Se propone la realización de un experimento interdisciplinar en el que colaborarán dos Escuelas UPM, la ETSIAAB y la ETSISI. El objetivo será que los alumnos desarrollen un sistema de comunicación a través de la aplicación Telegram conectado a un sistema IoT que monitoriza el estado y entorno de una planta, el proyecto estará dividido en tres etapas:

1. Programación de un bot de Telegram. En la asignatura de Sistemas Basados en Computador impartida en el cuarto curso del Grado de Ingeniería de Computadores de la ETSISI, se presentará a los alumnos un bot de Telegram completo desarrollado por los miembros del proyecto. Este bot ofrece comunicación con un sistema Internet of Things (IoT) conectado a una especie vegetal y que recoge diferentes medidas que afectan a la planta y al entorno de esta (luz, CO2, temperatura, humedad, humedad de la tierra, ...). Los alumnos podrán interactuar con este bot a través de comandos y, más tarde, deberán replicar este mismo bot, pero modificando su comportamiento para que se adecúe a un proyecto que deben realizar en la asignatura. Se evaluará a los alumnos en función de la capacidad de implementación de dicho bot.
2. Aprendizaje autónomo. Los alumnos deberán buscar información sobre una nueva especie vegetal que estos utilizarán para comprobar el funcionamiento de su propio bot. Con esta información podrán inferir en el estado de la nueva especie vegetal en función de los datos obtenidos. Además, deberán consultar las dudas que tengan con el desarrollo de su bot en diversas fuentes de internet. De este modo, el alumnado aprenderá a interpretar, evaluar y manejar los datos obtenidos de forma que adquieran competencias transversales de conceptos agronómicos e informáticos, además de las definidas en el marco de trabajo de competencias digitales DigComp 2.2
3. Agenda 2030. Se proporcionará a los alumnos un catálogo de preguntas realizado por expertos en la materia con vistas a medir la capacidad de obtención y análisis de datos de carácter agronómico e informático mediante la utilización de la herramienta IoT desarrollada. Además, se evaluará el nivel de conciencia ambiental obtenido con los experimentos y si se ha producido alguna mejora de calidad en la educación con el desempeño de este proyecto. Para ello, se realizará una revisión bibliográfica con el objetivo de encontrar cuestiones relacionadas con la Agenda 2030 y la conciencia ambiental.

Por otro lado, durante el desarrollo de este proyecto se dividirá a la clase en tres grupos (A, B y C).

El primer grupo (A) estará compuesto por todos los alumnos de la clase, a los que se enseñará el bot de Telegram con todas las funcionalidades que más tarde deberán programar una a una. A lo largo de las sesiones se les explicará las distintas funcionalidades que más tarde deberán desarrollar (una por sesión).

Con el fin de captar el interés de los alumnos, se les propondrá unirse a un segundo grupo (B), en este caso de Telegram, donde tendrán acceso a un experto agronómico, a un experto informático y al bot que se le mostró al inicio del proyecto. De este modo, los alumnos podrán interactuar tanto con los expertos, como con el bot que actúa como interfaz con la planta.

Por último, con el objetivo de ofrecer una experiencia de aprendizaje personalizada, se propondrá a los alumnos del segundo grupo (B) el acceso a un último grupo individualizado (C) donde los únicos participantes sean ambos expertos, el alumno y el dispositivo IoT. De este modo, los profesores podrán atender de manera individualizada las demandas del alumno.

Con esta división se pretende comprobar cuál de las tres alternativas tiene mejores resultados en el proceso enseñanza/aprendizaje.

Objetivos que se pretenden alcanzar:

• Integrar en el aula contenidos de diferentes áreas de la ingeniería, demostrando su multidisciplinariedad.
• Desarrollar el interés investigador de los estudiantes.
• Utilizar múltiples tecnologías emergentes para resolver problemas de entornos reales.
• Desarrollar competencias digitales centradas en la búsqueda, filtrado y evaluación de datos provenientes de diferentes fuentes de información.
• Fomentar la colaboración entre alumnos en la resolución de problemas planteados por la conciencia ambiental.
• Crear un espacio docente común bajo la tutela de los coordinadores y miembros del PIE.
• Evaluar empíricamente métodos de enseñanza.

• Uso de la educación personalizada como potenciador de la motivación del alumnado, mejorando la calidad de la oferta educativa y la formación (académica y personal) de este.
• Aplicación real de las nuevas tecnologías a múltiples sectores de la ingeniería.
• Demostración de que todos los conceptos teóricos abordados en los Grados universitarios tienen un ámbito de aplicación en el mundo real.
• Introducción en el entorno educativo de nuevas tecnologías que son utilizadas por las empresas que más tarde contratarán a los egresados.

El proyecto se dividirá en diferentes fases:

1. Fase 1 (presentación y registro de bot). Se les mostrará el bot con todas sus funcionalidades y se les explicará, con ayuda de un esquema, las comunicaciones que se realizan internamente para que todo el sistema funcione correctamente. Acto seguido, se les enseñará a registrar un bot en la plataforma Telegram. A su vez, se propondrá a los alumnos el formar parte del grupo B.
2. Fase 2 (presentación de Thingsboard y envío de datos a Thingsboard). A los alumnos se les presentará y explicará la plataforma Thingsboard, la cual permite el registro y visualización de los datos que se recogen en el sistema IoT. Tras enseñarles la herramienta, se les mostrará un esquema explicativo sobre el envío de datos a Thingsboard desde un sistema IoT.
3. Fase 3 (alarmas en Thingsboard). A los alumnos se les enseñará cómo funcionan las alarmas en Thingsboard, explicándoles también que las alarmas permiten, entre otras cosas, enviar alertas al bot de Telegram. Tras esta explicación, se les enseñará a los alumnos a generar alarmas para que estas puedan ser enviadas, a su vez, al bot de Telegram.
4. Fase 4 (mensajes y preguntas en Telegram -conceptualización-). A los alumnos se les enseñará que Telegram permite, además de una comunicación a través de comandos, una comunicación a través de preguntas y respuestas prefijadas.
5. Fase 5 (Problema cerrado –investigación, conclusión y discusión-). Teniendo en cuenta el sistema desarrollado en las sesiones anteriores y las preguntas que se presentaron a los alumnos, se planteará a los alumnos un problema cerrado relacionado con la planta y la sensórica a utilizar en el proyecto. Finalmente, se motivará un ambiente de debate donde los alumnos expongan sus conclusiones y argumenten sus respuestas al resto de compañeros.
6. Fase 6 (Problema abierto). Se planteará a los alumnos un problema abierto tipo: ¿cómo cambiarían lo que han aprendido para ajustarlo a su proyecto?, y se abordará el diseño de una solución adaptada a su proyecto y evaluar la solución.

Para la evaluación y medición de los resultados, se tendrán en cuenta diferentes variables:

1. Desarrollo del bot. Una de las tareas de los alumnos va a ser la creación de un bot de Telegram. El código que desarrollen a partir del código del bot original, tendrá que ser subido a una plataforma de código abierto como GitHub. Se evaluará el contenido y calidad de este código.
2. Trabajo en las sesiones. Relacionado con el punto anterior, el proyecto se divide en varias sesiones, debido a esta división del contenido, se podrá analizar el trabajo de los alumnos a lo largo de cada una de estas sesiones.
3. Interés del alumnado. Se medirá el interés del alumnado teniendo en cuenta el número de interacciones en clase y en los diferentes grupos de Telegram. Además, se evaluarán la calidad de las interacciones y de qué tipo sean estas (vídeo, fotografías, audios o texto).
4. Problema abierto. En la última sesión se planteará un problema abierto a los alumnos y ellos serán quienes diseñen la solución. De este planteamiento se podrán evaluar diferentes aspectos: calidad del diseño de la respuesta a un problema concreto, cantidad y calidad de la información aportada en la solución, citaciones en la respuesta y aplicación de lo aprendido a lo largo de las sesiones.

La metodología, los recursos y el análisis de los resultados obtenidos del proyecto se expondrán en Congresos, Jornadas y revistas especializadas. La difusión de esta información facilitará la posibilidad de contactar con grupos que investiguen en áreas afines y permitirá establecer vínculos de colaboración conjunta. Del mismo modo, la difusión posibilitará la transferencia de resultados a otras asignaturas y departamentos de la UPM u otras Universidades.

Debido a la naturaleza de los diferentes componentes que se utilizarán en el proyecto, se podrán generar diferentes materiales divulgativos:

1. Datos generados por el sistema IoT. Los datos recopilados por el sistema IoT se subirán a una plataforma open access (tipo Thingsboard) para futuras investigaciones.
2. Material científico. Redacción de artículo científico dirigido a revista indexada en el JCR.
3. Tesis doctoral. La investigación realizada en este proyecto y los resultados que se obtengan formarán parte de la tesis doctoral de Alejandro Leo Ramírez.
4. Repositorios institucionales UPM. Toda la información relativa al proyecto será subida a repositorios institucionales tipo: Colección Digital Politécnica, canal YouTube UPM, iTunes UPM, blog ePolitécnica.

ETSIAAB

ETSISI

Colegio de Ingenieros Técnicos Agrícolas del Centro