Abreviaturas:

GFA: Grado den Fundamentos de la Arquitectura.

MUA: Máster Universitario en Arquitectura.

MUEE: Máster Universitario en Estructuras de la Edificación.

PE: Proyecto de Estructuras, asignatura de 5º curso del GFA.

TE: Taller de Estructuras, asignatura del MUA

TP: Proyecto, Modelado y Análisis de Tipos Estructurales Básicos, asignatura del MUEE

PEF: Proyecto de Estructuras de fábrica, asignatura del MUEE

El arquitecto en España a diferencia de en otros países de nuestro entorno tiene competencias técnicas; en la ETSAM el estudiante de GFA + MUA adquiere la capacidad de proyectar edificios, sus instalaciones, estructuras y es capaz de definirlos constructivamente. La intensidad, el número de créditos, las asignaturas en la rama de Estructuras de las distintas Escuelas de Arquitectura de España son diferentes, destacando la ETSAM entre las que más ECTS tiene.

El proyecto que aquí se presenta se centra en el aprendizaje orientado a proyectos realistas de estructuras de edificación en diferentes niveles de aprendizaje. Va dirigido a estudiantes de PE (del GFA), TE (del MUA) y TP y PEF (del MUEE) que necesiten un refuerzo previo. Durante años los docentes de estas asignaturas han ido viendo la necesidad de este refuerzo en los casos en que los estudiantes convalidan las asignaturas tras haber estado en estancias en universidades extranjeras, o cuando el estudiante proviene de otras escuelas españolas o extranjeras donde la rama técnica en Estructuras tiene menos intensidad (en el caso del MUA y MUEE), o por la actualización de la normativa referente a estructuras se quedan… , o por otras circunstancias en las que el estudiante reconoce esa necesidad. La nivelación inicial es indispensable en caso de estudiantes de diferentes orígenes para no ralentizar el avance normal del curso.

El proceso de proyectar estructuras en el contexto de la arquitectura comienza con la concepción del edificio y su estructura, pasando por el dimensionado a nivel general, a nivel de los elementos y de las uniones; el propósito final es su representación en planos de definición geométrica y constructiva y su justificación de forma normalizada. En PE se hace necesario integrar los conocimientos de asignaturas previas del GFA (Estructuras 1, 2 y de manera más específica Estructuras 3).

La concepción de la estructura va ligada a la forma del edificio, para integrar los conceptos estructurales y arquitectónicos de manera coherente es necesario entender su comportamiento a nivel global. En la asignatura PE se incorpora esta necesaria reflexión sobre la relación entre la forma y el comportamiento estructural. Son conocimientos necesarios antes de cursar TE. La forma y por tanto el uso de maquetas y objetos 3D resulta imprescindible para explicar y entender estos conceptos y comportamiento.

Entender el comportamiento general de la estructura, no sólo es útil para su concepción, sino que está íntimamente ligado con el uso de recursos de manera sostenible, en la línea del objetivo de desarrollo sostenible (ODS) número 12, en concreto la Meta 12.1, 12.2 y 12.5. También se desarrollan los objetivos 4, 5 y 11 tal y como se detalla en las guías de las asignaturas implicadas.

Se trata de un proyecto de coordinación vertical, basado en las competencias que debe adquirir un estudiante en la rama de estructuras,  adaptado al nivel que esté cursando, no pretende sustituir la docencia de las asignaturas previas sino facilitar el aprendizaje de algunos conceptos clave, nivelar conocimientos previos y motivar al estudiante con pequeños retos de aprendizaje para repasar estos conceptos o posteriormente aplicarlos en la asignatura que se está cursando (por ejemplo, los recursos creados para nivelar en TE pueden usar en la docencia de PE dado que el público es diferente).

Las herramientas creadas con este proyecto servirán así mismo para dinamizar el aula en las asignaturas anteriormente mencionadas, motivando al estudiante, invitándole a participar en un debate inicial en el aula tras haber visto los vídeos indicados previamente a la docencia presencial. Este sistema de aula invertida se lleva utilizando con éxito en la asignatura de TP a través de la lectura de textos, y con este proyecto se pretende extender a otras asignaturas de manera actualizada con vídeos de corta duración y el uso de modelos a escala en 3D. Estás píldoras de aprendizaje se escogerán en función de las necesidades del estudiante.

Primero se realizarán maquetas y objetos 3D para entender el comportamiento estructural, tender a la estructura más eficiente que cumpla los requisitos previstos con la menor cantidad de material posible. Con ellos se realizarán vídeos formativos de las posibilidades con los objetos 3D y por otra parte estos objetos serán una herramienta de trabajo en el aula con los que se propondrán retos a los estudiantes para que, mediante la manipulación, den una solución al problema planteado en el aula.

1. Detectar el nivel de competencias previas adquiridas por el estudiante con las que accede a la asignatura para poder determinar, en caso de necesidad, el completo formativo más adecuado. Para ello se crearán pruebas de autoevaluación.
2. Nivelación de conocimientos y atención a las necesidades individuales  de alumnos con píldoras de aprendizaje a través de vídeos educativos con o sin uso de maquetas 3D. Este proceso puede tener varios niveles:
   • Para alumnos de PE que por diversas circunstancias necesiten un refuerzo para ponerse al día en conocimientos de dimensionado.
   • Para estudiantes del TE del Máster Universitario en Arquitectura que necesitan un refuerzo sobre aspectos de concepción estructural o tipos de estructuras.
   • Para estudiantes de TP del MUEE que poseen un nivel muy heterogéneo y algunos necesitan afianzar algunos conocimientos básicos.
   • Facilitar que en el trabajo en equipo de los estudiantes no haya disparidad de niveles entre sus integrantes
3. Dinamizar el aula con debates sobre los conceptos expuestos en los vídeos cortos, que los estudiantes han visionado antes (aula invertida), y en los que se utilicen maquetas 3D para mostrar el comportamiento estructural.
   • Para ayudar a los estudiantes de PE a entender el comportamiento global de una estructura ante, por ejemplo, acciones horizontales y gravitatorias.
   • Para facilitar a los estudiantes de TÉ y TP la comprensión del comportamiento global de estructuras de diferentes tipos estructurales.
   • Para facilitar la comprensión del comportamiento de las estructuras de fábrica ante el sismo a los estudiantes de la signatura PEF.
4.  Verificación del proceso enseñanza-aprendizaje mediante una prueba de evaluación al final de cada etapa.
5. Estudió de las licencias (Creative Commons, Copyleft, Copyright, etc.) más pertinentes para evitar la vulneración de los derechos de autor de la UPM y la propiedad intelectual de sus autores. Según el art. 51 LPI <https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-1996-8930&p=20200708&tn=1#a51> Los derechos de explotación del trabajo de los profesores de la UPM son de la UPM, por tanto corresponde a la UPM su defensa. respetando, siempre, la propiedad intelectual de los profesores autores (no confundir derechos de autor con propiedad intelectual).

• Al nivelar los conocimientos previos al inicio de la docencia de las asignaturas de último curso de Grado y Máster en la rama de Estructuras contribuirá a la mejora del proceso enseñanza-aprendizaje independiente del nivel de conocimientos previos o de la procedencia del estudiante lo que además facilitará que el trabajo en equipo.
• Contribuir a la mejora de aprendizaje de los estudiantes dinamizando el aula con debates posteriores al visionado de vídeos (aula invertida).
• Se pretende facilitar la atención y buscar la motivación e implicación del estudiante.

Febrero 2022 - reuniones previas de planificación detallada y programación de hitos, listado de maquetas, objetos 3D y vídeos a realizar.

Marzo a junio 2022 - adquisición de material, comienzo de elaboración de maquetas, objetos 3D, test y otro material no audiovisual.

Junio a octubre 2022 grabación y edición de vídeos educativos.

Noviembre 2022 – subida de material elaborado a las plataformas y cierre del proyecto.

Segundo semestre del curso 2022-2023 aplicación con los alumnos en las asignaturas.

El indicador de la evolución del proyecto será el número de vídeos y maquetas desarrollados.

Con una prueba inicial se detecta el nivel con el que el estudiante llega a las asignaturas y con una prueba final se evaluará tanto el proyecto completo, como el nivel con el que sale el alumno con esta formación.

Se podrán obtener datos sobre el éxito de la propuesta a partir del segundo semestre del curso 2022-2023 en que se implante el sistema, para ello se pasarán encuestas de satisfacción del alumnado sobre la calidad del material elaborado

Vídeos cortos, píldoras de aprendizaje, disponibles para los estudiantes a través de Moodle y de la comunidad a través de las redes sociales de la UPM.

Maquetas en 3D que se utilizarán durante la grabación de los vídeos para mostrar el comportamiento estructural asociado.

El listado inicial de vídeos propuesto es:

• Vídeos cortos sobre función y elección de tipos estructurales
• Vídeo de relación luz/canto o luz/forma
• Cómo arriostar una estructura articulada.
• Comportamiento de pórtico rígido ante acción vertical y horizontal.
• Comportamiento plástico y formación de líneas de rotura de edificio de muros de fábrica
• Comportamiento de arco, bóveda o cúpula de fábrica ante acciones gravitatorias, viento o sismo.
• Vídeo de armado de forjado unidireccional adaptado a la nueva normativa vigente desde noviembre de 2021.
• Vídeo de armado de viga de hormigón armado adaptado a la nueva normativa vigente desde noviembre de 2021.

Material complementario

• Prueba de autoevaluación iniciales
• Prueba de conocimientos adquiridos

Se prevé al finalizar el proyecto tener documentación para un artículo sobre el proyecto realizado y los resultados de su implementación en la docencia.

También está previsto difundir las actividades a través de los medios que la UPM tiene para ello (noticias de difusión, redes sociales) y divulgación a través de web o redes sociales de la UPM, ETSAM, Departamento o Máster.

Recursos audiovisuales de la ETSAM.

Taller de maquetas de la ETSAM.

Laboratorio FabLab de la ETSAM.

Gabinete de tele-educación (GATE) de la UPM.