Cabe esperar que los estudios superiores universitarios formen al alumno no solo en conocimientos específicos, sino también en aptitudes indagatorias críticas, que le lleven a cuestionar las respuestas actuales a problemas conocidos o a encontrar respuestas a nuevas preguntas.

En cierta medida, los temarios frecuentemente ajustados en el tiempo, los métodos de evaluación condicionados por el elevado número de estudiantes y la búsqueda de la eficacia por parte de éstos a la hora de enfocar su proceso de aprendizaje, hace que los conocimientos se adquieran por asunción. No son cuestionados ni contrastados con otros posibles enfoques, alejándose de los objetivos universitarios de formar no solo profesionales competentes, sino también ciudadanos críticos que contribuyan al progreso del entorno donde interactuarán.

La mentalidad investigadora, aborda de manera directa estas necesidades. Ante un problema no espera recibir la solución pre-digerida y estructurada, sino que cuestiona las soluciones conocidas o trata de avanzar en la solución de problemas no resueltos hasta el momento. Precisa, además, de manejar de manera horizontal diferentes disciplinas, fomenta la imaginación y exige constancia.

Ahora bien ¿cómo podemos encajar los métodos asociados a la investigación dentro de unas asignaturas donde tiempo y contenido juegan en contra tanto de los profesores como de los estudiantes?

Una primera opción es estructurar una asignatura directamente bajo el método investigador. En ese sentido, el desarrollo de los trabajos fin de titulación (grado y, más si cabe, máster) puede responder perfectamente al objetivo de usar la metodología investigadora en unas condiciones realmente ventajosas: tema muy centrado, un número de créditos elevado y una atención muy personalizada por parte del profesor tutor del trabajo. Sin embargo, en nuestra experiencia, las posibilidades reales de esta oportunidad se ven mermadas con respecto a lo que cabría esperar, siendo en la práctica reducido el número de alumnos que adquieren e interiorizan las habilidades técnicas, científicas y sociales asociadas a la investigación. A falta de un estudio formal de estos hechos y de las circunstancias que llevan a ellos, nos atrevemos a señalar que los motivos derivan de dos factores: el primero es, de nuevo, la búsqueda del rendimiento inmediato, fomentado durante el resto de los estudios por la priorización del objetivo de ir superando asignaturas mediante la obtención del aprobado. El segundo, es la falta de hábito por parte de los estudiantes en este procedimiento, y peor aún, la fuerte instrucción que tienen en el método dogmático, donde la respuesta a los problemas viene indicada de manera cerrada en libros, apuntes o encerado.

Por ello, si se quiere contribuir a inculcar en el alumnado el compromiso con la indagación crítica y en gran medida autónoma de soluciones a los problemas científico-técnicos que cabe se le presenten durante su desempeño profesional y desarrollo personal, es preciso atender a la formación progresiva en estos objetivos, evitando demandar su práctica de manera abrupta.

En este sentido, esta propuesta plantea el ejercicio del Aprendizaje Basado en la Investigación (ABI) en 2 fases diferentes de la educación universitaria. La primera, a ser desarrollada en los cursos iniciales de la formación del alumno (2º y 3º curso de grado), se estructura en pequeñas actividades o ejercicios que se desarrollarán inmersos en los actuales temarios sin perturbar su alcance o desarrollo. Su planteamiento se enfoca a hacer ver al alumno que las soluciones destiladas a los problemas que constituyen los métodos en los que se les adiestran, proceden en muchas ocasiones del desarrollo, contraste y selección de diferentes alternativas, a la vez que adquieren destrezas y hábitos asociados al método investigador. La segunda, está enfocada a los últimos cursos (máster) en donde el alumno más maduro en conocimientos y personalidad puede abordar de manera más autónoma una actividad con un objetivo más indefinido que precisa de un proceso de conocimiento y estructuración del estado de la técnica, una crítica al mismo y una selección y, en su caso, complementación de las soluciones más adecuadas.

De manera concreta, los dos campos de acción del proyecto son:

1. Preparación de un conjunto de actividades de duración corta (30 min) y media (120 min) a ser desarrolladas por los estudiantes del 2º y 3º curso de la titulación de Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales (GITI, en concreto, en las asignaturas Dinámica de Sistemas (DS) y Fundamentos de Automática (FA). Estas actividades se enfocarán a que el alumno determine, por sí mismo, el modo con el que afrontar un problema de control, a través de laboratorios virtuales.

1. Establecimiento de una serie de actividades y desarrollos  prácticos para la asignatura de Laboratorios en Automática y Robótica (Master en Automática y Robótica y Doble master en Ingeniería Industrial y Automática y Robótica), íntimamente ligados con las líneas de interés de los Grupos de investigación que forman parte del Centro de Automática Y Robótica, que deberán ser abordados por los estudiantes mediante el estudio de las publicaciones científico-técnicas existentes, su análisis y síntesis, exposición pública y compendio del estudio y conclusiones mediante un texto en formato artículo o póster, cubriendo de esta manera las fases iniciales del desarrollo de la asignatura que concluirá, como ocurre en el desarrollo actual de la asignatura, con la experimentación y demostración práctica de la solución propuesta.

El alumno tendrá, para cada actividad, el siguiente material:

• Guión de trabajo con las cuestiones que deben investigar.
• Información explicativa sobre el modelo físico del sistema, proceso o laboratorio que va a ser objeto de la investigación.
• Manual de interfaz de usuario del laboratorio virtual, en el caso de la actividad e tipo 1 (alumnos de Grado)
• Laboratorio virtual , en el caso de la actividad e tipo 1 (alumnos de Grado.

Por tanto, las tareas serán auto-explicativas y podrán ser realizadas tanto en el aula o fuera de ella. Se buscará, además, que cubran tantas competencias, generales y específicas, como sea posible.

1. Instruir a los estudiantes de Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (GITI) y Máster en Automática y Robótica (MAR) y Doble máster en Ingeniería Industrial y Automática-Robótica (MII+MAR) en la búsqueda activa del conocimiento mediante la investigación, de manera progresiva acorde con su grado de madurez y formación técnica. Esto fomenta entre el alumnado la investigación como medio para la adquisición de nuevo conocimiento y reforzar el ya adquirido. Así mismo, se dota al alumno de rigor y capacidad crítica para defender o refutar los resultados de sus investigaciones.
2. Desarrollar en los alumnos de GITI la capacidad crítica para dirigir su aprendizaje de una manera activa, distinguiendo la transmisión del conocimiento, en ocasiones dogmática por motivos de eficiencia, del modo en que deben ser abordados los problemas de solución no conocida o susceptible de ser mejorada.
3. Involucrar a los alumnos de máster en las líneas de investigación desarrolladas en el Centro de Automática y Robótica (CAR), mediante la inclusión de temáticas de investigación afines en los trabajos a desarrollar en la asignatura de Laboratorio de Automática y Robótica. Al mismo tiempo, dada la naturaleza de las actividades, tendrán la posibilidad de comparar el trabajo que se realiza en la universidad con el de la industria real.
4. Promover en los profesores participantes la capacidad de acercar su labor investigadora a la docente mediante la implicación en esta última de los estudiantes de Grado y Máster.

Las limitaciones actuales de tiempo del profesor y alumno y la ratio entre ambos, llevan a la transmisión del conocimiento en su solución o estado final, sin posibilidad de conocer la investigación o el método científico seguido hasta alcanzarlo.

Esto aleja la percepción del alumno del modo en que los problemas deben ser resueltos, tendiendo a buscar la metodología o conocimientos específicos ya establecidos que dan respuesta a un problema u objetivo prototipo sin desarrollar su ingenio o capacidad crítica.

Esta es, sin embargo, la situación a la que debe enfrentarse un profesional de la ingeniería si pretende crear valor, mejorando las capacidades tecnológicas de su empresa y sociedad, más allá de repetir soluciones existentes o mantener desarrollos ideados por otros.

Esta propuesta pretende contribuir a romper esta inercia del estudiante a enfrentar los problemas u objetivos solo con herramientas y métodos técnicos ya conocidos, siendo coherente con las limitaciones establecidas por los planes de estudios. En concreto, se propone que:

• Los alumnos de Grado que participen en las actividades desarrolladas mediante esta propuesta verán que para llegar a una conclusión es preciso indagar en diferentes opciones y contrastarlas, en muchas ocasiones de manera experimental, pero no por ello sin soporte teórico formal.
• Los alumnos de Máster podrán desarrollar a escala y de manera previa a su Trabajo de Fin de Máster la metodología asociada a la investigación, sometida al proceso de adquisición autónoma del conocimiento avanzado implicado, análisis crítico, síntesis y formulación de hipótesis, y validación experimental.
• Tanto los alumnos de Máster como los de Grado obtendrán una visión más precisa de las investigaciones que se llevan a cabo en el Centro de Automática y Robotica CAR (Centro Mixto UPM-CSIC) y de la situación en la industria actual. Serán conscientes de la conexión que existe entre sus estudios y lo que podrán encontrar en su futura vida profesional, motivándolos para continuar su formación con mayor interés.

Los profesores mejorarán su capacidad de gestión del proceso de aprendizaje del estudiante, complementando o sustituyendo el método expositivo por procedimientos más abiertos de la búsqueda del conocimiento, acordes con los niveles más altos del aprendizaje (4,5 y 6 de la Taxonomía de Bloom: “analizar” “evaluar” y “crear”).

Se hará uso de Moodle como plataforma donde se guiarán las actividades del alumno, se le dará acceso a los materiales y  Laboratorios y se recogerán los resultados de su actividad. Será necesaria la instalación de un plugin para dar soporte a los laboratorios virtuales dentro de cada una de las asignaturas (Ejsapp: https://moodle.org/plugins/mod_ejsapp).

Al final de cada bimestre se realizará un cuestionario donde los alumnos darán su opinión acerca de los conocimientos y aptitudes que han adquirido a través de las experiencias planteadas en este proyecto. También serán preguntados acerca de su experiencia de uso y sobre la utilidad de los laboratorios virtuales. Así mismo, desde un punto de vista objetivo, las pruebas de evaluación finales contendrán preguntas adecuadamente enfocadas como para evaluar el grado de capacidad investigativa y de pensamiento crítico que hayan adquirido durante el curso, sirviendo este grado de desempeño como medida de la eficiencia de la metodología en mejorar esta capacidad.

Una vez finalizadas todas las experiencias se pondrán en común todos los datos y se procederá a analizar, de manera anónima, la incidencia global de este tipo de experiencias en las diferentes asignaturas, el valor que los alumnos consideran que tienen y si realmente han sido útiles.

Como recursos educativos se incluyen los laboratorios virtuales, desarrollados con herramientas de código abierto y de tal modo que su reutilización para otro tipo de tareas docentes y de investigación sea posible sin una gran inversión de tiempo.

Asimismo se generará una serie de objetivos y contenidos dentro de la asignatura de Laboratorio de Automática y Robótica que precisen de una etapa previa de investigación, incorporándose al producto resultante las fuentes de partida para dicha investigación.

Repositorio público con los laboratorios, resultados y cuestiones tratadas durante el proyecto. Al menos, un artículo de impacto publicando los resultados de la experiencia, a desarrollar terminado el plazo del proyecto.

Centro de Automática y Robótica cuyos investigadores son profesores de las asignaturas de Dinámica de Sistemas, Fundamentos de Automática y Laboratorio de Automática y Robótica.

Departamento de Informática y Automática de la Universidad Nacional de Educación a Distancia, con gran experiencia en el desarrollo de laboratorios virtuales con estructura flexible, que permitirá al alumno evaluarla la validez de los resultados de su investigación.