Esta propuesta forma parte de una colaboración internacional para la innovación docente en asignaturas de Ingeniería que se está llevando a cabo con profesores de la Universidad de Jaén y de la Universidad de Piura (Perú). Versa sobre la aplicación de modelos de aula invertida a diversas asignaturas de los currícula de Ingeniería.

Un punto crítico de la técnica de aula invertida es favorecer la motivación del alumnado y la realización de su trabajo individual fuera del aula. Otro es fomentar la implicación de los estudiantes en el aula y su participación activa, sobre un modelo de aprendizaje basado en problemas.

Esta propuesta pretende actuar en estos frentes del proceso de aula invertida:

- En el trabajo autonómo del alumno, proveyéndole con material de apoyo denominado E-textbooks (Dutkiewicz et al., 2018; Ren-Kurc, 2018). Estos recursos electrónicos no son simplemente videos o versiones digitales de material impreso, abarcan desde entornos virtuales hasta recursos multimedia interactivos. Se deben diseñar para que sean multifuncionales, adaptativos, amigables y fragmentados para mayor eficacia de los aprendizajes (Oakley, 2016).

- En el desarrollo de las clases posteriores al aprendizaje autónomo, con triple alcance:

1) Uso de la tableta digital para las imparticiones en el aula y para las sesiones presenciales de las tutorías, para dinamizar el desarrollo de las clases a la vez que se incrementa el repositorio de material docente a disposición de los alumnos.

2) Establecer un sistema de tutorías mixtas (partes virtuales y otras presenciales) para grupos de entre 3 y 6 alumnos. En ellas se usarán los e-recursos, a la vez que se generará nuevo material digital para poner a disposición del alumnado, bajo formas de murales virtuales y páginas web interactivas.

3) Mejorar los sistemas actuales de microevaluación de los aprendizajes autónomos, replanteando criterios y posibles desarrollos para motivar al alumnado y mejorar su rendimiento.

Se prevé la aplicación de estos métodos en las asignaturas: Resistencia de Materiales (ETSICCP y ETSIC), Cálculo de estructuras (ETSIC, UDEP y UJAEN), Elasticidad Aplicada (ETSICCP), La Elasticidad no lineal de los medios continuos (ETSICCP), Análisis dinámico y símico (ETSICCP), Hidráulica Técnica (ETSICCP, UDEP).

Los alumnos actuales son nativos digitales, lo que conlleva la idoneidad del uso de TICs para sus actividades cotidianas y sus aprendizajes. A su vez, las TICs han de ser integradas con el estilo docente personal del profesor (Rickes, 2016). 

1) Se propone impartir las clases presenciales escribiendo en la pantalla de la tableta electrónica en lugar de la pizarra tradicional. Las ventajas de esta técnica son: dinamización, innovación y mejora de la calidad docente y aumento de recursos didácticos.

Por una parte, se dinamizan considerablemente las clases con respecto a la pizarra tradicional. La dinamización implica una mejora de la calidad del tiempo de clase. No hay que borrar pizarras. Se emplean colores y se realizan esquemas sobre la marcha, cuya claridad supone una mejora didáctica. Se puede escribir o dibujar sobre fotografías o gráficos que se cargan en directo en el dispositivo, para resaltar los conceptos que se tratan en cada momento. Además, se van guardando todas las pantallas (pizarras) que se van generando, de modo que en la clase siguiente se pueden rescatar según necesidad; esto supone un avance decisivo frente a las clases de pizarra clásicas, pues a veces es necesario comenzar una clase mostrando una tabla, gráfico o ecuaciones recién explicadas en la clase anterior, con el gasto de tiempo que conlleva.

Adicionalmente, todas las pantallas que se van elaborando en la tableta electrónica se conservan en el dispositivo. Esto permite generar ficheros electrónicos (PDF u otros), que eventualmente se pueden poner a disposición del alumnado. A la vez, se incrementa así el repositorio de material didáctico a disposición de los alumnos, que se puede utilizar, entre otros fines, para actividades de aula invertida, evaluación por pares o de estudio dirigido.

La respuesta del alumnado durante este curso recién terminado ha sido muy favorable; se ha valorado muy positivamente el empleo de dichos medios en el aula

Se prevé avanzar en dicha técnica con la grabación de algunas clases o tutorías presenciales impartidas con la tableta. El resultado serán videos que muestran lo que se va escribiendo en la tableta, junto con la voz del profesor.

2) Sus solicitudes de tutoría tradicionalmente se canalizan por email, de modo que se juntan grupos de menos de 6 alumnos para una mayor eficacia y aprovechamiento mutuo de sus intervenciones. Bajo la nueva modalidad mixta, se plantea una experiencia piloto con una primera fase virtual, una fase de trabajo autónomo y una tercera fase presencial. Así, con las peticiones recibidas se establece un día y hora para una primera cita virtual; se abordan sus preguntas y después se les propone la realización de un problema vía Socrative en un tiempo dado. Al terminar el tiempo asignado, el profesor recibe las respuestas; posteriormente, el profesor muestra la solución del ejercicio, resuelve dudas online, propone la realización autónoma de otro problema y concierta una cita presencial. En esta se aborda la resolución del ejercicio propuesto por parte del profesor y se aclaran dudas. 

3) La evaluación formativa puede mejorar los logros del aprendizaje, hacia el "éxito a través de los fallos o errores" (Black et al., 2004), si bien los métodos empleados deben superar tres dificultades: 1) Que sean eficaces para promover  aprendizajes significativos; 2) que los sistemas de puntuación fomenten la competitividad entre discentes antes que incentivar el progreso personal y 3) que los resultados de la evaluación formativa causen un impacto negativo en los estudiantes de menor nivel o capacidad, que puedan llegar a considerarse incapaces de aprender y por ello a desanimarse (Black et al., 2004).

La evaluación por pares, asociada al aprendizaje basado en problemas, presupone que los estudiantes pueden aceptar críticas de sus colegas, en su lenguaje natural y que a la vez son capaces de asumir el papel de examinadores entre ellos (Eyal, 2012). 

Se pretende mejorar y ampliar el sistema de evaluación por pares en el modelo de aula invertida empleado durante el curso pasado en algunas sesiones de Resistencia de Materiales y Elasticidad Aplicada, actuando sobre la resolución individual de problemas en clase. Se prevé actuar sobre el baremo de calificación, la tipología de problemas y el anonimato. 

Se plantea extender la colección de tests de Socrative a materias de Cálculo de estructuras. Siempre que se realizan sesiones de Socrative en el aula, el profesor resuelve el problema planteado tras cerrar el test. Se prentende que esta resolución se realice en la tableta, de manera que se pueda incrementar su disponibilidad para los alumnos.

1) Internacionalizar estos métodos y estrategias de innovación docente, compartiendo experiencias y conocimientos con los equipos de las universidades implicadas.
2) Dotar a las asignaturas implicadas de material docente para aprendizaje autónomo, clases más dinámicas y para tutorías en modo mixto.
3) Incorporar mejoras en los procesos de aprendizaje, actuando por medio de los recursos educativos propuestos en puntos críticos del modelo de aula invertida: se aspira a ayudar a que una mayoría se motive hacia las acciones que ya de por sí hacen los alumnos mejores, pero también que aquellos estudiantes que tienen mayor dificultad en adquirir las competencias específicas, puedan superar las diferencias de nivel. 
4) Contribuir a incentivar a los alumnos en su trabajo individual fuera del aula y a incrementar su motivación y participación activa en el aula, para orientar sus logros hacia niveles inferiores de la pirámide de aprendizaje: argumentar, analizar, valorar, entre otros.
5) Plantear un esquema de dinamización del tiempo en el aula que mejore su aprovechamiento y el rendimiento.
6) Incorporar mejoras específicas en la práctica docente de las asignaturas citadas: apps interactivas sobre la gama de respuestas de un sistema de un grado de libertad a excitaciones diversas en la sustentación, incluyendo impulsos de tipo impacto; sobre el efecto de la fricción en la respuesta; sobre el flujo en canales y dsobre la respuesta de pórticos de edificación ante acciones térmicas y/o movimientos impuestos en la sustentación. Con ello se aglutinan los conocimientos y capacidades que los alumnos deben adquirir y dominar en dichas materias.
7) Desarrollar un pequeño conjunto de aplicaciones interactivas, en Español y en Inglés, accesibles a la comunidad universitaria, para el aprendizaje de algunos temas de Resistencia de materiales, Cálculo de Estructuras, Cálculo dinámico y sísmico, Hidráulica Técnica y Mecánica de medios continuos. A diferencia de programas o "apps" que concluyen en una solución a modo de caja negra, esta propuesta se orienta al aprendizaje basado en "resolución de casos", que conlleva una interacción mayor con el usuario: le ayuda a comprender el significado práctico de algunos conceptos ocultos tras formulaciones complejas y a interpretar sus repercusiones físicas.

Por una parte, planteamos un sistema fácilmente aplicable que facilite realizar a los alumnos su trabajo autónomo fuera del aula, a la vez que pretende incrementar su motivación y participación en el aula. 
En las asignaturas de Grado se amplía el conjunto de tests (Socrative) para realizar online en el aula y en la fase online de las tutorías, que evalúe el grado de aprendizaje autónomo y el visionado del material encomendado para estudio individual.
Nuestra experiencia evidencia gran disparidad en el grado de adquisición de competencias entre los estudiantes de estas asignaturas de Master, parte de los cuales son extranjeros en régimen de movilidad. Consideramos que el uso de las TICs puede ayudar a buena parte del alumnado en el aprendizaje de dichas materias con la inclusión de estos recursos, utilizables en sus ordenadores, tablets o smartphones. Los recursos multipropósito incluyen aspectos multimedia para ayudarles con los conceptos, fundamentos o desarrollos que les suelen resultar complicadas habitualmente. Pueden aprender a su propio ritmo y elegir el idioma (Español o Inglés) de las apps. 
Por otra parte, planteamos mejorar la calidad del tiempo en el aula. Se prevén sesiones de evaluación por pares, de estudio dirigido y de evaluación de aprendizajes autónomos mediante la plataforma Socrative. Además del empleo de la tableta digital, estas herramientas pretenden cubrir una deficiencia en los recursos didácticos disponibles para los alumnos, de forma que puedan realizar el estudio y aprendizaje previo a las clases presenciales y así estas se puedan orientar en la modalidad de enseñanza "just in time", para consolidar el aprovechamiento académico. 
Se plantea establecer una experiencia piloto de tutorías en modo mixto con fines de nivelación y de ayudar a los aprendizajes de los alumnos que muestran mayores dificultades. Se prevén para grupos de entre 3 y 6 personas, con una primera fase online y una segunda presencial. Se emplean medios digitales (tablet) en la sesión presencial. De esta resultarán nuevos recursos electrónicos.

Fase I: programación de la base teórica de las prácticas y contenidos que debe incluir cada app de simulación. Una unidad didáctica versa sobre la simulación de la respuesta dinámica de un sistema de un grado de libertad ante imapctos y excitaciones de base. La otra sobre la respuesta de un pórtico de edificación ante acciones térmicas o movimientos impuestos en la sustentación. Duración prevista: 3 meses
Fase II: Realización de la primera app en MatLab (respuesta dinámica). Pruebas y ejecuciones preliminares. Puesta a disposición de un grupo reducido de alumnos para calibración, valoración y grado de adecuación a sus necesidades. Duración prevista: 2 meses
Fase III: aplicar el mismo proceso a la elaboración de la segunda app sobre pórticos de edificación. Interacción con el grupo reducido de alumnos para que la calibren la valores y planteen propuestas de mejora. Revisión de las primeras prácticas por si conviene mejorarla tras la elaboración de esta segunda. Duración prevista: un mes.
Fase IV: realización sobre plataforma Web de las prácticas interactivas de vigas continuas de dos vanos. Los alumnos tienen dificultades en comprender la transmisión de esfuerzos y su distribución. Se prevé emplear HTML 5 y JavaScript (Librería JQuery). Duración prevista: 3 meses.
Fase V: elaboración de 2 minivídeos para el material de trabajo en casa sobre preliminares para el estudio eficaz de la Resistencia de Materiales; de audioguías para las páginas web y para las presentaciones objeto del material de estudio individual fuera del aula. Duración: 2 meses
Fase V: Recopilación del material de imparticiones en la tableta digital (de clase y de tutorías); elaboración de encuestas entre los alumnos sobre su grado de utilización y aprovechamiento de estas herramientas en cuanto a competencias transversales, aprendizaje basado en competencias y apreciación y disposición del alumnado. Revisión de la adecuación del material multimedia. Elaboración del informe final. Duración: 4 semanas.

* Dos minivideos sobre aspectos esenciales preliminares para aprender Resistencia de materiales: uno sobre el cálculo y significado de las reacciones en la sustentación y otro sobre los conceptos imprescindibles o requisitos previos para poder entender y aprender la Resistencia de materiales.
* Cuatro Apps de MatLab/Octave: se elaborarán las apps en Español e Inglés, que simulan lo que los alumnos deben aprender a su ritmo y previamente a las clases. Dos versan, respectivamente, sobre los fundamentos de la respuesta de sistemas de un grado de libertad ante impactos y excitaciones en la base, preámbulo del estudio avanzado del comportamiento dinámico de estructuras (Master). Las otras dos abordan, respectivamente, el estudio de pórticos de edificación sometidos a acciones térmicas y a movimientos impuestos en la sustentación (Grado).
* Dos páginas web con problemas interactivos sobre vigas continuas de dos vanos: se codificará en entorno HTML 5 y JavaScript, ambos de dominio público), en Español e Inglés. El usuario asigna libremente datos, extrae resultados y accede a explicaciones intermedias y material complementario bajo demanda sobre la propia página web del problema.
* Videos cortos con cuestiones fundamentales que ayuden al aprendizaje del alumno según sus necesidades de nivelación. Audioguías para las páginas web y para las presentaciones objeto de estudio individual en casa.
* Recopilación del material impartido en el aula y en la parte presencial de las tutorías con la tableta digital, para su puesta a dispocición del alumnado como recurso digital complementario. Serán principalmente ficheros en formato PDF y HTML.
* Informe final, guías de usuario.

* Pruebas y verificaciones: durante la codificación de cada app y de las páginas web con problemas interactivos se contará con un grupo reducido de alumnos, para que emitan sus opiniones y propuestas de mejora.
Una vez terminada la codificación de cada práctica, podrán emitir un juicio sobre su usabilidad, eficacia y adecuación a sus necesidades de aprendizaje. Con los resultados obtenidos se plantearán posibles cambios y mejoras.
* Encuestas: Se harán encuestas tras las experiencias de evaluación por pares y de Socrative. Sus respuestas, junto con las de las encuestas que se harán al finalizar el semestre nos ayudará a reelaborar los aspectos que contribuyan a mejorar estos recursos de aprendizaje. Asimismo, se compararán los logros alcanzados por ellos con los de otros grupos que han aprendido por el método tradicional de clases presenciales.
* Indicadores de proceso: la percepción del profesor y las encuestas de cada actividad.
* Indicadores de resultados: al final de semestre, serán estudios comparativos.

Según se ha indicado, a la finalización del proyecto se dispondrá de:
- Dos minivideos sobre aspectos esenciales preliminares para aprender Resistencia de materiales: uno sobre el cálculo y significado de las reacciones en la sustentación y otro sobre los conceptos imprescindibles o requisitos previos para poder entender y aprender la Resistencia de materiales. Se prevé su uso como material de estudio autónomo.
- Cuatro apps interactivas, en Español e Inglés, codificadas en MatLab/Octave. Serán el núcleo de recursos para el modelo de aula invertida durante tres semanas del semestre reglado, en Grado y en Master.
- Dos problemas interactivos, con datos asignables por el usuario y resultados "ad hoc", codificado como página web libremente accesibles, sobre prácticas de vigas continuas de dos vanos, esencial para el aprendizaje de los fundamentos del tema en resistencia de Materiales y en Cálculo de estructuras.
- Al menos 10 tests de comprobación de aprendizajes autónomos, realizados en Socrative, para utlizar en resistencia de Materiales (ETSICCP, ETSIC, UJAEN y UDEP) y en Cálculo de estructuras (ETSIC, UJAEN, UDEP).
- Este material será de libre acceso para la comunidad universitaria antes enumerada. 
- Un informe final más una ponencia para presentar a un congreso sobre Aprendizaje e innovación educativa.

* Las aplicaciones antes citadas se pondrán a disposición del resto de la comunidad universitaria en la Web http://spade.caminos.upm.es y en Moodle
* Al menos una ponencia para presentar a un congreso sobre innovación educativa; miembros del equipo en años anteriores presentaron ponencias en congresos internacionales celebrados en España.
* Un informe final con instrucciones de uso de las apps, resultados de las pruebas entre los alumnos y conclusiones.

El coordinador de la propuesta participa como miembro activo en un equipo de innovación educativa que la Universidad de Piura (UDEP) inició hace cuatro años. Se pretende compartir el desarrollo y los recursos finales para puesta a disposición del equipo de la UDEP, coordinado por la profesora Isabel Chiyón Carrasco (isabel.chiyon@udep.pe), Decana de la Facultad de Ingeniería. Se ha incorporado desde hace un año el profesor Fernando Suárez Guerra, de la Universidad de Jáen (Departamento de Mecánica de Medios Continuos y teoría de Estructuras)