcionar y filosofía, se realizarán las siguientes acciones divididas en fases:

Fase 0: Aproximación y familiarización de los profesores con los distintos ámbitos de conocimiento

Reuniones de los miembros del GIE participantes en el PIE. Aquí se incluye, tanto los profesores. directamente implicados en la impartición de las asignaturas como el resto de miembros.

En primer lugar, porque las tareas a realizar son muchas y, en segundo lugar, porque las experiencias previas han demostrado que este enfoque funciona especialmente bien cuando profesores de diferentes disciplinas trabajan juntos.

En esta fase se definen los elementos que se integrarán en el marco propuesto para el Aprendizaje Basado en Retos, como son ideas generales, atractivas y de importancia para los estudiantes y para la sociedad (pueden ser tan amplias y globales como el cambio climático, biodiversidad, la salud, la guerra, la sostenibilidad).

Fase 1: Elaboran una propuesta de Retos

Los profesores de las asignaturas, bajo el asesoramiento adquirido en la fase 1, elaboran una propuesta de Retos que permita el desarrollo de las competencias involucradas en las asignaturas. Estas propuestas deberán contemplar el conocimiento de las distintas asignaturas para poder integrar a miembros de las diferentes titulaciones. Los retos deben ser suficientemente grandes para aprender nuevas ideas y herramientas para resolverlos, pero a la vez, lo suficientemente cercanos para que el estudiante se sienta motivado y le sea importante encontrar una solución.

Como punto de partida se analizará la validez de las propuestas empleadas en las asignaturas de ELCO y BFOT

Listado de proyectos ELCO 2016/17

1. Escáner 3D
2. Camarero electrónico
3. Localización en interiores con ultrasonidos y WLED
4. Guante de radiocontrol
5. Despertador inteligente
6. Espejo de baño inteligente
7. Segway
8. Sensor bruxismo
9. Control mental

Listado de proyectos BFOT 2016/17

1. Analizador del ritmo cardiaco
2. Medidor de la saturación de oxígeno en sangre
3. Escáner-visor de venas
4. Pulsera detectora del pulso y stress
5. Diseño de un medidor de nivel de melanina
6. Pinzas ópticas

Listado de proyectos ELCO 2017/18

1. Biocare, pulsera para medida de constantes vitales (ELCO+BFOT)
2. I’ll bee, sistema de gamificación en la educación
3. U-vision, gafas con detectores de obstáculos para ciegos
4. Aqua, sistema de riego automatizado
5. Nevera Peltier con energía Solar
6. Your pupil, sistema de reconocimiento de colores y temperatura de objetos (ELCO+BFOT)
7. PESPAN seguridad, sistema de seguridad
8. Do iT, robot modular educativo
9. Menta, cambio de marchas automático para bicicletas
10. Easy Alarm, sistema de seguridad

Fase 2: Formación de Grupos y exposición de retos (estudiante y profesores).

En esta fase se expondrán las ideas generales elaboradas en la fase 1 y se comentarán, como posibles retos la lista generada en la fase 2.

Se formarán grupos:  para abordar el reto y repartir roles entre los miembros del grupo, los profesores velarán por que se haga con una composición adecuada, respetando los intereses, aspiraciones, necesidades, niveles de partida o habilidades individuales. En principio, la forma de operar será la formación de grupos multidisciplinares de de 5 miembros: 3 alumnos del (GITST) y + 2 del (GIB).

Para llevar a cabo esta fase puede ser interesante la elaboración de una metodología para el establecimiento de una micro-biografía académica de los participantes (desarrolladas en no más de 150 palabras) con la finalidad de identificar habilidades, fortalezas y debilidades individuales de los estudiantes y con el único objetivo de robustecer las primeras y subsanar las segundas a través de la composición del grupo.

Fase 3: Primera reunión del grupo y sucesivas

Deberán generar ideas y primeras reflexiones sobre el reto que más haya despertado su interés o proponer un reto en el entorno de una de las ideas generales propuestas

La composición heterogénea permitirá múltiples perspectivas, es decir, diferentes acercamientos

sobre el reto y posibles formas de abordarlo.    

Se repartirán roles, aunque es importante que todos estén al tanto de todo lo que realizan los demás.

Fase 4: Reuniones de cada grupo con el profesorado

Estas reuniones se realizarán semanalmente para realizar un seguimiento de la evolución del grupo Aquí es donde el profesor tendrá que ejercer la mayoría de las funciones y roles enumeradas en la descripción de la asignatura.

En estas reuniones se analizarán aspectos diversos tanto técnicos como de competencias generales y transversales y se crean oportunidades para la retroalimentación formativa de los estudiantes y profesores.

Fase 5:  Compartir la información

Es importante crear un ambiente que permita compartir todo lo que se está desarrollado. El acceso a tecnología que permitan esto es una parte integral del Aprendizaje Basado en Retos, ya que proporciona a los estudiantes un medio para explorar distintas fuentes de información al tiempo que generan nuevas ideas y les ofrece las herramientas para comunicar su trabajo.

Por el momento la herramienta más sencilla es el uso de un Moodle.

Como metodología, todo el trabajo que se va haciendo se sube diariamente a Moodle; Páginas web visitadas, porque se elige una cosa y no otra, ideas, etc. Esto tiene al menos tres ventajas, ayuda al estudiante a redactar el documento final, al profesor le ayuda a realizar un seguimiento más minucioso y diario de cómo va el trabajo y, por último, todos los grupos pueden ver cómo otro grupo soluciona los problemas encontrados, que en muchos casos suelen ser comunes a todos los retos.

Se permite copiar a otro grupo, la filosofía es colaborativa, no competitiva. Sólo hay que referenciarlo adecuadamente.

Lo que publica cada grupo lo ven los otros, pero no pueden subir documentos, eso sí, pueden compartir ideas, dar consejos, etc. a través del foro.

También se debe compartir lo realizado en las reuniones a través de Moodle. Alguno debe tomar notas en las reuniones (deberá ser uno de los roles que irán turnando todos los miembros del grupo)

 FASE 6: Prototipo y diseño final

La resolución del reto debe dar a lugar a un producto final o prototipo. También se deberá realizar un análisis de un posible diseño final.

Prototipo. El prototipo, en principio, debería funcionar al menos con alguna de sus funcionalidades. Pero, esto no significa que el reto no se ha conseguido si esto no fuera así. Se valora el trabajo en todos los apartados del proyecto, no solo en el funcionamiento del prototipo. Se debe buscar que el prototipo sea atractivo (idealmente sería lo que se presentará a un inversor).

Se incentivará al estudiante a la innovación en todo lo posible, teniendo que responder a preguntas como: En qué se diferencia su prototipo (o al menos el producto final) de lo que hay en el mercado. ¿Qué otras posibles aplicaciones se podrían beneficiar del producto?

Diseño final. Se debe avanzar todo lo posible en el diseño final con las siguientes especificaciones.

• Se fabricarían por encima de 10.000 unidades (electrónica de consumo)

• Debe ser atractivo, y funcional

• Debe ser lo más barato posible (no se trata de buscar precios de los componentes más baratos sino de optimizar el diseño) aunque hay que resaltar que en entornos de biomedicina prima más la confianza del producto que el precio. Esto tiene que ser considerado.

• Debe consumir lo menos posible (tecnología sostenible)

• Debe buscarse suministradores confiables de todos los componentes no comunes.

• Se debe determinar quién hace las placas, quién suelda los componentes, quién hace las cajas, otras piezas mecánicas, quién monta, quién distribuye, forma de venta, páginas web, almacenes, manual, sello CE, seguridad, ¿es reparable? ¿quién lo repara?

• No se tratan asuntos de gestión financiera, constitución de empresa,….

FASE 7: Presentación de resultados: solución a los retos

La presentación de estos resultado son responsabilidad  de los alumnos y formará parte de su evaluación.

Se realizará al finalizar el curso. Los grupos deberán presentar el trabajo elaborado y el prototipo generado. La presentación la realizará uno del grupo por cada titulación. El día de presentación se sorteará quién expondrá los resultados.

Documentación. Se redactar un documento en el que se describa el prototipo y el diseño final (en el grado de desarrollo al que se haya llegado).

Formato libre.

Se animará a los estudiantes a publicar tanto las estrategias de solución como los prototipos generado a través de medios como YouTube.

Fase 8: Difusión de los resultados del proceso de implantación de la experiencia piloto

El grupo de profesores participantes creen en la necesidad de compartir con la comunidad universitaria los resultados de las experiencias docentes, al igual que con las investigadoras. En este caso no se publicarán los logros en los productos, sino el análisis del resultado académico de la implantación de la experiencia.

Fase 9: Evaluación de los resultados.

Se distinguirán entre dos tipos de resultados desde el punto de vista de la implantación del piloto y de gestión de la experiencia y desde el punto de vista de las competencias adquiridas por los alumnos, analizando aspectos diversos tanto técnicos como de competencias generales y transversales.

Respecto a esto último, sería de gran ayuda la elaboración de una rúbrica específica.

También se puede decir que la evaluación la calificación se basará en la evaluación continua. Se valorará entre otros factores:

• Contribución individual al trabajo en grupo.

• Participación en las reuniones.

• Colaboración con otros grupos a través del foro de Moodle.

• Presentación. Preguntas a otros grupos durante la presentación.

• Documentación.

• Prototipo y aspecto del mismo.

Los aspectos e indicadores de logro relacionados con la evaluación desde el punto de vista de la implantación y gestión de la experiencia se detallan en el apartado “SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓN” de esta propuesta.

El alumnado deberá estudiar previamente el contenido teórico o procedimental fuera del horario de clase, de manera independiente, con el apoyo de recursos en línea que serán elaborados o seleccionados por el profesorado. Para presentar los contenidos o para guiar el trabajo previo de los estudiantes, los recursos más frecuentes son los vídeos cortos o micro-vídeos expositivos, apoyados en material complementario para lectura (presentaciones, páginas web, bibliografía). También se utilizan otros recursos principales como tutoriales o lecciones interactivas, así como actividades cooperativas en línea.

En este sentido:

• Se elaborarán/ofertarán una batería de micro-vídeos explicativos relativos a los problemas biomédicos que se desean resolver, así como los fundamentos de las tecnologías fotónicas y electrónicas a emplear.
• Se elaborará un cuaderno de bitácora digital para el seguimiento de cada uno de los subgrupos, que sirva a demás como elemento de evaluación del proceso de aprendizaje.
• El proceso de trabajo en grupos multidisciplinares debe apoyarse en el uso de nuevas tecnologías como los blogs, upm drive y Moodle, de manera que los alumnos puedan realizar intercambios frecuentes de opinión y conocimiento, así como empleo en las redes sociales y conexiones en streaming, etc.

Aquí hay que destacar que es de vital importancia la elaboración de un material específico para cada tipo de perfil de alumno.

Por un lado el profesor responsable de una asignatura deberá formar a sus “propios alumnos” en la materia que considere oportuna para que ellos puedan contribuir con su aportación a la mejor solución final. Por otro lado, cada profesor deberá generar una documentación de su temática apta para ser aprovechada por alumnos no duchos en la materia.

Esto, como se ha resaltado anteriormente, facilitará que todos los integrantes del grupo tengan un conocimiento mínimo sobre las diferentes temáticas que infiere el proyecto y permitirá una visión general y, por tanto, plantear una aportación a la solución más próxima a la realidad.

Se plantean los resultados a tres niveles: los referidos a la implantación de la experiencia, los referidos a las competencias que las diferentes asignaturas deben conferir a los alumnos y finalmente se evaluarán aquellos aspectos relacionados con la adquisición de habilidades no específicas

1.       Implantación de la experiencia

Uno de los indicadores que permitirá evaluar la correcta implantación de la experiencia, será su acogida por parte de los participantes, tanto del alumnado como del profesorado.

Para estimar este factor, se hará un estudio en función de:

·         Encuestas periódicas acerca de los contenidos tratados, en la que se intentará valorar la adecuación de los mismos y el tiempo de dedicación de los alumnos.

·         Encuesta final de satisfacción del alumnado.

·         Encuesta final de satisfacción del profesorado.

·         Tasas de eficiencia y de éxito, así como su evolución en cursos sucesivos.

·         Evolución del número de matriculados en la asignatura.

2.       Competencias específicas

Las competencias específicas adquiridas por los alumnos también serán una muestra del éxito de la implantación de la experiencia por lo que se intentará que sean evaluadas por expertos en la materia ajenos a los grupos implicados. Todos los componentes del grupo debería ser capaces de explicar la solución común, aunque sólo el experto en cada parta será capaz de profundizar en los detalles relativos a ella.

El cuaderno de bitácora digital realizado para el seguimiento de cada uno de los subgrupos, servirá también como elemento de evaluación del proceso de aprendizaje

3. Otras competencia fomentadas en los alumnos.

De las competencias que se pretenden fomentar, como son fomentar su creatividad, la responsabilidad individual, junto con la capacidad de trabajo en grupo o el trabajo colaborativo (distribución de roles para enseñar, dirigir o coordinar a compañeros), la capacidad crítica, la facilidad de expresar sus opiniones personales y su capacidad de tomar decisiones, entre otras cosas.

Será evaluado mediante las rubricas disponibles y desarrolladas por los servicios de la UPM. También se realizará una autocrítica y autoevaluación, tanto del grupo como individual.

Se prevé la elaboración de diferentes recursos educativos entre los que cabe resaltar la preparación  de material docente ad-hoc.

Como ya se ha comentado, en esta propuesta de proyecto de Innovación Educativa, se pretende que un grupo de estudiantes de procedencia curricular muy diversa, den solución a un problema concreto que abarca disciplinas muy dispares.  En concreto, este material debería permitir que los estudiantes que participen en la experiencia puedan adquirir unos conocimientos básicos sobre la problemática planteada que les permitan entender, la mayor parte de los procesos involucrados y de esta forma optimizar su aportación a la solución final del problema propuesto.

También se pretende desarrollar las bases para la aplicación de la metodología de proyectos a esta problemática particular: la ingeniería biomédica, así como establecer paralelismos con otros ámbitos de bioingeniería que puedan ser objeto de experiencias similares a ésta.

Los productos resultantes mencionados en los párrafos anteriores, deberían desembocar en la generación de recursos abiertos del tipo OpenCourseWare  y sobre todo en la realización de experiencias tipo ATHENS donde el  alumnado asistente cumple, por definición, con el carácter interdisciplinar, con procedencia y conocimientos previos muy diversos necesario para afrontar un reto como el contado en esta experiencia.

Por otro lado la elaboración de las “ofertas tecnológicas” donde se describa el prototipo será un “producto resultante” de gran ayuda en siguientes ediciones de la experiencia.

Se prevé la elaboración de material divulgativo de diferentes características en las que cabe destacar: La participación en jornadas y/o congresos.

Su utilización como demostradores para ser utilizados en colegios e institutos, como estimuladores de nuevas vocaciones por la electrónica y bioingeniería.

También se pretende animar a los alumnos a ser un youtubers de la electrónica y la bioingeniería, contando su experiencia a través de los medios que actualmente dominan y utilizan la mayoría de los jóvenes.

El título de la propuesta, ya deja traslucir que ésta va a tratar de cómo obtener ventaja del trabajo realizado por un grupo multidisciplinar en la resolución de problemáticas interdisciplinares. Por tanto, la participación de profesorado y alumnado de procedencia y currícula diverso es de obligado cumplimiento para permitir el desarrollo óptimo de la experiencia piloto y poder así alcanzar todos los objetivos que aquí se van a proponer.

No obstante, se explorarán otros contactos para ampliar el campo de acción de la experiencia piloto con GIEs de otros Centros dentro de la UPM. Sobre todo, con los miembros de los GIE 9 - Innovación Educativa en Automática (ETSII) y GIE 64 - Innovación educativa en tecnologías eléctricas y automática de la ingeniería rural (ETSI AAB), junto a los que se solicitó una subvención en la Convocatoria 2016 de “Ayudas a la Innovación Educativa y a la Mejora de la Calidad de la Enseñanza” que no fue adjudicada.

También se iniciarán contactos con empresas de sectores cercanos a la temática de las experiencias ya que idealmente, un ABR debería implementar un canal de realimentación entre los retos planteados y las necesidades de los usuarios potenciales. Este canal podría ser implementado por empresas del sector que además también podrían colaborar en la evaluación de los prototipos y la metodología empleada hasta su consecución.