Se propone elaborar material docente interactivo y multimedia, alojado en un servidor de acceso público en la UPM, para transmitir contenidos de la asignatura Procesos Químicos, de primer curso del Máster Universitario en Ingeniería Industrial (MII). El material docente se elaborará utilizando la plataforma Jupyter, que permite elaborar documentos web interactivos, incluyendo texto, ecuaciones, imágenes y vídeos, así como fragmentos de código Python que los estudiantes pueden ejecutar para ver ejemplos relacionados con los aspectos de la asignatura que se están tratando. De ese modo, los alumnos pueden estudiar contenidos y practicar con ejemplos interactivos que ilustran los fenómenos estudiados. Se trata de un enfoque centrado en el estudiante, que le resulte motivador y que, además, permita una evolución personalizada. En definitiva, promover la participación activa del alumno en el proceso educativo. 

Además, considerando que los alumnos matriculados en Procesos Químicos provienen de distintos perfiles del MUII, este material docente resultará de gran ayuda para consolidar conceptos básicos relacionados con la Ingeniería Química.

Las actividades se lanzarán de forma sincronizada a medida que avance el curso, con el objetivo de que los estudiantes adquieran los contenidos básicos antes de abordarlos en el aula. Esto permitirá que durante la lección presencial en el aula se puedan resolver dudas relacionadas con el temario y abordar aspectos más avanzados de cada uno de los temas, utilizando la metodología del aula invertida (Flipped classroom).

El proyecto pretende respetar los pilares básicos de la metodología de aula invertida: 

• Uso de un entorno flexible de aprendizaje. Las páginas web con contenido interactivo se abrirán con suficiente antelación para que los estudiantes elijan cuándo y cómo aprender. 
• Fomento de la cultura del aprendizaje. El alumno es el responsable del proceso de aprendizaje y el tiempo en el aula, dedicado a abordar los temas con mayor profundidad, permite crear nuevas oportunidades de aprendizaje.
• Creación de contenidos que maximicen el aprendizaje de conceptos de una forma fluida y entretenida (contenido intencional). 
• Evaluación y retroalimentación del trabajo de los alumnos. El equipo docente colaborará para que la actividad se desarrolle con éxito y reflexionarán sobre las críticas constructivas de los alumnos para que la actividad crezca y mejore año tras año.

La finalidad de este proyecto es crear un entorno de aprendizaje atractivo y complementario a las actividades docentes desarrolladas en el aula, con el objetivo de enriquecer el aprendizaje de los alumnos en una materia muy técnica y específica en la que la mayor parte de los estudiantes no es experta. Adicionalmente, se trabajarán competencias transversales como el uso de las TIC, el aprendizaje de nuevos lenguajes de programación (Python), la traducción de los métodos ingenieriles clásicos en algoritmos computacionales, la resolución de retos relacionados con la asignatura (optimización de procesos, búsqueda de soluciones aceptables para una operación básica, etc.) y la resolución de problemas.
 

Los dos objetivos principales de este proyecto son:

OBJ 1.  Elaborar el material necesario con la plataforma Jupyter.

OBJ 2. Implementar una nueva metodología de aprendizaje centralizada en el alumno.

La consecución de ambos objetivos lleva implícito el logro de los siguientes secundarios:

OBJ 3. Favorecer la participación e incrementar la motivación e interés de los alumnos.

OBJ 4. Mejorar la comprensión de los conceptos más complejos por parte de los estudiantes.

OBJ 5. Fomentar el aprendizaje global y las competencias adquiridas por los estudiantes.

OBJ 6. Trasmitir a los alumnos la importancia del autoaprendizaje.

Uno de los principales problemas que se perciben en la asignatura de Procesos Químicos del Máster en Ingeniería Industrial es el hecho de que los estudiantes presentan distintos perfiles, y la gran mayoría no están familiarizados con conceptos básicos de Ingeniería Química. Por tanto, esta propuesta pondrá a disposición del alumnado material docente que permitirá nivelar los conocimientos previos, consolidar y ampliar conceptos clave para una mejor comprensión de la asignatura y un mejor aprovechamiento de las horas docentes.

Con el uso de las actividades interactivas planteadas en este proyecto en combinación con la metodología de aula invertida se pretende lograr una mejora considerable de los resultados obtenidos por los alumnos. El carácter activo de la propuesta hará que el alumno se involucre más, aumente su atención y, por tanto, obtenga un mayor rendimiento de las sesiones en el aula. Esto tendrá un efecto más notable en aquellos alumnos cuyo principal obstáculo es la asimilación y el trabajo de ciertos conceptos.

 Entre las ventajas más importantes destacan las siguientes:

• Las actividades desarrolladas en el entorno interactivo de Python permiten analizar/evaluar diferentes situaciones de un mismo escenario.
• Los alumnos pueden trabajar con los contenidos cuantas veces les sea necesario.
• El alumnado maneja su ritmo, lo que le permite formar su propio estilo de aprendizaje
• Con la metodología de aula invertida, los contenidos más “sencillos y compresibles” son trabajados previamente por los alumnos fuera del aula, lo que permite dedicar un mayor tiempo en el aula para trabajar los conceptos más complejos.

1. Creación de una plataforma de acceso libre para los alumnos en uno de los servidores virtuales de la UPM.
2. Instalación del software Jupyter Lab y Python, así como las librerías que el equipo docente considere necesario incluir para la elaboración de las páginas interactivas.
3. Selección del material docente a elaborar. Por cada tema, se escribirá un resumen en formato Jupyter y se seleccionarán actividades interactivas representativas. Se desarrollarán códigos en Python para construir las actividades interactivas.
4. Prueba de funcionamiento de las páginas, detección de erratas y de errores en los códigos. Esta fase se realizará con ayuda de alumnos del Grado y Máster de Ingeniería Química, y es fundamental llevarla a cabo con la suficiente antelación para que se puedan abrir las aplicaciones de forma masiva a todos los alumnos del máster de Ingeniería Industrial (más de 300).
5. Apertura gradual, de forma sincronizada con el avance de la asignatura Procesos Químicos, de las páginas en Jupyter relacionadas con cada uno de los temas.
6. Seguimiento de la actividad, mediante encuestas realizadas a los alumnos y corrección de erratas o sugerencias recibidas.
7. Evaluación de la actividad. Se creará un grupo de control de alumnos que no accederán a la plataforma, y se compararán los resultados académicos de los alumnos que sí han accedido a los documentos interactivos con respecto al grupo de control.
8. Estudio de los resultados, elaboración de informes, escritura de conclusiones y preparación de una comunicación para su presentación en un congreso de innovación docente.
    

Todas las fases del proyecto enumeradas en el punto anterior tendrán un seguimiento por parte de los profesores participantes en la propuesta. El becario será tutorizado por el coordinador del proyecto y por otro de los profesores participantes, con el objetivo de desarrollar un trabajo de fin de grado o de fin de máster asociado al proyecto. 

La participación de los alumnos en las actividades propuestas va a ser objeto de un seguimiento exhaustivo, utilizando las herramientas administrativas de Linux (acceso al sistema, tiempo empleado en la actividad, número de veces que accede, etc.). Además, los resultados de aprendizaje se analizarán mediante encuestas de comprensión que los alumnos realizarán antes y después de acceder a la plataforma Jupyter que contiene los documentos interactivos. Finalmente, se evaluarán los resultados académicos de los participantes comparándolos con los resultados de un grupo de control que no utilizará la nueva plataforma educativa. 

Todos estos resultados y sus análisis correspondientes se incorporarán a la memoria final del proyecto.
 

Recursos educativos: el servidor de páginas web de Jupyter será utilizable para otras asignaturas de los grados o másteres impartidos en la UPM. Los documentos generados para la asignatura Procesos Químicos del MUII podrán ser utilizados en otras asignaturas de los grados y másteres impartidos en la ETSI Industriales.

• Serie de páginas web accesibles públicamente con contenido interactivo relacionado con la asignatura Procesos químicos. 
• Artículo en revista indexada de innovación docente internacional con proceso de revisión por pares.
• Presentación oral en congreso de innovación docente.

Se solicitará ayuda al CeSViMa (Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid) para crear un servidor privado virtual (VPS) para instalar el sistema operativo Linux y alojar el servicio de páginas de Jupyter.