El rápido avance de la ingeniería en áreas tan relevantes como la robótica, la inteligencia artificial o la ciberprotección supone un gran reto para la docencia universitaria. Los alumnos de los programas más avanzados y especializados (como los másteres universitarios o títulos de experto) deben adquirir competencias que, si bien pueden formularse de forma general en las memorias de los planes de estudio, en la práctica deben estar soportadas e implementadas mediante tecnologías concretas. La selección de dichas tecnologías debe hacerse buscando tanto que las competencias puedan trabajarse de forma asequible por parte de los alumnos, como que éstas resulten de valor en el mercado laboral actual. En las asignaturas de grado se tiende a emplear tecnologías muy consolidadas (muchas veces incluso desactualizadas) pero con rápidas curvas de aprendizaje.  El reto aparece, sin embargo, cuando desde ese punto se deben abordar en los programas de máster tecnologías cada vez más complejas, de carácter transversal, profunda simbología abstracta y corto tiempo de maduración.

Por otro lado, el claro enfoque vertical de los planes de estudios hace terriblemente difícil abordar áreas del conocimiento tecnológico de carácter horizontal. Es el caso de las soluciones de ciberprotección, que se abordan “troceadas” en diferentes asignaturas como si se tratase de “mejoras” sobre las soluciones básicas. En este contexto, resulta muy complicado que los alumnos adquieran competencias relevantes en esta área, dado que la estructura en la que las competencias en cuestión se reparten por el plan de estudios no es necesariamente incremental ni obedece a las necesidades de este conocimiento. Todo lo contrario, con este diseño curricular, los alumnos tienen serias dificultades para asimilar el enfoque horizontal de las tecnologías de ciberprotección, que abarcan desde los modelos matemáticos hasta las aplicaciones de usuario más gráficas.

Finalmente, tres circunstancias agravan todavía más la situación. Primero, la diversidad formativa de los estudiantes que acceden a los másteres, que suelen tener origen diverso y, por tanto, carecen de un marco de competencias concreto (establecido en algún plan de grado) que se pueda tomar como referencia y punto de partida. Segundo, la escasez y elevado precio de los recursos necesarios para trabajar competencias de alto nivel en la pirámide de Bloom (evaluar, diseñar, etc.) relativas a tecnologías de ciberprotección de última generación, impide que los alumnos dispongan de infraestructura en sus domicilios para realizar tareas de forma personal; a la vez que los recursos de los centros sufren una alta demanda y solo suelen estar disponibles durante el horario oficial de la asignatura (habitualmente entre 2 y 4 horas a la semana para programas presenciales, y apenas unas 20h al semestre para másteres semipresenciales). Y tercero, y último, la frustración de los alumnos al comprobar como su formación (desestructurada en el área de la ciberprotección) les impide acceder de forma competitiva a una de las bolsas de empleo más importante en el medio plazo (como pueda ser la relativa a la ciberprotección) [1].

Para abordar esta situación de forma integral, este proyecto tiene por principal objetivo el despliegue de una experiencia piloto (que se extenderá, al menos, durante tres cursos académicos). La experiencia consistirá en la creación de un itinerario formativo en al área de la ciberprotección, constituido a partir de los contenidos parciales relativos a esta área que se localizan en varias asignaturas de titulaciones de grados y máster oficiales en la Universidad Politécnica de Madrid. Para poder estructurar el itinerario, y darle coherencia global, los materiales de cada asignatura se diseñarán como micro-contenidos (especialmente píldoras educativas en vídeo). Todos estos contenidos (que serán grabados y editados en el contexto del proyecto), además de en las propias plataformas de las asignaturas correspondientes, estarán disponibles en una nueva plataforma (preferentemente Moodle) junto con el resto de contenidos y materiales sobre ciberprotección, de forma que se construya un itinerario horizontal coherente a partir de los contenidos parciales. Además de vídeos de píldoras educativas, la plataforma incorporará también actividades interactivas pata trajar las competencias en ciberprotección como un aula virtual en el sistema picoCTF [2].

A esta nueva plataforma tendrán acceso todos los alumnos implicados, independientemente de la asignatura oficial de la que provengan. Aquellos alumnos de másteres oficiales semipresenciales que lo precisen podrán utilizar el itinerario como mecanismo de nivelación y trabajo personal, que les permita alcanzar el nivel de partida establecido para el área de ciberseguridad en su plan de estudios. Además, los alumnos de grado que lo deseen podrán utilizar los materiales para avanzar en el estudio de estos contenidos, más allá de los exigido en los planes de estudio. Esto les debe permitir, al obtener el título de grado, haber podido trabajar las competencias de ciberprotección más demandadas por las empresas; aunque estas no estén expresamente recogidas en sus titulaciones.   

De la misma manera, con el fin de maximizar el contenido práctico de las asignaturas, y el tiempo que los alumnos disfrutan de las infraestructuras y materiales disponibles, los contenidos grabados serán empleados en cada asignatura para impartir los temas relativos a la ciberprotección en la metodología de aula invertida. Los alumnos podrán trabajar las píldoras educativas en el hogar, de forma que en el horario presencial oficial se pueda dedicar el tiempo total establecido a trabajar con los equipos y tecnologías disponibles en los laboratorios; todo en un contexto de debate crítico.  Para considerar todos los escenarios, se incluyen en este proyecto, también, programas semipresenciales.    

El proyecto tendrá un enfoque transversal, pues incluirá tanto asignaturas especialmente centradas en la seguridad y protección, como diferentes asignaturas de aplicación (donde la ciberprotección no es un tema central), como el Internet de las Cosas o la Geoinformática.

El aprendizaje de los alumnos será finalmente evaluado mediante una discusión y presentación técnica a cerca del trabajo realizado, en la que podrán participar todos los alumnos y profesores implicados, de diferentes asignatura y titulaciones. El objetivo es que los alumnos sean capaces de justificar de forma razonada los diseños y decisiones de ciberprotección realizados, teniendo en cuenta todos los puntos de vista posible (para lo cual se requiere la participación de profesores y alumnos de las diferentes asignaturas en una sesión conjunta). Se prevé la evaluación mediante un sistema colectivo basado en rúbricas, donde los profesores tendrán un voto de calidad; en unos parámetros que se estudiarán y definirán en el contexto de la ejecución del proyecto.

Con esta nueva aproximación, no solo se trabajan las competencias específicas del área, sino que también se refuerzan fuertemente algunas de las competencias transversales de la Universidad Politécnica como:

• Trabajo en equipo: Se prevé que los laboratorios los alumnos puedan formar equipos para realizar sus prácticas y diseños; si bien el trabajo en el hogar es personal.
• Análisis y síntesis: Especialmente a nivel de máster, los alumnos se enfrentarán a problemas reales, de forma segura y desasistida, aunque siempre contarán con la guía del profesor para responder sus dudas
• Uso de las TIC: Al integrar herramientas tecnológicas muy actuales y demandadas

[1] https://www.larazon.es/economia/se-buscan-expertos-en-ciberseguridad-por-32640-euros-al-ano-MG25328598/

[2] https://2018game.picoctf.com/

• Mejorar los resultados de aprendizaje de los estudiantes en el área de la ciberprotección, especialmente a nivel de máster y en asignaturas donde estudiantes de muy diferentes nivel formativo convergen
• Integración de nuevas tecnologías de gestión del aprendizaje en asignaturas de grado y máster; como las aulas interactivas
• Contribuir al fomento del aprendizaje autónomo y flexible, especialmente en los alumnos de máster
• Mejorar la formación y adquisición de competencias por parte de los estudiantes, en relación con una de las áreas y temáticas más demandadas por el mercado de trabajo actual: la ciberprotección
• Elaborar micro-contenidos digitales (principalmente píldoras educativas en video) relativos a la ciberprotección
• Promover un aprendizaje y trabajo en grupo de los alumnos con un enfoque transversal, donde se realicen discusiones críticas donde participen diferentes puntos de vista.
• Mejorar la formación de los alumnos en competencias trasversales básicas en el contexto actual: trabajo en equipo, uso de las TIC, etc.

Con este proyecto se pretende, en general, mejorar los resultados de aprendizaje de los alumnos en al área de la ciberprotección. De forma más concreta, evaluaremos nuestra contribución a este objetivo y a la mejora de la calidad mediante las siguientes métricas:

• Mejorar los indicadores de las asignaturas de ciberprotección, especialmente en programas de máster y titulaciones de carácter semipresencial. Esto incluye: tasa de asistencia, tasa de superación y tasa de abandono.
• Mejorar los resultados académicos de los estudiantes en los temas relativos a la ciberprotección en las diferentes asignaturas involucradas
• Mejorar la satisfacción de los estudiantes en las asignaturas afectadas, según las encuestas semestrales llevadas a cabo por la Universidad Politécnica de Madrid.
• Reducir la dispersión de los resultados académicos y de logro en las asignaturas, especialmente de máster, como síntoma de una mayor homogeneidad y nivelación del alumnado.
• Aumentar el nivel de adquisición de competencias de alto nivel según la taxonomía de Bloom. Para ello, se realizarán pruebas prácticas y presentaciones técnicas, en un ambiente de debate
• Mejorar el aprendizaje transversal de los estudiantes, medido como su capacidad para aplicar las competencias adquiridas en diferentes escenarios y de forma colaborativa con alumnos con diferente formación. Para implementar esta mejora, la sesiones prácticas y de presentación técnica tendrán participación de profesores y alumnos de todas las asignaturas involucradas.
• Profundizar el trabajo de las competencias transversales propuestas por la Universidad Politécnicas de Madrid. Para evaluar esta mejora se utilizarán diversos mecanismos de heteroevaluación, autoevaluación y evaluación entre iguales.  

Las fases de desarrollo y sus acciones son las siguientes:

Fase 1: Diseño de la experiencia educativa piloto. Selección de los contenidos sobre ciberprotección, diseño de la temporización, mecanismos de evaluación y encaje en la planificación de las diferentes asignaturas (1 meses). Durante esta fase, los docentes involucrados y los responsables de las diferentes asignaturas seleccionarán los contenidos sobre ciberproteccón, objeto de su integración en el nuevo itinerario formativo. Además, se adaptará la programación de las asignaturas, su evaluación y su guía de aprendizaje, a las propuestas de esta experiencia; como pueda ser el uso del aula invertida, el aumento del contenido práctico y las sesiones de discusión y evaluación.

Fase 2: Creación de los micro- contenidos (2 meses). Durante el tiempo que se extienda esta fase, el equipo docente involucrado creará los micro-contenidos necesarios para construir el itinerario. En especial, se procederá a la grabación de las píldoras educativas en vídeo, para lo que se solicitará la ayuda técnica del Gabinete de Telecomunicación (GATE).

Fase 3: Construcción del itinerario formativo, integración de los micro-contenidos y los materiales interactivos (1 mes). Durante esta fase se desplegará la plataforma en la que se organizarán y dispondrán los micro-contenidos desarrollados previamente, junto con otros materiales interactivos, como juegos o aulas virtuales. La organización de los contenidos seguirá una planificación coherente y detallada, que también se ofrecerá en la plataforma a modo de introducción. Para esta plataforma se valorarán las tecnologías existentes, siendo la predilecta a la fecha actual la plataforma Moodle, bien mediante un curso alojado en las plataformas oficiales de la universidad, bien mediante el despliegue de una plataforma propietaria.

Fase 4: Desarrollo de la actividad docente, acorde a la planificación prevista (4 meses).  Llegados a este punto, se prevé el comienzo de la actividad docente en el segundo semestre del curso 2019/20, durante el cual se impartirán los contenidos, mediante la metodología de aula invertida y dando acceso a los alumnos a los micro-contenidos del itinerario formativo desplegado en la plataforma.

Fase 5: Evaluación y conclusiones (1 mes). Al final del proceso se realizarán las labores de medida y valoración de los indicadores de logro, y la consecución de objetivos y la mejora en la calidad prevista. No obstante, se prevé realizar la experiencia durante al menos tres cursos académicos consecutivos para valorar de manera más adecuada los resultados obtenidos. Se generarán las publicaciones correspondientes para difundir la experiencia.

Se requerirá de equipamiento informático genérico para generar los micro-contenidos y para realizar los trabajos de despliegue y mantenimiento de la plataforma que contendrá el itinerario formativo en ciberprotección.  Se necesitará, también, el material consumible y fungible que deba emplearse para realizar los prototipos, informes, etc. previstos y necesarios para el desarrollo del proyecto. Se hará uso de documentación científica específica sobre los temas de trabajo. Respecto de los micro-contenidos, esperamos la colaboración técnica del GATE para hacer viable su realización con una calidad aceptable.

Como primer gran conjunto de material docente, se generará un cuerpo de micro-contenidos, consistentes básicamente en píldoras educativas en vídeo, que formarán un itinerario formativo en ciberprotección coherente y vertical: desde los fundamentos tecnológicos hasta la aplicación. Dichos micro-contenidos podrán quedar a disposición de cuantos docentes deseen sumarse a la iniciativa en años posteriores.

Además, se generarán nuevos materiales didácticos sobre prácticas en laboratorio, sistemas de evaluación, rúbricas y gestión de grupos; que permitan desarrollar la experiencia de aula invertida en las diferentes asignaturas y durante las sesiones conjuntas. Todo este material, podrá también ser distribuido a modo de guía o descripción de la experiencia, si todos los autores involucrados aceptan tal extremo.

Finalmente, se generará una plataforma estructurada en la que se alojará un itinerario formativo en ciberprotección; a la que podrán obtener acceso todos los estudiantes interesados. Se valorará, igualmente, la difusión de este itinerario de forma divulgativa en los años posteriores, si la experiencia tiene éxito.

Para realizar el seguimiento del proyecto se van a implementar ciclos de trabajo de duración semanal o quincenal (según la fase de ejecución en la que nos encontremos), en las que cada participante debe describir los avances realizados desde la última reunión, los posibles inconvenientes encontrados, las correcciones planteadas y una previsión de avances para el periodo siguiente. A fin de poder coordinar las acciones de todo el personal docente involucrado, se emplearán herramientas de gestión como gestión como paneles Kanban.

Una vez finalizada la experiencia docente piloto, se prevé una fase de evaluación final en la que se evalúe la consecución de objetivos mediante encuestas a profesores y alumnos sobre el desarrollo de la misma. Este último mecanismo de evaluación se desarrollará de forma adicional y al margen de todos los mecanismos de medida ya considerados y descritos anteriormente; y que básicamente consisten en métricas y evidencias de logro oficiales (establecidas por la propia universidad), y por tanto no sesgadas por el propio equipo docente. A saber:

• Encuestas oficiales de la Universidad Politécnica de Madrid
• Resultados académicos del alumnado
• Resultados de pruebas de evaluación transversal, entre pares, etc.
• Resultados de adquisición de competencias

De esta manera, se proporcionarán como evidencias de logro los resultados estadísticos de las encuestas realizadas por los alumnos, así como el resumen estadístico de sus resultados académicos, y los diferentes indicadores de asignatura oficialmente establecidos (tasa de superación, de asistencia, etc.). Se adjuntará, si la legislación lo permite, los resultados particulares de pruebas sobre las competencias adquiridas.

• Micro-contenidos en forma de píldoras educativas en vídeo y otros materiales interactivos.
• Plataforma para la realización de un itinerario formativo en ciberprotección
• Guías de conclusiones, buenas prácticas, recomendaciones, etc. sobre las sesiones conjuntas para fomentar el aprendizaje transversal de los alumnos
• Informes sobre la experiencia realizada, en formato de artículo científico, resumiendo los resultados obtenidos y las principales conclusiones; así como las líneas de acción futura
• Guiones de práctica para experiencias de aula invertida el área de la ciberprotección.

Tal y como anteriormente se dijo, todos estos materiales, previa autorización de todos los autores involucrados, podrán ser transferidos, primero a todos los docentes de la UPM que deseen unirse a la experiencia; y posteriormente se valorará una transferencia externa de carácter divulgativo. El objetivo final será que el itinerario de enriquezca con las aportaciones de otros docentes que también trabajen temario relativo a la ciber protección, que tenga casos de uso de interés, etc.

Todos los productos obtenidos en el proyecto, podrán (llegado el caso) ser distribuidos como material divulgativo si todos los autores involucrados así lo autorizan.

Por otro lado, los resultados del proyecto serán difundidos a través de la realización de comunicaciones en congresos y revistas de prestigio, de ámbito nacional e internacional. La selección particular de las mismas dependerá, mayormente, de la situación editorial que se configure al final de la ejecución del proyecto, buscando siempre el mayor impacto. A modo de ejemplo, se han revisado las siguientes conferencias:

• International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET): http://www.online-journals.org/index.php/i-jet/
• IEEE Revista Iberoamericana de Tecnología de Aprendizaje: http://rita.det.uvigo.es/
• ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference: http://fie2016.org/  
• IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies: http://lttf.ieee.org/node/59
• WorldCIST: http://www.worldcist.org/

Se realizarán colaboraciones con diferentes escuelas de la UPM (entre las que destacan ETSI. Topografía, ETSI. Telecomunicación y ETSI. Sistemas Informáticos), a fin de poder abordar un aprendizaje y proyecto transversales. Dicha colaboración se sustentará igualmente, en la colaboración de dos Grupos Consolidados de Innovación Educativa. Así como de profesores pertenecientes hasta a tres áreas de conocimiento diferentes.

A nivel externo, se valorará colaborar con el Instituto Torres Quevedo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, centrado en la divulgación de técnicas de ciberprotección mediante investigación, cursos, seminarios, etc.