Introducción

La perspectiva del paradigma cognitivo, desde el punto de vista de la psicología educativa, analiza las competencias que posee el alumno para aprender y resolver problemas. Para lograr esas competencias, que se adquieren eligiendo la estrategia más adecuada en el proceso de aprendizaje, es necesario considerar: cómo incentivar la atención y la retención de la información que se transmite al alumno, como trabajar las bases de conocimiento ya adquirido para aplicarlas en el nuevo, como llevar a cabo el proceso formativo y, especialmente, como incorporar las experiencias vividas en su formación.

De las diferentes estrategias de enseñanza que permiten incorporar nueva información y formación al conocimiento ya existente en el alumno, el aprendizaje por descubrimiento utiliza el principio de asimilación de la nueva información a la estructura que ya tiene el alumno, considerándose un importante aprendizaje en el que los contenidos se relacionan con los conceptos y principios como, por ejemplo, a través de procedimientos.

Entre estos procedimientos se encuentra el método científico, como aprendizaje cognoscitivo en el que el alumno razona, procesa la información y genera una respuesta o solución. En este aprendizaje el alumno experimenta diferentes emociones y emplea diversas herramientas específicas del método científico que favorecen el desarrollo conjuntivo a través del cual genera nuevas maneras de comprender y analizar los conocimientos que son nuevos y, a priori difíciles de entender. Este procedimiento supone una ventaja frente a otros directos desde el profesorado hacia el alumno, que es quien busca respuestas a diversas incógnitas que limitan la posibilidad de comprender el contexto que le rodea y así progresar en su formación.

El científico en su actividad profesional aplica el método de un modo ordenado en su proceso para llegar a un resultado un fin determinado, que se logra cuando se descubre la verdad y se sistematizan los conocimientos, es decir es un método usado principalmente la producción de conocimiento en las ciencias. Trasladando este proceso al descubrimiento y sistematización del conocimiento en el alumnado el objetivo es producir conocimiento que se asimile en la formación del alumno.

Igualmente, frente al conocimiento común de carácter eminentemente subjetivo, práctico, basado en la creencia o experiencia, y en ciertas ocasiones por ende inexacto, la aplicación del método científico en el proceso formativo se focalizará hacia un conocimiento objetivo, tanto práctico y teórico, de una forma precisa y utilizando un lenguaje técnico de carácter universal, y basado en la comprobación, que refuerce la forma de pensar del alumnado frente a los problemas científicos técnicos que se le puedan plantear en el futuro profesional, desde la forma en la que se plantea las preguntas que se formulan hipótesis hasta que estas son validadas o refutadas, y como se llega a ello.

La proyección de la labor profesional y científico al ámbito educativo universitario o enseñanza basada en la investigación es la enseñanza a través de experiencias prácticas significativas y reales en la investigación: los estudiantes son investigadores y hacen preguntas complejas, buscan respuestas haciendo investigaciones e informan sobre su viaje de investigación. El nexo enseñanza-investigación puede verse como un continuo sin relación entre la enseñanza y la investigación en un extremo y una relación completa - enseñanza = investigación - en el otro extremo.

Con esta proyección se pretende que las universidades pueden mejorar la relevancia de su educación y pueden preparar mejor a los estudiantes para estudios de seguimiento y para las nuevas y emergentes demandas científico técnicas del mercado laboral en el siglo XXI. Además, un entrelazamiento cercano de la enseñanza y la investigación fortalece su identidad. Los profesores pueden ayudar a los estudiantes al involucrarlos en la investigación para desarrollar mejor las competencias altamente valoradas. Una enseñanza más basada en la investigación también puede hacer que la enseñanza sea más atractiva para los alumnos y puede hacer que la enseñanza sea instrumental para la propia investigación de los profesores. La mejora de la enseñanza y el aprendizaje en relación con la calidad y la relevancia es una prioridad en la agenda de las universidades europeas (Asociación Europea de Universidades, 2016). Una de las ambiciones de muchas universidades es acercar las dos actividades académicas básicas -educación e investigación- e integrar la investigación en la enseñanza más que hasta ahora.

Lo que aquí se describe tiene diferentes denominaciones en la literatura. Las nociones más "frecuentes" son: "nexo enseñanza-investigación", "enseñanza e investigación entrelazadas" y "enseñanza basada en la investigación", que es una de sus denominaciones definitivas, junto con la "enseñanza comprometida con la investigación", el "aprendizaje intensivo de investigación", el "aprendizaje basado en la investigación" o ABI (Aditomo, et al., 2013; Kinkead, 2003).

Es importante, a la hora de aplicar este proceso en el alumnado, tener en cuenta que el nexo enseñanza-investigación toma forma de varias formas. Los estudiantes pueden aprender de, sobre y a través de la investigación (Hodson, 1992) lo que presentados varias posibles vertientes:

Aprender de la investigación significa que los estudiantes adquieren conocimientos de importantes teorías e investigaciones en sus campos de disciplina.

Aprender sobre la investigación significa que los estudiantes adquieren conocimientos sobre métodos y técnicas de investigación en cursos, métodos y técnicas de investigación y/o en laboratorios de investigación.

Aprender a través de la investigación significa que los estudiantes adquieren el conocimiento de su disciplina haciendo investigación ellos mismos.

A la hora de tener en cuenta la actitud del alumnado frente a cada una de ellas, los comportamientos pueden ser igualmente diversos entre la enseñanza "dirigida por la investigación", "orientada a la investigación", "tutelada por la investigación" y "basada en la investigación". Healey (2005) hizo esta distinción sobre la base de dos dimensiones: el enfoque de la investigación - contenido versus proceso - y el papel de los estudiantes - estudiantes como audiencia versus estudiantes como participantes:

• En la enseñanza 'dirigida por la investigación' el énfasis está en el contenido de la investigación y los estudiantes son sólo una audiencia.
• En la enseñanza "orientada a la investigación", el enfoque se desplaza en la dirección de los procesos de investigación, pero los estudiantes siguen siendo sólo una audiencia.
• En la enseñanza 'tutelada por la investigación', los estudiantes son participantes, pero el enfoque se centra sólo en el contenido de la investigación.
• En "la enseñanza basada en la investigación, los estudiantes participan y se centran en los procesos de investigación.

Con lo cual la forma la que intervienen los alumnos depende mucho de cómo se establezca el proceso dirigido, orientado, tutelado, basado, lo cual a su vez dependerá del grado de madurez cognitiva del alumnado. Así, las percepciones de los estudiantes sobre el nexo enseñanza-investigación reflejan la cuádruple distinción entre enseñanza "dirigida por la investigación", "orientada a la investigación", "tutelada por la investigación" y "basada en la investigación". En un estudio cualitativo, los estudiantes de primer año de licenciatura que cursan estudios en las artes, las humanidades y las ciencias sociales experimentan la investigación de cuatro maneras distintas. La investigación como "recopilación de información" y "exploración de las ideas de los demás" se asociaba con el aprendizaje mediante la participación independiente con una base de conocimientos. Y en cursos superiores, la investigación se percibía como "evidenciar y desarrollar las propias ideas de los estudiantes" y "hacer descubrimientos", asociándose con un sentido emergente de participación en la construcción del conocimiento, entendido como el potencial para aportar algo personal o nuevo a un área de estudio.

Las consideraciones materiales y temporales establecidas en la convocatoria de los proyectos de innovación educativa nos permiten llegar a una implantación de esta metodología sobre varios conjuntos de asignaturas de primer, segundo ciclo y master, aunque comprendemos que el logro ideal sería que su implantación se llevará a cabo sobre todo el plan de estudios. Por esas consideraciones hemos priorizado algunas asignaturas que puede actuar de manera interconectada consiguiendo abarcar un mayor número de pasos o etapas del método científico y que pueden ser resumidos en:

• paso 1, formulación de una pregunta
• paso 2, observación
• paso 3, formulación de hipótesis
• paso 4, experimentación
• paso 5, análisis de datos
• paso 6, interpretación, discusión de los resultados
• paso 7, conclusiones, aceptar o rechazar la hipótesis
• paso 8, difusión de los resultados y conclusiones

El aprendizaje de conocimientos en el campo de las Ciencias de la Tierra (desde los fundamentos geológicos, gemorfológicos, geodinámicos, etc. hasta su utilización para la prospección y explotación de yacimientos, planificación y control de obras o evaluación para mitigar los riesgos provocados en la población debidos a los peligros geológicos) requiere, además de un compendio teórico y conceptual, de una habilidad que, fundamentalmente, se consigue con la práctica en la Naturaleza para entender, identificar o reconocer rocas, formas, estructuras, etc. Por consiguiente, su enseñanza en todas las disciplinas de esta rama de la ciencia, requiere la realización de prácticas en campo, combinadas con prácticas de laboratorio, además del debido trabajo en gabinete de estudio.

Además, la asimilación de este conocimiento mejora si no sólo se limita a la atención a una lección magistral, sino a la observación y, sobre todo, a la puesta en práctica. Los aprendizajes basados en la experimentación generan conocimientos más profundos. Este es el punto de partida de la metodología Aprender haciendo o Learning by Doing que favorece la creatividad, el espíritu crítico y la motivación en el alumno de una forma activa, lo cual se integra directamente con la metodología que se propone en este proyecto a aprendizaje basado en la investigación, una investigación que se activa a través de la práctica, trabajando en el día a día sobre una línea que fomenta la creatividad, el pensamiento y espíritu crítico, generando un aprendizaje más profundo al partir de una situación, una pregunta o un problema que ‘obliga’ al alumnado a dominar determinados contenidos para proporcionar una respuesta adecuada y aprender mejor. De hecho, de acuerdo con Sáenz y Mas (1979) el porcentaje de retención por los estudiantes es muy superior si el aprendizaje está acompañado por la realización de prácticas, ascendiendo hasta un 90%, respecto a una retención del 10% de lo que leen, o 20% de lo que escuchan.

Asimismo, el conocimiento queda asentado de forma más efectiva cuando la metodología empleada es participativa, siendo el alumno algo más que un mero receptor pasivo de las enseñanzas impartidas por el docente (Adam, 1987; Machemer y Crawford, 2007)

Realidad del alumnado sujeto en la ETSI Minas & Energía

El perfil del alumnado de los grados es dispar entre el GIE (Grado Ingeniero de la Energía) y los otros tres grados GIG+GITM+GIRECE (Grados en Ingeniería geológica, Ingeniería en Tecnologías mineras e Ingeniería de los Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos. En el GIE la gente en general está motivada y es responsable, con unos buenos resultados académicos en la ESO y Bachillerato, por ejemplo, en el curso 2015-16 accedieron a los estudios superiores con una nota de corte de 9,051. En los otros grados de entrada común no existe nota de corte y por tanto, los niveles entre los alumnos son dispares con alumnos excelentes y alumnos con peores calificaciones en el instituto y EVAU. A pesar de ello, un hecho muy interesante es poder aplicar esta metodología en grados tan dispares, GIE y GIG+GITM+GIRECE. Además, existen dos grupos por grado pudiendo servir uno de ellos de control, con lo que se eliminan del estudio otros efectos como el cambio de nota de corte (selectividad) y de año en si (tanto por alumnado como por el profesorado). Los exámenes por evaluación continua, así como por evaluación final, serán comunes para los dos grupos (GIE por un lado y GIG+GITM+GIRECE por otro), realizados el mismo día en la misma aula, para poder contrastar y evaluar el desarrollo de la metodología aplicada. Notar que los ejercicios que se realizarán durante el curso serán los mismos en ambos grupos, aunque por razones evidentes en la nueva metodología propuesta se realizarán más problemas en clase. Estos problemas extras se dejarán resueltos a disposición de los alumnos del grupo de control en MOODLE.

Los alumnos que cursan las asignaturas del Máster de Ingeniería Geológica y el Máster de Minería Sostenible vienen fundamentalmente de Sudamérica o Centroamérica, aunque también hay alumnos españoles, los que menos, y en el segundo es probable que a partir de este año lleguen alumnos de universidades europeas gracias al convenio firmado que lo internacionaliza. Hasta el momento, el perfil de este alumnado es de gente con cierta experiencia laboral y que desea mejorar y desarrollar sus habilidades, ya sea para buscar un puesto nuevo o para ascender donde están. En este caso la motivación e involucración de los alumnos podemos afirmar que viene de “casa”. Por tanto, el aplicar esta metodología servirá más que para ayudarles a mejorar en sus conocimientos, a que se capaciten en una competencia integral, por lo social y académico que conlleva: el método científico, permitiéndoles poder aplicar los que han aprendido o aprendan y que en el resto de Europa se demanda, para aplicar o incluso transmitir, cuando se incorporen a la empresa, o bien, de pleno uso, si continúan con los estudios de doctorado.

Asignaturas para la aplicación

Las asignaturas del primer ciclo, común a las titulaciones de ingeniero de la energía y de los grados de ingeniero geólogo, ingeniero de tecnologías mineras, e ingeniero de los recursos energéticos, combustibles y explosivos, del segundo curso elegidas para incorporar el método científico en sus primeras fases son geología y geomática, del primer y segundo semestre, respectivamente las que se trabajan conjunta y secuencialmente. Se propone realizar en éstas un aprendizaje apoyado sobre la línea de investigación que se desarrolla en un proyecto, a realizar en 4 fases. Los alumnos podrán optan a sumar 2 puntos adicionales en la nota final de la asignatura, siempre que la hayan aprobado.

Para esta pareja de asignaturas del primero ciclo, habida cuenta de que es probablemente la primera vez que los alumnos se enfrentan a una metodología de trabajo que va más allá de la secuencia que vienen aplicando en toda su actividad curricular de clase-estudio-trabajo/examen, los pasos del método científico comprendidos para su trabajo son del primero (formulación de una pregunta) al cuarto (experimentación), con una penetración parcial en el octavo para que los resultados logrados se plasmen en algo material visible entre ellos y para los cursos venideros. Que los resultados reflejados no no sean exclusivamente del contenido académico en las asignaturas, sino también procedimentales ya que se pedirá que plasmen explícitamente en los resultados cuál ha sido el procedimiento seguido, la gua o plan procedimental, lo cual reforzará su autoestima en cuanto a sus posibilidades de éxito con la nueva experiencia y dejará constancia por escrito de los pasos seguidos, con el consiguiente refuerzo para el aprendizaje metodológico.

Con el ánimo de no abrumar al alumno, y reducir la posible frustración por el desconocimiento e incapacidad de adaptarse a una forma de trabajo, se intentará que sea un proceso de integración y asimilación paulatina y cuya necesidad de continuidad (en cuanto al cómo) vaya surgiendo de forma natural en ellos, más que sea organizado e impuesto desde el profesor. Es decir que sea el alumno el que demande la continuidad y no el profesor ejercerá en estos primeros pasos una labor más de orientación y tutela y proyectando hacia asignaturas que cursarán más adelante, pero no muy alejadas en el tiempo, en las que la enseñanza se pueda basar plenamente en la investigación.

Para su desarrollo se intentará que los alumnos tomen una actitud proactiva, aunque inicialmente se espera que la enseñanza sea más dirigida y orientada a la investigación, al tratarse de alumnos del primer ciclo, lo que no quita que el profesorado que intervenga tenga altas expectativas, lo cual puede traducirse en una motivación adicional al alumnado y por lo tanto que en algún caso se llegue a una enseñanza tutelada por la investigación.

El desarrollo se llevará a cabo siguiendo las siguientes fases:

1.- reflexión sobre la pregunta planteada para determinar el plan para la forma de proceder. Una pregunta ejemplo puede ser “¿existe evidencias de variaciones en en la calidad de las aguas y en la posible contaminación de los acuíferos subterráneos causadas por las aguas superficiales?, para, a continuación, formular una serie de hipótesis relativas al posible efecto.

2.-Salida de campo a una laguna efímera de Cuenca para medición de parámetros (temperatura conductividad, pH, etc.) en el agua superficial. Asimismo, los alumnos medirán estos parámetros, junto con la profundidad del nivel freático en piezómetros situados alrededor de la laguna, con el objeto de realizar la comparativa con las características de las aguas subterráneas.

También recogerán muestras de agua y sedimento de acuerdo a los protocolos correspondientes, que se almacenarán en recipientes adecuados para su análisis posterior en laboratorio.

Para preparar esta campaña de campo, y observar en un área geográfica distintas variables geológicas, geoquímicas es necesario construir un SIG donde poder relacionarlas espacialmente. En la asignatura de Geomática se llevará a cabo el diseño y creación de un SIG para gestionar las observaciones realizadas en el campo. En primer lugar, se integrará en el SIG toda la información topográfica e imágenes aéreas y satelitarias necesarias para diseñar las campañas de observación y toma de datos en el campo. Datos que se integrarán en el SIG. Estas labores se realizarán con herramientas SIG en portátiles o teléfonos y se compartirán los datos con herramientas web. El objetivo en esta asignatura es que el alumno asimile que cualquier investigación que se realiza en el campo y que conlleve datos espaciales es necesario trabajar con herramientas de SIG que forman para de las herramientas que proporciona la Geomática.

3.-Se pretende que los alumnos realicen la preparación y análisis de las muestras en laboratorio para determinar el contenido en aniones (sulfatos, cloruros, nitratos, fosfatos).

4.- En la asignatura de Geomática se llevará a cabo el diseño y creación de un SIG para gestionar las observaciones realizadas en el campo. En primer lugar, se integrará en el SIG toda la información topográfica e imágenes aéreas y satelitarias necesarias para diseñar las campañas de observación y toma de datos en el campo. Datos que se integrarán en el SIG. Estas labores se realizarán con herramientas SIG en portátiles o teléfonos y se compartirán los datos con herramientas web. El objetivo en esta asignatura es que el alumno asimile que cualquier investigación que se realiza en el campo y que conlleve datos espaciales es necesario trabajar con herramientas de SIG que forman para de las herramientas que proporciona la Geomática. En esta asignatura se utilizarán las herramientas SIG como herramientas de almacenamiento y visualización de datos espaciales.

Con los datos de campo, los resultados de los análisis y su representación cartográfica los alumnos estarán en disposición de preparar la descripción del proceso seguido, que se pretenderá se plasme en forma de póster o infografía. De esta manera aprenderán a mediante un trabajo en equipo, organizar una serie de ideas que combinando texto y figuras producen un resultado tangible visualmente interesante y motivante no sólo para el resto del grupo sino para los grupos de cursos futuros. Con la infografía o poster los alumnos pueden explicar de manera visual algunos temas. Se trata de que analicen lo aprendido, lo sinteticen y lo muestren de manera sencilla con datos e imágenes. Easel.ly y Piktochart son dos herramientas sencillas con versión gratuita y libre para realizar infografías.

Las asignaturas escogidas para el segundo ciclo corresponden a la titulación del grado de ingeniero geólogo, siendo la concatenación de geoquímica, en el primer semestre del tercer curso, SIG y teledetección del primer semestre cuarto curso y, finalmente, yacimientos del primer semestre en el cuarto curso, todas ellas obligatorias. Esta cadena de asignaturas se conectará con la asignatura de yacimientos del master universitario de minería sostenible. La investigación sobre el que van a trabajar los alumnos, se vertebra desde la asignatura de Yacimientos y consta básicamente en encontrar un yacimiento mineral rentable para su explotación a cielo abierto o subterráneo, cuestión que quedaría trabajada como primer paso del método científico.

La asignatura de Yacimientos está dividida en 2 partes, una primera fase de teoría sobre génesis y formación de yacimientos, mientras que la segunda versa sobre la exploración de los mismos. La fase de “exploración” consta de 2.4 créditos (sobre 6 totales). Durante esta fase los alumnos van a realizar 2 tareas principalmente, cada una de ellas llegará hasta un paso distinto en el método científico considerando que tienen un grado de madurez cognitiva ligeramente superior a los alumnos del primer ciclo y que eso les puede permitir llegar, manteniendo las altas expectativas, al menos al paso 5 y 6 del método.

1. Observación: rotación de situaciones y hechos que se producen en un campo de estudio, en este caso el análisis económico de empresas mineras. Para ello, los alumnos el primer día de clase eligen dos empresas mineras que coticen en bolsa (una junior-exploración y una senior-explotación) y durante todo el semestre hacen un análisis diario del valor de las acciones, este trabajo lo entregan al profesor antes de las vacaciones de navidad. Si algunos de los resultados son sorprendentes o llamativos, ese alumno prepara una pequeña presentación para sus compañeros y explica cómo y qué ha encontrado.

2. Análisis y caracterización de contenidos multidisciplinares a través de un estudio de exploración que consta de 3 partes fundamentales. La primera de geoquímica con el análisis de las anomalías de cobre, cobalto, oro y plata sobre cauces de agua que nos da el software Mineral Venture. Este análisis de anomalías se va a realizar en la asignatura de Geoquímica de tercer curso. De esta manera se comienza el proyecto de investigación como tal. El análisis realizado en una asignatura dedicada a ello, permite que dicho estudio se realice con mayor profundidad y con datos reales, que siempre motivan más al alumno. El siguiente paso se daría en la asignatura de Teledetección/GIS donde el alumno, podría representar en un mapa con diversas capas los valores de los mapas geoquímicos y el análisis de las anomalías encontradas y analizadas. Dentro de la etapa de Formulación de Hipótesis, en la asignatura de SIG y Teledetección los alumnos utilizarán el SIG como como una herramienta de análisis de los datos espaciales. En Teledetección los alumnos aprenderán a utilizar las imágenes aéreas y satelitarias como fuente de datos adicionales a las observaciones en el terreno. Se obtendrán nuevas observaciones de variables físico-químicas en el espectro electromagnético visible, infrarrojo y microondas del área de estudio. De esta manera el alumno sería capaz de ver dichas anomalías de una manera gráfica que le permitirían determinar su zona de estudio o análisis de anomalías de suelo, para seguir con la búsqueda del yacimiento. Una vez realizado este paso, en la asignatura de Yacimientos, se seguiría el proceso de anomalías de suelos, sondeos y cálculos de leyes de corte, elección del método de explotación, etc.

Así mismo en este proyecto se ha considerado su aplicación en dos titulaciones de master. Uno, el master universitario de ingeniero geólogo en que se han considerado dos concatenaciones posibles la primera, con asignaturas del primer semestre, formándose dos ternas. Una en la que se enlazan prospección geoquímica, análisis de cuencas y geoestadística. Otra en la que se concatena geoestadística, y teledetección con geoestadística y riesgos geológicos, esta última del segundo semestre del master.

Para trabajar con la secuencia de asignaturas de Análisis de Cuencas, Prospección Geoquímica y Geoestadística que se imparten en el primer semestre del Máster Universitario en Ingeniería Geológica se van a llevar a cabo 4 fases. El objetivo es que los alumnos se sirvan de las herramientas necesarias y apliquen los conocimientos para llevar a cabo una campaña de investigación con trabajo de campo y laboratorio aplicado al estudio de una cuenca para la prospección de recursos geológicos (p.e. petróleo). A lo largo de estas 4 fases el desarrollo del proyecto intentará que los alumnos hayan hecho un recorrido por todos los pasos del Método científico, desde el primero al último. Estas 4 fases se detallan a continuación:

1.-Planificación de una campaña de campo. En la asignatura de Análisis de Cuencas se realizarán salidas de campo para el estudio de una cuenca sedimentaria y levantamiento de series estratigráficas que ayuden a su comprensión. Durante el desarrollo de estas prácticas de campo en las que los alumnos tomarán datos que después procesarán en gabinete, se plantea la recogida de muestras, habiendo realizado previamente un diseño de muestreo. Asimismo, las muestras se deberán recoger con unos protocolos adecuados y en recipientes específicos dependiendo de los datos que se quieren obtener. En este caso, se realizará una planificación previa en la asignatura de Prospección Geoquímica. De forma colateral, interviene la asignatura de teledetección con la que los alumnos aprenderán a utilizar las imágenes aéreas y satelitarias como fuente de datos adicionales a las observaciones en el terreno. Se obtendrán nuevas observaciones en el espectro electromagnético visible, infrarrojo y microondas del área de estudio.

2.-Selección de métodos de análisis adecuados. En la asignatura de Prospección Geoquímica se exponen los diferentes métodos de análisis químicos. En base a los conocimientos adquiridos, los alumnos deberán seleccionar los más adecuados para analizar las muestras recogidas en el campo. Asimismo, los alumnos realizarán la preparación de las muestras en laboratorio, su análisis en el Laboratorio de Estratigrafía Biomolecular y Laboratorio de Química de la ETSI Minas y Energía.

3.-Análisis de los resultados. En la asignatura de Geoestadística se realizará el tratamiento y análisis estadístico variográfico de los datos obtenidos en las muestras analizadas en la fase 2 para crear un modelo de la variabilidad espacial de las medidas sobre el que se pueden discutir aspectos relacionados con el grado de dependencia o disparidad espacial de las variables medidas.

4.-Realización de un informe común acerca del estudio de una cuenca sedimentaria que se orientará para que se realice con una estructura de documento o publicación científica: introducción, materiales y métodos, discusión y conclusiones y se les darán unas pautas y recomendaciones para su redacción.

La segunda cadena de asignaturas del master universitario en ingeniero geólogo con las que se va a trabajar son teledetección geoestadística (de primer semestre) y riesgos geológicos (del segundo semestre) por lo que será en esta última en la que el trabajo de aplicación del método científico se concluya. La asignatura de riesgos geológicos se estructura en una serie de bloques temáticos, en los que cada uno aborda un peligro geológico entre internos y externos, dependientes del primero, en el que se establecen además de los fundamentos del análisis de peligros geológicos, explícitamente, las preguntas que, en la evaluación de éstos hay que lograr responder para hacer una valoración conforme a los estándares internacionales y normativas europeas (UNISDIR). Serán entonces, precisamente, esas preguntas, perfiladas para cada uno de los peligros las que motiven la realización de un plan de investigación.

Este plan no se llevará a cabo sobre todos los procesos que componen el programa académico de la asignatura, lo cual llevaría un tiempo excesivamente superior al que ocupa esta asignatura (6 créditos), sino que se centrará sobre uno en concreto, preferiblemente el segundo que se imparta, ya que el primero se utiliza para trasmitir fundamentos, y se intenta que sea a elección de los alumnos, los que al venir de países sudamericanos, tienen más próximos geográficamente los fenómenos que se estudian (inundaciones, deslizamientos de ladera, volcanismo, terremotos, etc.) lo cual puede utilizarse como medio para reforzar la motivación.

Elegido el peligro, la docencia se organiza alrededor de éste, para ir cubriendo las necesidades de conocimiento académico que necesiten a la vez que se les entregará un texto, preferiblemente un artículo científico, que será utilizado como base sobre el que llevar a cabo la metodología, realizar la investigación y analizar la estructura del documento. Dado que, a priori, no se conocen los intereses de los alumnos, será necesario tener preparado un par de trabajos por bloque-peligro en los que se estructura la asignatura.

El trabajo entregado debe ir acompañado de unas instrucciones claras y orientaciones explícitas para su desarrollo, además del alcance que debe tener, en principio ambicioso, y de las expectativas que se tienen, que, en principio deben ser altas y así se deben de manifestar a los alumnos al principio y durante el desarrollo.

En este trabajo se indicarán que herramientas deben utilizar para el análisis espacial y representación de la información, a partir de lo que se ha enseñado en geoestadística y en teledetección. Concretamente, en la asignatura de geoestadística (primer semestre) se ira preparando al alumno a trabajar con el método científico a través del trabajo que se haga bien concretamente con los datos de prospección geoquímica o bien en general datos multivariables distribuidos en el espacio para analizar, caracterizar y modelizar su comportamiento espacial de acuerdo a una interpretación del par datos/resultados que permita extraer unas conclusiones.

La incorporación de la asignatura de teledetección en el primer semestre de esta cadena es principalmente para dar un soporte espacial y sentido geográfico a los trabajos que realizan los alumnos, ya que, en muchos casos, la falta de una ubicación o localización particular de los mismos resta autenticidad a trabajo, dando una sensación de tarea pueril más que profesional.

Finalmente, logrados los objetivos de trabajo, la exposición de los mismos puede hacerse a tres niveles dependiendo, principalmente, del nivel de dificultad superado:

Si la dificultad ha sido baja, el trabajo será expuesto mediante un escrito que siga la estructura del artículo o trabajo científico utilizado como recurso de la enseñanza basada en la investigación y de una infografía que muestre los pasos seguidos, sobre los cuales se detecten las dificultades y los avances conseguidos.

Si la dificultad ha sido media, el trabajo será expuesto mediante un escrito que siga la estructura del artículo o trabajo científico utilizado como recurso de la enseñanza basada en la investigación además de su presentación en una sesión de trabajos y de una infografía que muestre los pasos seguidos, sobre los cuales se detecten las dificultades y los avances conseguidos.

Si la dificultad ha sido alta, el trabajo se presentará como artículo o trabajo científico a alguna revista indexada en, al menos, SCOPUS y de una infografía que muestre los pasos seguidos, sobre los cuales se detecten las dificultades y los avances conseguidos.

Y dos, el master de Minería sostenible que, a partir del curso 20/21, se va a realizar con carácter internacional junto con las universidades de Leoben, Freiberg, y alguna más. La asignatura se llama “Mineral Deposits and Exploration” se impartirá en inglés.

Dentro de esta asignatura se van a realizar las mismas actividades que las propuestas para las asignaturas de la cadena geoquímica SIG teledetección y yacimientos, pero con una profundidad y alcance en el método científico mayor que las realizadas en el segundo ciclo, al tratarse de alumnos de postgrado y teniendo en cuenta que hay 1 crédito destinado al estudio de técnicas de teledetección y GIS aplicados a la exploración mineral que se integra en esta asignatura de máster.

Todas estas titulaciones, grados y másteres son impartidos en la escuela técnica superior de ingeniero de minas y energía de nuestra universidad.

El mundo universitario actual está experimentando una clara transformación que conlleva la aparición de nuevos desafíos de capacitación como resultado de los cambios que la sociedad está experimentando (tecnológicos, sociales, políticos, culturales, ambientales ...). Desafíos relacionados, entre otros, con la aparición de nuevos perfiles de estudiantes que exigen nuevos modelos de enseñanza y aprendizaje que incluyen perfiles profesionales emergentes y la aplicación de nuevos modelos organizativos en la educación superior. Entre estos perfiles, y a la vista de la orientación del mercado laboral hacia el contrato por proyectos, de los que empiezan a ser más demandados es el de capacidad para resolver problemas complejos integrado o gestionando equipos multidisciplinares, para lo cual no solo necesita de habilidades sociales, que utilizará para intervenir o negociar con equipos de trabajo, y de conocimientos científico técnicos que le confieran del saber académico, necesita de procedimientos que, sin ser tan evidentes como una “receta” a la que habitualmente recurren en su actividad universitaria para resolver problemas, sean igualmente pautados, secuenciales que integren en su cometido competencias sociales y académicas, y que les permitan lograr una tasa de éxito elevada en su objetivo: resolver el problema al que se enfrentan, ya sea en una empresa o centro de investigación, en definitiva, en su actividad laboral.   

El objetivo más importante del programa que se presenta en esta propuesta es facilitar a los estudiantes de nivel profesional máster o pregrado habilidades para la búsqueda de información y el pensamiento crítico que les permitan culminar exitosamente sus proyectos de investigación o aquellos proyectos en los que la investigación es un componente importante o necesaria para lograr el objetivo.

Entre los objetivos secundarios de este proyecto, se han de destacar hacia el alumno participante que:

• experimentará el uso del método científico sobre un trabajo de investigación real.
• desarrollará habilidades transversales tales como administración de proyectos y habilidades de comunicación.
• iniciará y reforzará sus habilidades de investigación.
• se concienciará de las posibilidades existentes para la investigación académica y opciones de carrera en esta área.

El aprendizaje basado en la investigación puede contribuir a:

1. Promover un conocimiento innovador a través de la interdisciplinariedad. Teniendo en cuenta que en la actualidad la actividad de los investigadores se hace cada vez más multidisciplinaria, a lo largo de sus estudios, el alumno desarrollará la capacidad de innovar, para no ser un mero espectador reproductor, sino un productor de conocimiento.

2. Desarrollar el pensamiento crítico. Con un sentido ético y cognoscitivo, este aspecto es pieza fundamental para una actitud científica que favorece la objetividad y la tolerancia.

3. Desarrollar la capacidad de investigar y aprender en forma auto-dirigida. Mediante la investigación, el estudiante desarrollará habilidades que le permiten construir conocimiento, al mismo tiempo que se convierte en una parte activa de su propio proceso de enseñanza-aprendizaje.

4. Acrecentar la sensibilidad y la capacidad perceptiva de los fenómenos científicos, humanísticos y socioculturales. El estudiante en su proceso de formación enriquecerá su horizonte intelectual, profundizando en la comprensión desde una perspectiva dialógica de diferentes ámbitos profesionales.

5. Fortalecer la honestidad y responsabilidad académica. El estudiante desarrollará una conciencia ética de la actividad del investigador, tanto por el compromiso con el conocimiento, como por su honestidad académica en los trabajos de investigación que lleve a cabo.

En definitiva, del proyecto pueden extraerse las siguientes fortalezas:

• Permite involucrar a los estudiantes en la investigación.
• Permite mejorar la calidad de la enseñanza.
• Permite conocer con más profundidad la disciplina, y darse cuenta de que ésta evoluciona a partir de la investigación que se realiza.
• inculca una habilidad de aprendizaje de por vida

Sin perder de vista sus debilidades, dificultades que nos podemos encontrar en su ejecución:

• Dificultad para incorpora actividades de largo plazo con las limitaciones de tiempo de un curso.
• La posibilidad de más carga de trabajo para el profesor.
• No aplica igual para todos, especialmente para los primeros semestres de la carrera.

Si bien en cada una de las secuencias de asignaturas sobre las que se va a aplicar este proyecto se ha detallado cómo se va a llevar a cabo en cuanto a sus fases y el tiempo semestral disponible para ello, bien si se ocupa todo el semestre o solo una parte del mismo al trabajarse específicamente sobre un bloque o parte de la asignatura, en este apartado, por no repetir de nuevo toda la información recogida en el apartado de Descripción del proyecto se sintetizan las fases y se da una visión conjunta del mismo.

1er ciclo - todos los grados: GIE, GIG, GITM, GIRECE

• Curso 2º - 1er semestre: geología
• Curso 2º - 1er semestre: geomática

Fases a desarrollar durante el primer semestre:

• Fase 1: formulación de una pregunta
• Fase 2: observación
• Fase 3: formulación de hipótesis
• Fase 4: experimentación
• Fase 8: (parcial) difusión de los resultados

Enfoque: parcialmente dirigido, plenamente orientada y tutelada a la investigación.

Conexión con las asignaturas del segundo ciclo, para aquellos alumnos que escojan el itinerario del GIG

2º ciclo - grados: GIG

Curso 3º - 1er semestre: geoquímica

Curso 4º - 1er semestre: SIG y teledetección

Curso 4º - 2º semestre: yacimientos

Fases a desarrollar durante el primer y segundo semestre:

• Fase 1: formulación de una pregunta
• Fase 2: observación
• Fase 3: formulación de hipótesis
• Fase 4: experimentación
• Fase 5:  análisis de datos
• Fase 6: interpretación, discusión de los resultados
• Fase 7: conclusiones
• Fase 8: (parcial) difusión de los resultados

Enfoque: parcialmente orientada y plenamente tutelada a la investigación.

Posible conexión con el MUIG (secuencias prospeccón geoquímica, análisis de cuencas y teledetección, y geoestadística, teledetección y riesgos geológicos) o con el MUMS (asignatura de yacimientos Mineral Deposits and Exploration) para aquellos alumnos que lo cursen cuando acaben el grado.

Master - MUIG

1er semestre: prospección geoquímica

1er semestre: teledetección

1er semestre: geoestadística

Fases a desarrollar durante el primer semestre:

• Fase 1: formulación de una pregunta
• Fase 2: observación
• Fase 3: formulación de hipótesis
• Fase 4: experimentación
• Fase 5: análisis de datos
• Fase 6: interpretación, discusión de los resultados
• Fase 8: (parcial) difusión de los resultados

Enfoque: parcialmente orientada y plenamente tutelada a la investigación.

Conexión con la asignatura de Riesgos geológicos del segundo semestre en el MUIG.

Master - MUIG

1er semestre: teledetección y geoestadística

2º semestre: riesgos geológicos

Fases a desarrollar durante el primer y segundo semestre:

• Fase 1: formulación de una pregunta
• Fase 2: observación
• Fase 3: formulación de hipótesis
• Fase 4: experimentación
• Fase 5: análisis de datos
• Fase 6: interpretación, discusión de los resultados
• Fase 7: conclusiones, aceptar o rechazar la hipótesis
• Fase 8: difusión de los resultados (estructura artículo) y conclusiones

Enfoque: parcialmente tutelada y plenamente basada en la investigación.

Master – MUMS Intl.

1er semestre: yacimientos Mineral Deposits and Exploration

Fases a desarrollar durante el primer semestre:

• Fase 1: formulación de una pregunta
• Fase 2: observación
• Fase 3: formulación de hipótesis
• Fase 4: experimentación
• Fase 5: análisis de datos
• Fase 6: interpretación, discusión de los resultados
• Fase 7: conclusiones, aceptar o rechazar la hipótesis
• Fase 8: difusión de los resultados (estructura artículo) y conclusiones

Enfoque: parcialmente tutelada y plenamente basada en la investigación.

Cronológicamente es preciso indicar que, a falta de un calendario de presentación de ponencias en congresos y jornadas de investigación, son los elementos que faltarían por incluir; además, al terminar el proyecto se debe destinar un tiempo a elaborar el informe final y las publicaciones de difusión en revistas con los resultados más relevantes.

De la misma fomra a como se han presentado las fases, se detallan los recursos y materiales docentes a utilizar y elaborar:

1er ciclo: geología y geomática

Material docente a emplear (ya existente):

• Tomamuestras
• Equipo Orbeco para determinación de aniones
• Diapositivas de clase de cada uno de los temas elaboradas por los profesores de la materia.
• Software: QGIS

Material docente a elaborar:

• Diseño del trabajo y guía metodológica para su ejecución
• Mapa en el que se representen las capas incorporadas en el sistema de información geográfica creado
• Poster o infografía con la temática y contenido científico trabajado
• Poster o infografía con el método de trabajo seguido

2º ciclo GIG: geoquímica, SIG-teledetección y yacimientos

Material docente a emplear (ya existente):

• Software: Mineral Venture, QGIS
• Diapositivas de clase de cada uno de los temas elaboradas por los profesores de la materia.

Material docente a elaborar:

• Diseño del trabajo y guía metodológica para su ejecución
• Mapas de anomalías.
• Mapas geológicos en GIS de la zona de estudio.

MUIG: prospección geoquímica, análisis de cuencas, teledetección y geoestadística

Material docente a emplear (ya existente):

• Tomamuestras
• Extractor acelerado con disolventes para compuestos orgánicos en suelos ASE-200
• Extractor acelerado con disolventes para compuestos orgánicos en aguas
• Difractómetro de rayos-X para análisis de componentes minerales
• Cromatógrafo de gases
• Cromatógrafo de gases (5890) con detector selectivo de masas (5973) GC/MS
• Cromatógrafo de líquidos de alta precisión y detector de fluorescencia HPLC-1100
• Software: QGIS, Statistica, Statgraphics, R y Sgems

Material docente a elaborar:

• Diseño del trabajo y guía metodológica para su ejecución
• Guion para la elaboración de los gráficos y representación de resultados para un artículo o informe de carácter científico
• Columnas estratigráficas
• Mapa de correlación
• Gráficos estadísticos univariantes y multivariantes
• Mapas de anomalías
• Mapas de isoconcentraciones estimados geoestadísticamente

MUIG: geoestadística, teledetección y riesgos geológicos

Material docente a emplear (ya existente):

• Diapositivas de clase de cada uno de los temas elaboradas por los profesores de la materia.
• Software: QGIS, Matlab, R y Sgems
• artículos de revistas científicas seleccionados sobre los cuales realizar el trabajo de investigación
• Cartografía geológica de libre acceso desde los institutos geológicos
• Catálogos de libre acceso desde los centros de gestión de riesgos

Material docente a elaborar:

• Diseño del trabajo y guía metodológica para su ejecución
• Guion para la elaboración de un artículo o informe de carácter científico
• Mapa en el que se representen las capas incorporadas en el sistema de información geográfica creado para evaluar la peligrosidad
• Poster o infografía con la temática y contenido científico trabajado
• Poster o infografía con el método de trabajo seguido

MUMS: yacimientos - mineral deposits and exploration

Material docente a emplear (ya existente):

• Programa Mineral Venture, QGIS
• Diapositivas de clase de cada uno de los temas elaboradas por los profesores de la materia.

Material docente a elaborar:

• Mapas de anomalías.
• Mapas geológicos en GIS de la zona de estudio.

Durante el tiempo de ejecución de este proyecto los asuntos más importantes sobre los que hacer un seguimiento son aquellos que pudieran dificultar su implementación, ya sea por:

• Los problemas logísticos impuestos
• La exigencia imprevista de recursos y/o planificación
• La posible resistencia del estudiante a su implicación y los problemas interpersonales en los que se vean envueltos

Para subsanarlo, concretamente:

• Entregaremos instrucciones claras y orientaciones explícitas antes y mientras abordan el trabajo que se les proponga
• Fomentaremos el trabajo cooperativo mediante actividades grupales bien planificadas
• Evaluaremos el rendimiento individual de los estudiantes en el grupo
• Apoyaremos a los estudiantes con problemas interpersonales y de comunicación en el desarrollo del trabajo grupal

Dado que el proyecto se apoya en asignaturas de carácter semestral es posible llevar a cabo un seguimiento a mitad de proyecto que permita reforzar aquella parte de la propuesta que funcione y corregir a tiempo para el siguiente semestre lo que se haya detectado como poco recomendable.

Para el seguimiento durante y valoración final del resultado del proyecto aplicaremos técnicas de evaluación a diferentes niveles:

1) Cuestionarios tipo SEEQ (Students Evaluation of Educational Quality) permitirán evaluar la percepción por parte del alumno de la metodología, de su trabajo e implicación en la misma y finalmente de su visión del aprendizaje respecto a otras clases que empleen la metodología tradicional.

2) Dianas de evaluación o arañas que realizadas al principio y al final de la asignatura y del proceso funcionan como un método de evaluación participativa, rápido y muy visual, que nos permite conocer la opinión de los alumnos sobre una actividad, el trabajo de equipo o el suyo propio, grado de conocimiento con el que se sienten. Consiste en dibujar una diana con tantos círculos como niveles de valoración queramos. Seguidamente, se debe dividir la diana en tantas partes como indicadores de evaluación tengamos y, por último, el alumno debe marcar el nivel que crea de cada indicador. Teniendo en cuenta que los indicadores puedan ser valorables tanto al inicio como al final, este procedimiento puede servir para apreciar los cambios del perfil de los que se quiera tener constancia.

3) Escaleras de metacognición es una herramienta de evaluación que trabaja la metacognición, es decir, el aprender a aprender, ayudando a los alumnos a reflexionar sobre su proceso de enseñanza-aprendizaje y a controlar su razonamiento y transformarlo para lograr aprender de forma más consciente y eficaz, trabajando sobre preguntas como ¿qué se ha aprendido?, ¿cómo se ha aprendido?, ¿qué ha resultado más fácil, más difícil, más novedoso?, ¿para qué ha servido?, ¿cómo puede mejorarse?, entre otras.

Por otro lado, la evaluación de los resultados académicos y de la asimilación de la metodología trabajará recogiendo los resultados en las notas en comparación con grupos de control (de años anteriores donde no se implantó ninguna metodología innovadora) y los exámenes parciales y/o finales de cada asignatura o materia y que permitirán conocer el desempeño de los alumnos con esta metodología. A étos se integrarán via rúbrica:

1) Los resultados de los test realizados para la resolución de problemas en la plataforma Kahoot. Con esto tendremos un ránking más o menos fiable del desempeño de los alumnos en la resolución de problemas en clase, y de alguna manera nos permitirá ver qué alumnos han realizado trabajo previo al aula y cuáles no.

2) Exposición oral o manuscrita o poster de los trabajos finales realizados, en los que puedan constatar el avance del método en forma infográfica: son gráficos con los que los alumnos pueden explicar de manera visual algunos temas, analizando lo aprendido, lo sinteticen y lo muestren de manera sencilla con datos e imágenes (Easel.ly y Piktochart son dos herramientas sencillas para realizar infografías), así como la fijación de los conocimientos.  En el que, además, se evalúa una competencia transversal que es el de la aplicación del método científico (aprendido usándolo). Para esto, en la evaluación también serán tomados en cuenta la valoración de los mismos compañeros.

Además del informe consecuencia de la finalización del proyecto, los resultados tangibles del proyecto se pueden agrupar atendiendo a los dos grupos de participantes que intervienen directamente en esta acción: profesores y alumnos.

Los resultados, fruto del material elaborado por el profesorado, se componen de una serie de paquetes de actividades de investigación específicos para cada tramo de la formación tanto académica curricular, en las materias cursadas para el primer y segundo ciclo, así como en el máster, como procedimental en los pasos de método científico que se han dado, adaptados al nivel cognitivo del alumnado involucrado en el proceso.

La recopilación de esos paquetes podría dar lugar a la elaboración de un compendio al que se le podría dotar de estructura de guía metodológica.

A priori, esta guía puede resultar interesante como base para la incorporación explícita de esta metodología en una buena parte de las asignaturas de los grados que se imparten en la Escuela de Ingenieros de Minas y Energía, además de ser una experiencia a compartir en otras escuelas que, interesadas en la misma metodología, puedan considerar como referencia. En el ánimo del equipo solicitante esto está presente y se intentará a través de la asistencia a reuniones y jornadas que la UPM convoque con el propósito de compartir las experiencias que en sus grupos de innovación educativa se hayan llevado a cabo, o con un horizonte más amplio, con la asistencia a los congresos, todos ellos de carácter internacional, que se han referido en el presupuesto y en la justificación de la subvención solicitada.

Por otro lado, los alumnos han producido una serie de resultados en forma de posters, presentaciones, documentación (trabajos escritos, incluso alguna publicación en algún caso) en definitiva que, se espera que en muchos casos, pueda ser utilizado como material educativo en sí mismo, ejemplo para los cursos venideros, bien como material para motivar, como para servir de guía o ejemplo para esos futuros alumnos que tengan que enfrentarse por primera vez a un método que desconocen, y que sirvan de refuerzo del pensamiento positivo “si ellos pudieron nosotros también”, intentando que en el aula el protagonista sea el alumnos con sus obras y logros y no un aula fría en la que el protagonista es el profesor con sus transparencias.

El material divulgativo que se pretende elaborar en base a los resultados del proyecto es principalmente:

1. uno o dos artículos clasificados en revistas de impacto del Journal Citation Reports y que sirva para difundir el trabajo realizado. En este contexto varios miembros de este PIE ya tienen experiencias en publicaciones internacionales de carácter docente.
2. los posters e infografías que resulten de los trabajos elaborados por los alumnos entre los que seleccionarán los mejores para participar en la semana de Madrid por la Ciencia.

También se asistirá, en función de la ayuda concedida, a alguno de los congresos de relevancia a nivel nacional e internacional y que nos permitirá dar difusión al proyecto. A fecha de esta convocatoria, se tienen conocimiento:

• 11th CIDUI 2020 Congreso Internacional de Docencia universitaria e innovación que se celebra en Barcelona del 1 al 3 de julio
• el WERA 2020, XVII Congreso Nacional e Iberoamericano de Pedagogía que se celebra en Santiago de Compostela del 1 al 3 de julio
• el XXVII Congreso Internacional sobre Aprendizaje que se celebra en Valencia del 13 al 15 de julio del 2020 en el que hay un tema específico de sesión “Aprendizaje en Ciencias, Matemáticas y Tecnología” en cuyo contenido encaja plenamente esta propuesta.

En este marco los miembros del PIE han publicado en el CINAIC de 2017 y 2019 y en el TEEM’18 dos artículos de los diferentes proyectos de innovación concedidos en convocatorias anteriores.

Se pretende dar difusión, al menos de manera interna, en las diferentes escuelas donde se imparta una materia común a la mencionada en el desarrollo de este proyecto. Para ello, llevaremos a cabo su difusión en los medios digitales de la UPM así como la divulgación de los resultados del proyecto por las diferentes escuelas por medio de pósteres.

Se considera la posibilidad de participar en seminarios, jornadas o conferencias inter-escuelas o de carácter externo que pueda organizar la UPM, ya que este sería un medio óptimo para difundir los resultados del proyecto e intercambiar experiencias.

Laboratorio de Ingenieros del Ejército – Ejercito de Tierra

INTA espacio

IGME división de riesgos geológicos

IGME servicio técnico de RPAS

IGN Subdirección General de Astronomía, Geofísica y Aplicaciones Espaciales. Red sísmica Nacional y Servicio de Alerta temprana

Instituto zola villafranca