En la sociedad del S XXI existen retos de suma importancia y que de manera esquemática pero global se encuentran recogidos en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) promulgados por Naciones Unidas. Se trata de retos desafiantes en tanto y cuanto son transversales, interdisciplinares y han de ser participados por toda la sociedad. Esto implica que los profesionales del futuro han de ser capaces de trabajar con esta visión holística que difícilmente se pone en práctica durante su formación académica.

Es por ello, que un grupo de profesores de distintos Departamentos y Escuelas del Campus Sur de la UPM hemos decidido dar forma a un proyecto de “laboratorio de ciudadano para afrontar retos sociales” en el que, a través de actividades acreditables, se plantearán retos de la vida diaria de los alumnos que han de ser resueltos con la ya mencionada visión holística. Por ello, hemos elegido la clasificación de esta propuesta en la categoría E3. Aprendizaje basado en retos.

Cualquier alumno independientemente de su grado, o asignaturas cursadas, podrá participar de él. Pero este Laboratorio, aunque principalmente diseñado para que los alumnos puedan poner en práctica sus conocimientos en problemas reales, es un laboratorio abierto a la participación de otros colectivos tales como PAS o PDI para que desde la Universidad contribuyamos al denominado long-life learning – o actualización de competencias de las personas-. De ahí que la denominación sea la de Laboratorio Ciudadano.

Dado que los retos sociales de hoy en día son muy amplios, concretamente tenemos 17 ODS, vamos a operacionalizarlo en el ámbito del actual reto energético. El objetivo es que los participantes valoricen los contenidos teóricos que reciben en diversas asignaturas- electrónica, ciencia de datos, desarrollo de apps, etc- y lo combinen con su propio bagaje personal, para afrontar retos cercanos a su propia realidad, tales como identificar los “sumideros energéticos” de sus hogares, mejorar su propia movilidad, contribuir a la creación de infraestructuras comunitarias para favorecer un cambio de hábitos energéticos, etc... Para ello es necesario utilizar una metodología de aprendizaje basada en la participación cooperativa y el trabajo colectivo creando así la experiencia de la que todos aprenderemos. Dado que los retos serán diversos, las capacidades y competencias requeridas también lo son. Pensemos en que se necesitarán desarrollar sensores para monitorización en nuestros hogares, tecnología para la adquisición de datos, programas caseros para el tratamiento de la información, pequeños dispositivos para gestionar o generar nuestra propia energía, tratamiento de imágenes capturadas por termografía, tratamientos estadísticos, elaboración de dossiers, etc. Por ello, cuanta más variedad de grados y formación tengan los estudiantes, más fascinante será el desarrollo del reto. Con la experiencia se pretende que los participantes, a su vez, obtengan información de primera mano respecto a su propia realidad y con ella puedan tomar decisiones adecuadas. Además se espera que la experiencia tenga un impacto en la investigación aportando datos que puedan mejorar actuales estimaciones de escenarios de transicción energética, donde se obvia de manera reiterativa el impacto de un cambio de hábitos y se priman factores ajenos a la ciudadania como son inversiones tecnologicas. Es decir, hablamos que este Laboratorio tiene caracter de de ciencia ciudadana. Y por ello, también puede alinearse con la línea de trabajo E4. Aprendizaje basado en investigación.

Si bien uno o dos retos individuales pueden ejecutarse en un periodo de curso lectivo, el poner en marcha todos los retos que tenemos pensados para el laboratorio no es fácilmente abarcable en un único año. Por eso, queremos que el Laboratorio sea un proyecto que, al menos al inicio,  cubra dos o tres cursos académicos, para poder ir mejorando su puesta en marcha e implementar las lecciones que vayamos aprendiendo para así desarrollar todo su potencial. Nuestro ideal es que al final de la experiencia, éste pudiera ser un espacio permanente de aprendizaje. Al principio, las actividades se desarrollarán principalmente usando una metodología de trabajo dirigida, y por tanto, éstas serán planteadas por el equipo docente. Pero como cualquier buen laboratorio, buscamos derivar en proyectos semidirigidos o autodirigidos por los propios participantes en función de sus intereses. Pensando así que incluso el Laboratorio podría llegar no sólo a tener actividades acreditables, sino que fuera utilizado por los alumnos para generar trabajos de fin de grado. 

Finalmente, queremos señalar que esta idea de laboratorio ciudadano es parte del cambio que estamos impulsando en el Campus Sur para actuar de forma responsable sobre nuestro entorno. Así, el pasado año se constituyó la Plataforma Campus Sur Sostenible (financiada por la UPM en la Convocatoria de proyectos y actuaciones para impulsar la Transición Ecológica en la UPM) que busca aunar a PAS, PDI y estudiantes para promover y desarrollar como Comunidad, ideas o proyectos que nos permitan mejorar nuestro propio entorno. Y en diciembre de 2021 también comenzó el proyecto europeo H2020 - AURORA liderado por este equipo docente, que por otra parte ya está creando la primera comunidad energética universitaria española a través de microinversiones de toda la Comunidad Campus Sur. También es reseñable que el propio Ayuntamiento de Madrid tiene en ejecución una actuación sobre el Campus Sur dentro de los proyectos europeos de “Ciudades Climáticamente Neutras” para acometer cambios en los edificios y en el entorno del Campus, que ejemplifique el cómo se puede reconvertir la ciudad. Así pues, considerando estas circunstancias, nos parece muy apropiado que los alumnos se aprovechen de toda esta inercia y dispongan de este Laboratorio ciudadano para adquirir una formación transversal y, por ello, lo presentamos como actividad de innovación docente en la UPM.

Nos gustaría señalar que en otras universidades como en la UC3M existen estos laboratorios abiertos - en un espacio diseñado en la biblioteca- donde los estudiantes pueden realizar proyectos conjuntos o individuales. Si bien, la idea es parecida en forma, el fondo es diferente, pues en áquel, el espacio es simplemente una "biblioteca tecnológica o de hardware" tipo FAB-LAB para los estudiantes que quieran ir a desarrollar sus propias ideas, mientras que nosotros planteamos un laboratorio semi-dirigido para afrontar los retos de los objetivos de desarrollo sostenible, en concreto en materia energética, de forma individual pero a base de las capacidades conjuntas de los participantes.

Aunque el objetivo final de nuestra propuesta es formar a ciudadanos responsables en materia energética, para que puedan tomar decisiones técnicamente informadas y ayudar a otros a tomarlas, nuestra propuesta no quiere poner el foco tanto en este producto final, puesto que la “transición energética” es sólo el tema sobre el que se operacionaliza nuestro laboratorio de innovación educativa. Más bien queremos explorar y enfatizar el proceso de aprendizaje que seguirán nuestros estudiantes con este proyecto. De este modo, nuestra experiencia y las lecciones aprendidas serán más fácilmente exportables a otros dominios o retos sociales. Así pues diremos que el objetivo del Laboratorio de ciudadanos Campus Sur es:

Desarrollo de actividades que fomenten la integración de conocimientos (sobre sistema eléctrico, electrónica de potencia, redes de sensores, desarrollo de aplicaciones…) y su aplicación para resolver problemas planteados fuera del marco de las aulas. Con ello se pretende mejorar la preparación y la capacidad de adaptación de los participantes a los cambios del mundo actual tanto a nivel personal como profesional.

Para afrontar este objetivo establecemos los siguientes subobjetivos:

O1. Crear contextos de aprendizaje fuera del aula que faciliten la construcción del conocimiento y favorezcan la verbalización, explicitación, el contraste y la reelaboración de las ideas y de los conocimientos. Concretamente con la creación de un Laboratorio Cuidadano dentro de la Universidad para abarcar retos sociales dentro de nuestros límites personales y sociales.

O2. Trabajar desde un enfoque profesional los problemas a los que nos enfrentamos en nuestro día a día. Concretamente intentando identificar como afrontar el reto energético al que nos enfrentamos.

O3. Formar futuros profesionales capaces de encontrar para cada problema particular la solución experta, personal y adaptada al contexto social, humano y jurídico dado. Concretamente en el laboratorio se expondrán soluciones diversas y las cuales se han de validar no sólo técnicamente sino en las otras dimensiones con objeto de hacer ver al participante que la tecnología ha de ser responsable.

O4. Favorecer que los alumnos adquieran competencias y capacidades tales como el desarrollo de trabajo autónomo y trabajo colaborativo, nuevas habilidades intelectuales, habilidades de comunicación interpersonal, valores de compromiso personal (responsabilidad, iniciativa, etc.).

Señalábamos anteriormente que los retos actuales tienen la inherente dificultad de que han de ser resueltos de una manera transversal e interdisciplinar donde las soluciones no son puramente técnicas, sino muchas veces también sociales. En nuestro ámbito de ciencias e ingenierías hemos de preparar a los alumnos a pensar en que el desarrollo de una tecnología ha de afrontarse no sólo desde el punto de vista técnico, de una forma transversal, sino también considerando la perspectiva social, medioambiental, jurídica, etc.

Los actuales grados fomentados por Bolonia nos llevan a ingenieros especializados en una disciplina muy concreta, a costa de tener que renunciar a conocimientos más generalistas y transversales. Sin considerar esto una deficiencia del sistema, hemos de preparar a los alumnos en el desarrollo de proyectos que afronten los retos mundo de hoy, usando para ello la inteligencia colectiva, y para ello nace el Laboratorio que proponemos. Obviamente, por este carácter transversal de habilidades, capacidades y conocimientos de los participantes no creemos que su aplicación en una asignatura en concreto tenga el mismo impacto que el hecho de crearlo a nivel de Campus. Sin duda, creemos que el Laboratorio viene a mejorar el aprendizaje, a través de retos donde uno puede divertirse, experimentar sin miedo a equivocarse, usando su propia casuística como ámbito de aplicación y sin la presión de ser calificado en un examen.

Hay una cita que dice “jugar es la forma favorita de nuestro cerebro para aprender”, lo cual, en la taxonomía de Bloom (2001) nos lleva a clasificar la iniciativa del Laboratorio en los niveles más alto de aprendizaje, que es aquel que se adquiere mediante la creación, el análisis y la evaluación

Además, podemos decir que el Laboratorio aportará las siguientes ventajas a la carrera académica de los estudiantes:

1. Trabajará la creatividad de los estudiantes dándoles la libertad de desarrollar el reto según sus ideas.

2. Fomentará la autonomía de los alumnos para proponer soluciones: el alumno es el protagonista de su aprendizaje.

3. Fomentará el pensamiento crítico para analizar fallos y/o resultados obtenidos: el alumno es el protagonista de su aprendizaje.

4. Descubrirá nuevas salidas profesionales que no son obvias para grados de informática y telecomunicación, los principales en el Campus Sur, como puede ser el ámbito de la energía.

5. Motivará al alumno a aplicar los conocimientos adquiridos tanto en el aula como en su experiencia personal para resolver retos que le son muy cercanos y que tienen impacto en su día a día. Incluso le motivará a adquirir nuevas destrezas para afrontar el reto, p.e. buscando información por él mismo.

6. Aumentará la superficie de contacto entre distintos grados y másteres para mejorar el intercambio de conocimientos de manera transversal. Y creará comunidad entre PAS, PDI y alumnos sin la estructura “jerárquica” que nos impone la Universidad, descubriendo al alumno el poder de la inteligencia colectiva y el trabajo en grupo.

7. La mejor manera de aprender es tener que explicar. El Laboratorio dará a los alumnos la oportunidad “docente” cuando tengan que compartir sus conocimientos.

8. “Lo que la mano hace, el cerebro lo recuerda”. Y es que no existen muchas oportunidades en nuestro sistema educativo donde se dote a los alumnos de la libertad de experimentar en primera persona.

La tabla de actividades quye vamos a realizar se esquematiza en:

1.Preparación Retos  (FEBRERO-MARZO)

   1.1Preparación guías de actuación: planning detallado, fases del reto, objetivos de cada fase, etc

   1.2 Compra de materiales necesarios

   1.3.Desarrollo de guías de evaluación de los participantes

   1.4 Desarrollo de materiales para la valoración del Laboratorio

2.Anuncio e inscripciones del Laboratorio Ciudadano (MARZO)

3. Desarrollo del primer reto (ABRIL-MAYO-JUNIO)

4. Evaluación del Laboratorio (JULIO-AGOSTO)

5. Divulgación (SEPTIEMBRE-OCTUBRE-NOVIEMBRE)

A continuación, detallamos cada una de las fases descritas.

Fase1. Planteamos arrancar la creación del Laboratorio en el curso académico 2022/2023. Para ello, tendremos una primera fase de preparación de los retos que abarcará los meses de febrero y marzo. En esta fase, el actual equipo docente, diseñará el planning para realizar al menos dos retos en este primer año. Como hemos dicho, los retos se han descrito como actividades acreditables y los alumnos pueden compensar hasta 3ECTS (75 horas de trabajo), por lo que han de ser debidamente planificados por parte del equipo docente. De este modo, podremos llegar a emitir un certificado de participación y aprovechamiento del curso incluso también para aquellos participantes que no sean estudiantes. Dicho planning estará descrito en una guía de aprendizaje en la que se detallarán:

• Las competencias que deseamos que los participantes alcancen a través del reto concreto.
• Los resultados específicos de dicho aprendizaje para el reto dado
• Los contenidos y actividades de aprendizaje
• Estrategias metodológicas adaptadas a cada reto.
• Cronograma detallado de la ejecución del reto (sesiones presenciales y sesiones individuales)
• Métodos de evaluación del aprendizaje y los criterios de evaluación. Al tratarse de actividades acreditables, debemos asegurar la calidad del aprendizaje obtenido.

En esta fase se incluye la compra de todo el material fungible necesario para acometer los retos, si bien, podrá ser ampliada, una vez que los participantes definan de forma más precisa el cómo desarrollar el reto. Así mismo se adaptará y acondicionará el espacio físico del Laboratorio de ciudadanos. Es reseñable que la compra de todo el material fungible requerido para la experiencia: arduinos, PCBs, material eléctrico en general, cámaras termográficas, pueden sumar fácilmente 120€ por participante. Esta cantidad, será cofinanciada por nuestro equipo, no solicitándose al proyecto de innovación educativa.

En esta fase también afrontaremos aspectos éticos a tener en cuenta, tales como las hojas de consentimiento informado, p.e. para el tratamiento de la imagen de los participantes en material divulgativo posterior.

2. De forma paralela, se activarán las redes del Campus Sur para anunciar el Laboratorio y se abrirán las inscripciones para participar en los retos. En este momento, pondremos atención en aquellos estudiantes que deseando participar, tengan algún tipo de necesidad que requiera de alguna adaptación por nuestra parte para que puedan también participar en el Laboratorio.

3. Una tercera fase es la fase de ejecución de los retos que dividiremos en tres partes.

• Una primera, que planteamos desarrollar después de Semana Santa – a partir del 11 de Abril- y que nos llevará hasta finales de mayo, con objeto de no saturar a los alumnos en épocas de exámenes, donde se trabajará de forma grupal para dar solución al reto y fabricar aquello que sea necesario, p.e. en el desarrollo de sensores.
• Una segunda parte, que es individual, que realizarán los participantes por su cuenta, desde junio hasta finales de septiembre donde recopilarán datos, y experimentarán en su propio ambiente.
• Una última parte que de nuevo de forma colectiva fomentará compartir los resultados, debatir conclusiones y evaluar la experiencia, que ejecutaremos en el mes de octubre.

4. La fase de evaluación de la actividad del laboratorio y medición de resultados, acorde con la metodología descrita en el siguiente apartado de esta memoria, se desarrollará en los meses de septiembre y octubre. Se generará así un informe de resultados que será compartido con las direcciones de los Centros implicados y con el propio Rectorado.

5. Finalmente, realizaremos la fase de divulgación de la iniciativa. Si bien durante los meses de febrero y marzo, se trata de “publicidad” de la iniciativa, en los meses de Octubre y Noviembre, planteamos el realizar difusión de los primeros resultados obtenidos

En este apartado se define cómo evaluar el Laboratorio en su vertiente de experiencia innovadora para fomentar el aprendizaje. Esto es la Fase 4 del proyecto, y no ha de confundirse con los resultados esperados y la evaluación definida en las guías de aprendizaje, ya que en ellas lo que se evaluará no es tanto la experiencia de innovación educativa en su conjunto, sino las competencias adquiridas por los participantes en cada uno de los retos, p.e.: idear mecanismos para identificar sus comportamientos energéticos, Construir procedimientos que les ayuden a promover un cambio de hábitos en materia energética, juzgar el papel que cada uno juega en la transición energética, obtener datos propios de comportamiento energético, desarrollar acciones en pro de la comunidad, etc… Como hemos señalado el ámbito energético es el ámbito de operacionalización del Laboratorio y debería ser trasladable a otros retos sociales, por ello hay que definir cómo evaluar el Laboratorio desde el punto de vista de innovación docente para poder ser trasladado a otros ámbitos.

Así pues,  los resultados concretos que esperamos obtener gracias a la puesta en marcha del Laboratorio se establecen en:

R1. Identificación de las ventajas y desventajas de la iniciativa como contexto de aprendizaje en la Universidad. Medición: (1) Análisis individualizado por parte de cada uno de los docentes-observadores a través de un formulario de variables observables.(2) Encuesta a los participantes

R2. Formulación del mecanismo de motivación cívica para participar en estas iniciativas de aprendizaje. Medición: Encuesta a los participantes.

R3. Evaluación el papel que juegan distintos participantes en el desarrollo de la iniciativa. Medición: Análisis individualizado por parte de cada uno de los docentes-observadores a través de un formulario de variables observables.

R4. Estimación del valor de la interdisciplinaridad de conocimientos y bagaje de los participantes para la resolución de retos. Medición: (1) Análisis individualizado por parte de cada uno de los docentes-observadores a través de un formulario de variables observables.(2) Encuesta a los participantes

R5. Análisis del impacto de la iniciativa en la carrera académica/profesional/personal de los participantes. Medición: Encuesta a los participantes.

Los resultados y la manera en la que fueron medidos serán incluidos en la memoria final del proyecto para su validación. De igual modo, se describirán los logros asociados a los resultados específicos detallados en las guías de aprendizaje.

En esta primera fase del proyecto se generarán los siguientes productos:

• Guías de aprendizaje para la puesta en marcha de cada uno de los retos con objeto de que puedan ser utilizadas en otras unidades docentes. Las guías de aprendizaje se escribirán en inglés con objeto de aumentar su potencial transferencia en otros centros educativos y serán publicadas en abierto en el repositorio UPM.
• Recurso Educativo: Vídeos de proceso de los retos. No se trata de un video de la experiencia del laboratorio, que proponemos después como material divulgativo, sino de videotutoriales sobre partes concretas de la resolución de los retos que pueden servir de forma genérica a otros usuarios, p.e. cómo se fabrica un sensor concreto. Estos videos no serán producidos por el equipo docente, sino que es parte de la formación y el aprendizaje de los participantes con objeto de fomentar sus habilidades comunicativas e introducirles en el mundo de la difusión en abierto de los resultados.
• Recurso educativo: Como consecuencia de los retos que se vayan poniendo en marcha, aprenderemos a crear dispositivos caseros, a medir nuestros hábitos, etc... estos aprendizajes, son muy interesantes para luego crear actividades de divulgación para el público en general, como los que se enseñan en la Feria de Madrid por la Ciencia, la Semana de la Ciencia, visitas de institutos, etc.
• Informe- Memoria final que contendrá una descripción de la experiencia a nivel global y la descripción de los resultados obtenidos.

Los productos divulgativos que se esperan en este primer año, afectan tanto a los propios retos en sí mismos como al Laboratorio como demostrador de innovación educativa.

Referente a los primeros, la idea es poder realizar noticias en Madri+d o en el blog de investigación de la UPM, respecto a la actividad realizada por los participantes. Al fin y al cabo, estamos planteando retos que ligan con la investigación en materia energética que llevan a cabo ciudadanos científicos, lo cual es de sumo interés para los ámbitos de divulgación de I+D. 

Producto divulgación 1: 1 artículo sobre el reto/los retos realizados en el laboratorio y los resultados obtenidos en portal de divulgación.

Referente a los productos derivados de la propia iniciativa de innovación educativa del laboratorio, como hemos dicho nos gustaría que el proyecto tenga madurez suficiente y pruebas sólidas validadas durante al menos un par de ediciones con objeto de publicar los resultados en una revista de innovación educativa de calidad como la revista española Comunicar (Q1, JIF:6,013) o Educación XXI (Q1 en Scopus, JIF: 3,265). Por ello, no planteamos por ahora realizar una publicación, sino que lo que haremos será editar un video resumen de la experiencia con objeto de presentar la experiencia de una manera visual.

Producto divulgación 2: Video resumen del Laboratorio en acceso abierto en canal YouTube de la UPM.

A parte, planteamos realizar un workshop online con profesores con los que colaboramos de forma habitual tanto dentro de la UPM como de otras facultades/universidades tanto españolas como extranjeras para explicar el funcionamiento de este demo. Planteamos así poder acceder a profesores que son colaboradores de investigación de nuestros proyectos, que provienen de al menos 4 escuelas diferentes de la UPM, de la Universidad de Lisboa, Universidad Aarhus, Universidade Sao Paulo, Universidad de Ljubljana, la Universidad de Jaén, la Universidad de Málaga, la Universidad Politécnica de Cataluña, etc… y cuyo perfil docente es similar al de este equipo.

Producto divulgación 3: Workshop internacional online con profesores de otras universidades.

Finalmente, y con objeto de poder atraer a más participantes durante las próximas ediciones, se mantendrán una actividad constante en las redes sociales del Campus, con objeto de enseñar lo que vamos haciendo en nuestras sesiones.

Producto divulgación 4: Posts, stories, tweets… en redes sociales del Campus.

En este proyecto colaboramos profesores de 2 Escuelas diferentes de la UPM, ETSISI y ETSIST, pertenecientes a 3 Departamentos: Matemáticas Aplicadas a las TIC, Ingeniería Telémtica y Electrónica y, Electrónica física, Ingeniería eléctrica y Física aplicada. También contamos con investigadores no docentes del Instituto de Energía Solar.  Así, dentro de la UPM, gracias a nuestros proyectos de investigación  tenemos contacto de forma constante con profesores de  otras escuelas de la UPM como la ETSI. de Topografía, Geodesía y Topografía, la Escuela Superior de Ingenieros de Telecomunicación, la ETSI y Diseño Industrial o la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Esto hace que nuestra experiencioa no solo pueda ser compartida de forma amplia en la UPM como se pretende dentro del producto de divulgación identificado como workshops, sino que pretendemos que algun colaborador nuestro de estas Escuelas pueda tomar parte de alguna parte de los retos, participando como jurado de la experiencia, de observador, de orientador, etc... Básicamente buscamos colaborar con ellos para poder evaluar la experiencia y obtener sus puntos de vista como docentes, y así poder mejorar y/o motivar a crear más Laboratorios Cuidadanos dentro de la UPM.

Por otra parte, como ya se ha anticipado anteriormente, nuestra vocación es tambien la transferencia de resultados a otras unidades docentes tanto dentro como de fuera de la UPM. Por ello, las guías de aprendizaje de cada uno de los retos serán realizadas en inglés con objeto de que nuestra experiencia sea replicada al menos en otras 3 universidades europeas, una vez que se haya realizado el workshop en el que participarán al menos profesores de 10 centros diferentes. Es posible que las experiencias en las otras universidades no se realicen en este periodo de febrero a noviembre de 2023. Por ello, una vez más, vemos que es necesario que este proyecto se siga desarrollando en próximos cursos académicos, precisamente para comparar los resultados en distintas realidades universitarias.