Las técnicas de aula invertida han revolucionado la formación continua del profesorado al cambiar los paradigmas educativos tradicionales. Estas permiten optimizar el tiempo en el aula para actividades interactivas y prácticas, que favorecen el intercambio de experiencias y enfoques de innovación educativa entre profesionales, así como una comprensión profunda de los nuevos conocimientos pedagógicos. La disponibilidad total de los materiales antes de las sesiones promueve además la heutagogía y la adaptabilidad al contexto personal. Ello permite a los docentes acceder y revisar el material a su propio ritmo, atendiendo a los diferentes estilos y necesidades de cada ámbito profesional (Blaschke y Hase, 2015). Al enfatizar la participación y el aprendizaje activo, las técnicas de aula invertida ayudan a los profesionales a tomar las riendas de su propio itinerario educativo, preparándolos para un crecimiento personal y profesional continuo.

Ante los vertiginosos cambios y sobreabundancia de información existente en la actualidad, la generación actual de estudiantes universitarios necesita adquirir habilidades que les permitan estar abiertos a los nuevos retos sociales, ambientales y técnicos, a lo desconocido, y ser capaces de mejorar continuamente. Es necesario prepararlos para trabajos que quizá no podamos imaginar hoy, para el uso de tecnologías que aún no se han desarrollado, y para resolver problemas que aún no comprendemos. Por ello se considera necesario ayudarlos a que se conviertan en actores propietarios de sus aprendizajes. Desde esta perspectiva, es posible alinear la modalidad de aula invertida con el aprendizaje permanente (lifelong learning), ya que ambos enfoques convergen en la finalidad de un aprendizaje más activo, flexible y centrado en el estudiante (El Mawas y Muntean, 2018; Arar et al., 2022). En el aula invertida, los estudiantes adquieren conocimientos básicos por su cuenta (a través de videos, lecturas o recursos online) antes de asistir a clase; y el tiempo en clase se dedica a actividades más dinámicas o prácticas como debates, resolución de problemas, o proyectos. Este enfoque fomenta la autonomía, el autoaprendizaje y el uso de recursos digitales. En el ámbito universitario, es el profesor quien lo debe impulsar y el alumnado debe secundarlo. La eficacia del modelo reside en despertar la motivación, las competencias emocionales del alumnado y las dimensiones del aprendizaje (Marzano, 2007; Marzano y Kendall, 2008; Marzano y Pickering, 2011) y en el “just-in-time teaching”, el aprovechamiento del tiempo de calidad de las clases posteriores, junto con las micro-actividades de evaluación de los aprendizajes (Isaias, 2018). Es ampliamente admitido que el modelo de aula invertida promueve y mejora la calidad de la enseñanza-aprendizaje (Bhat et al, 2020)

Por el contrario, el aprendizaje permanente se refiere a la idea del aprendizaje como proceso continuo que se extiende más allá de la educación formal. El docente lo debe impulsar y el alumnado lo secunda porque lo desea voluntariamente. La eficacia del modelo reside en mantener el interés del discente y en la autoevaluación (Wilson, 2017). Implica que las personas desarrollen la capacidad de aprender de forma autónoma, adaptándose a nuevos contextos, tecnologías y necesidades a lo largo de la vida.

Ambos modelos presentan algunas afinidades y son integrables: fomentan el desarrollo de habilidades de autoaprendizaje, se orientan a la resolución de problemas y al pensamiento crítico, se emplea la tecnología y recursos digitales, el discente gestiona su ritmo (tiempos y recursos) y su motivación. Por ello, si los estudiantes universitarios se habitúan al modelo de aula invertida, mejorarán su capacidad para seguir explorando temas por iniciativa propia; y por consiguiente estarán más preparados para continuar aprendiendo de manera flexible, combinando educación formal, trabajo y vida persona a lo largo de la vida (Cevikbas y Argün, 2017; Babacan y Altas, 2024).

Por tanto, combinar el aula invertida y el lifelong learning es posible, y además puede potenciar el aprendizaje autónomo, flexible y continuado: prepara al alumnado para cumplir objetivos académicos inmediatos, pero también para un aprendizaje a lo largo de la vida, así como para adquirir las llamadas “competencias del Siglo XXI” (O’Flaherty y Phillips, 2015; Mitsiou, 2019).

La finalidad de este proyecto es doble: ayudarles mejorar las competencias necesarias para la vida mediante la práctica del aula invertida; y seguir fomentando la aplicación del método de aula invertida, ya empleado desde hace casi 10 años por miembros del GIE, intensificándolo según las dimensiones del aprendizaje según la taxonomía de Marzano y Kendall. Colateralmente, se pretende implementar el modelo de aula invertida como método eficaz que prepare al alumnado para el aprendizaje permanente. Una de las actuaciones centrales del proyecto será la generación de material didáctico -basado en tecnología y recursos digitales-, que pueda ser utilizado como material de estudio en el lifelong learning.

Finalmente, se plantea también realizar una exploración sobre las prestaciones y posibilidades de ayuda que ofrece la inteligencia artificial para implementar y evaluar la aplicación del proceso de aula invertida en nuestras imparticiones.

• Profundizar en el modelo de aula invertida ya empleado en algunas asignaturas de Grado y Master.
• Orientar la aplicación del aula invertida a la adquisición de las capacidades del Siglo XXI en asignaturas de ingeniería.
• Generar recursos digitales para la enseñanza universitaria que sirvan a la vez para el aprendizaje permanente.
• Fortalecer la internacionalización de la aplicación de la metodología de aula invertida.
• Explorar las prestaciones que ofrece la inteligencia artificial para la aplicación del aula invertida.

Profesores del equipo solicitante llevan años aplicando el método de aula invertida en las asignaturas que imparten. Es sabido que el aula invertida contribuye a la mejora de los resultados del aprendizaje (Talbert y Bergmann, 2017; Akçayir y Akçayir, 2018; Prieto et al., 2021). Se considera que esta propuesta profundiza en su aplicación: se va a aplicar a más unidades didácticas durante el curso; para ello se va a incrementar el material didáctico necesario (tecnología y recursos digitales) y se va a incentivar su uso en los alumnos a través del proceso de evaluación. Se pretende contribuir a la autorregulación del estudiante — su capacidad para gestionar, controlar y supervisar su propio proceso de aprendizaje de manera consciente y autónoma— con perspectiva de la autorregulación propia del aprendizaje permanente (EL Mawas et al, 2016; Alamry, 2017; Blau y Shamir-Inbal, 2017). Una novedad de la propuesta consiste en que el nuevo material que se genere estará pensado para su empleo también como recurso para el aprendizaje permanente. Esta idea ya fue iniciada hace una década por Robert Talbert, uno de los autores más relevantes en la materia (Talbert, 2015).

Las actuaciones del proyecto pretenden alinearse con la propuesta de la ANECA en su documento sobre puesta en práctica y evaluación de los resultados del aprendizaje: "reflexionar sobre las competencias incluidas en la propuesta del título, de cara a transformarlas, si fuera preciso... en verdaderos resultados del aprendizaje".

Así, la propuesta pretende actuar en tres frentes: 1) en la estrategia de aprendizaje basado en problemas, 2) Crear nuevo material didáctico y mejorar los recursos didácticos existentes para que puedan servir para aprendizaje permanente; 3) aprovechar las tutorías mixtas grupales para impulsarles en su autorregulación.

1) El aprendizaje basado en problemas (ABP) en ingeniería, junto con el trabajo en equipo, permiten ayudar al alumnado a adquirir competencias prácticas para el trabajo profesional. Su eficacia está ligada a las capacidades de gestión individual del estudio y de trabajo en equipo (Tsang et al., 2018). A través de la creación de nuevo material digital (videos interactivos y apps de MatLab con ejercicios y problemas para el autoestudio) este proyecto aspira a ayudar a los estudiantes de menor rendimiento hacia el aprendizaje autónomo y la autorregulación. Se pretende fortalecer su aprendizaje experiencial (visualización de la repercusión de cada variable o parámetro que interviene en una formulación) y facilitar la adquisición de competencias.

Se pretende seguir mejorando la calidad del tiempo en el aula, avanzando hacia la enseñanza "just in time" y un mejor aprovechamiento académico.

2) En colaboración con la universidad contraparte, se plantea seguir elaborando material didáctico multipropósito, tanto para realizar las microactividades de evaluación online en el aula (Kahoot!, Socrative), sesiones de evaluación por pares o de estudio dirigido, como para su utilidad en el aprendizaje permanente.

Los nuevos videos, apps y tests online se añadirán al repositorio existente, engrosando el espacio común de aprendizaje, para fomentar el aprendizaje participativo en la escuela, que avanza en la innovación y aspira a mejorar los resultados de la enseñanza-aprendizaje.

3) El aula invertida no puede soslayar el trato personal con el discente, sino al contrario. Se prevé aprovechar mejor el sistema de seguimiento y tutoría: se aprovecharán las tutorías mixtas grupales para suscitar ideas de nuevos minivideos y apps de ayuda al estudio sobre temas que resultan elusivos y que aparecen frecuentemente en las tutorías. Al mismo tiempo, se mantendrán las tutorías y las entrevistas para el seguimiento de sus progresos y continuar el trato profesor-discente.

Se mantendrá el sistema de evaluación de la aplicación del aula invertida mediante indicadores de proceso y de resultados:

* Esquema de encuestas (de percepción y satisfacción) de primer día, de mitad de trimestres, tras el examen parcial y antes del segundo parcial. Se incluyen entrevistas al alumnado.

* Feedback de entrevistas con los alumnos en pasillos y en tutorías.

* En el empleo de la matriz de competencias (Torres et al., 2015), un conjunto de rúbricas.

* Se revisará periódicamente y reflexión sobre la eficacia de estos procesos para resolución de deficiencias.

Asimismo, se explorará la versatilidad de las herramientas de inteligencia artificial para ayudar a mejorar la calidad del material digital y la eficacia de la aplicación del aula invertida.

Fase I: revisión de material y planificación (4 semanas)

Se revisará el material digital (videos, apps, libros, apuntes, tareas de Teams y quizzes de Socrative), de las colecciones actuales y del conjunto de encuestas disponible. Identificación de necesidades de nuevo material, priorización y temporalización. Se realizan las encuestas del primer día en las asignaturas.

Se realizan dos encuestas iniciales: una sobre conocimientos previos de la asignatura y otra sobre disposición personal al aprendizaje.

Tras 4 semanas transcurridas del semestre, ya se inician las tutorías grupales interactivas (en la versión descrita anteriormente), para promover la creación de videos, apps y tests ad-hoc con el fin de apoyar el aprendizaje de aspectos controvertidos o elusivos.

Fase II: Aplicación del modelo de aula invertida (3 meses). El alumnado visualiza por su cuenta los videos y el material digital con explicaciones sobre los contenidos del temario durante el fin de semana. Se les asigna además la resolución de un problema para el que no existen dos juegos de datos iguales. El primer día de clase de la semana siguiente han de responder a tests online (Socrative) sobre el contenido estudiado autónomamente. Además, han de entregar resuelto el problema asignado mediante una tarea en la plataforma Teams. Se ofrece la oportunidad al alumnado de presentar

voluntariamente en la pizarra la resolución del problema. Los tests persiguen objetivos inmediatos de aprendizaje: aplicar, calcular, dimensionar... En cambio, los problemas persiguen niveles avanzados de la pirámide de aprendizaje: valorar, razonar, argumentar, sintetizar.

Se realizan las encuestas de percepción después del primer examen parcial sobre la marcha del curso, la valoración del examen y la utilidad de los recursos electrónicos disponibles. Se realizará una nueva encuesta sobre percepción y valoración de las tutorías.

Implementación y asignación de prácticas y problemas semanales. Intensificación de la evaluación por pares como microactividad de evaluación. Seguimiento del desarrollo y de los resultados de las entregas. Identificación de los bajos rendimientos para intentar acompañar y reconducir actitudes.

Comunicaciones cada tres semanas con los equipos de las universidades contraparte para la conformación y mejora de los contenidos del repositorio de videos y apps.

Fase III: Ejecución. Valoración y reflexión de las fases I y II para reorientar la estrategia de ABP. Creación de nuevos videos y apps. (3 meses)

A punto de finalizar el período de clases del semestre, se revisa el material didáctico disponible y se evalúa su versatilidad para uso en el aprendizaje permanente. El desarrollo académico y las tutorías impulsarán la creación de nuevos videos, se estima que 1 ó 2.

Los alumnos de Master realizan presentaciones en el aula de apps, otros contenidos digitales y videos realizados por ellos.

Se realizan las evaluaciones en cada asignatura según sus respectivas modalidades. Se reflexiona y revisa el diseño y coherencia interna del proceso.

Comunicaciones cada tres semanas con los equipos de las universidades contraparte para la conformación del repositorio de material digital común. Exploración sobre las mejoras que podría introducir la IA en el proceso.

Realización de encuestas previas al segundo parcial, sobre percepciones, satisfacción, aprendizajes e impacto de las tutorías en sus aprendizajes.

Fase IV: adaptación del material didáctico para aplicarlo al aprendizaje permanente. Valoración del proceso y de los resultados. (2 meses)

Reelaboración del material para el aprendizaje autónomo: se usará como referencia el esquema de los cursos MOOC para adaptar el material digital existente.

Revisión y valoración de matrices de competencias. Comparación entre los resultados de las encuestas y los de los exámenes.

Revisión de las actividades conjuntas con los equipos contraparte en la línea de innovación educativa a distancia de cara a oportunidades de colaboración futura. Exploración sobre las mejoras que podría introducir la IA en el proceso.

Fase V: Memoria final y difusión. (3 semanas) Se prevé la elaboración de alguna publicación sobre uso de aula invertida en conexión con el lifelong learning.

El seguimiento comprende indicadores de proceso y de resultados. Se analizan: el material didáctico que se va generando, los tests de evaluación continuada online, portafolios (de problemas propuestos entregados, de resolución de casos/problemas), los exámenes, las presentaciones orales y escritas, sus criterios y sus rúbricas.

* Indicadores de proceso: revisión de la robustez de las apps, de la claridad y concisión de los videos. La percepción del profesor, entrevistas y las encuestas de cada actividad se aplican al progreso del alumnado. Se realizarán las series de encuestas antes enumeradas. Sus respuestas nos ayudarán a reelaborar los aspectos que contribuyan a mejorar estos recursos de aprendizaje y a repensar las tutorías si fuese preciso. Las comunicaciones periódicas con los equipos contraparte indicarán los avances en la internacionalización.

* Indicadores de resultados: la aplicación de las rúbricas ofrecerá resultados razonablemente objetivos. Al final de semestre se harán estudios comparativos de los logros alcanzados con los de otros grupos cuyos profesores emplean el método tradicional de clases presenciales. Las encuestas de final de semestre, junto con las oficiales de la UPM, además de las notas de los exámenes ofrecen un elenco de indicadores de resultados.

Otra evidencia de logro será la valoración del impacto que el ABP ha tenido en la modificación de la aptitud del alumnado al principio y al final de curso hacia las asignaturas implicadas (medible por las encuestas de primer día y la final).

* Se establecen tres tipos de rúbricas, para cada una de las cuales se establecen 4 niveles de calidad o de implementación (escaso, aceptable, notable y competente):

1) Sobre la capacidad de analizar e interpretar datos y utilizar el juicio de ingeniería para sacar conclusiones, los criterios se refieren a la calidad y completitud de las respuestas de los problemas que entregan semanalmente, la organización del documento, el empleo de vocabulario específico, el rigor, la originalidad, los razonamientos y argumentaciones. Los criterios para las presentaciones orales son: organización, calidad y apreciación visual, contenido técnico y grado de compleción, lenguaje corporal, respuestas a las preguntas, y uso eficaz del tiempo.

2) Trabajo en equipo y organización del proyecto (solo para las asignaturas de Master): capacidad de liderazgo, de creación de un ambiente colaborativo e inclusivo, de establecer metas y objetivos, planificar tareas para su consecución.

3) Sobre la capacidad de adquirir y aplicar nuevos conocimientos según sea necesario, utilizando estrategias de aprendizaje adecuadas, se establecen los siguientes criterios:

3.1) Capacidad de aplicar acertadamente la información incluida en los videos de aprendizaje autónomo en los tests online que se realizan en el aula el primer día de la semana. Los niveles van desde quienes no saben aplican los contenidos teóricos explicados en los videos (escaso) hasta quienes usan procedimientos apropiados para responder a todos los apartados (competente).

3.2) Capacidad de aplicar progresivamente el conocimiento adquirido en la resolución de nuevos problemas. Los niveles van desde los que hacen "copia y pega" (escaso) hasta quienes desarrollan auténticamente su trabajo, apoyándose en fuentes de información apropiadas (competente).

3.3) Estrategias de aprendizaje empleadas en la confección de apps: los niveles varían desde las pobres presentaciones (escaso) hasta las bien organizadas, completas, y las presentaciones orales auténticas, robustas y con fondo y forma correctas (competente).

3.4) Pensamiento creativo y pensamiento crítico: los niveles van desde falta de visión para encontrar o proponer soluciones (escasas) hasta la capacidad de proponer soluciones innovadoras o métodos elegantes de abordar las tareas.

3.5) Generaremos un sistema de rúbricas con ayuda de la IA para contrastar resultados y eficacia con las que tenemos en uso.

* Ediciones corregidas y nuevos videos en el Canal Youtube

(https://www.youtube.com/playlist?list=PL8bSwVy8_IcP4j_uOLgNiZtdIvClY2ydn) ya existentes en el Canal UPM de Resistencia de materiales.

* Nuevos videos didácticos adicionales sobre los contenidos de Resistencia de materiales, Programación de obras, Ingeniería sísmica, BIM y Digital Twins, y Geología de terremotos, para ayudar al aprendizaje según las necesidades de nivelación del alumnado.

* Un libro sobre estudio del pandeo lineal en estructuras, posiblemente publicable en Editorial Ingebook, que combina ediciones en papel y ebook.

* Un video a modo de presentación publididáctica para el primer día de clase de Resistencia de materiales. Se pretende ilustrar el alcance y la relevancia de la asignatura en el ámbito de las ingenierías, para ayudar a despertar en el alumnado su disposición e interés (Wilson y Wilson,2007). Así como en Geología de terremotos y en Análisis dinámico y sísmico de estructuras ya está implementado, es una tarea pendiente en Resistencia de materiales, cuya oportunidad se hace ahora patente.

* La recopilación del material impartido en el aula y en las tutorías mediante el uso de la tableta digital, para su puesta a disposición del alumnado como recurso digital complementario. Serán principalmente ficheros en formato PDF y MP4.

* Edición revisada y aumentada del repositorio de tests y ejercicios para evaluar mediante sistemas de respuesta inmediata en el aula (Socrative).

* Entre 3 y 6 apps de MatLab, bilingüe, de ayuda al aprendizaje experiencial sobre materias tecnológicas.

* Informe final, guías de usuario de las apps.

* Plan de mejora y guía de implantación para el curso siguiente.

* Publicaciones en dos congresos internacionales (CINIE, ICERI, INTED) y al menos un paper en una revista indexada sobre vinculación del aula invertida con el Lifelong learning.

* Un acuerdo de actividad conjunta de enseñanza-aprendizaje en la modalidad COIL (Collaborative Online International Learning) con las universidades contraparte.

* Se difundirán los resultados en las jornadas de innovación educativa organizadas por la UPM, UJAEN y UDEP.

* Se publicarán los videos didácticos, los tests y las apps en los espacios virtuales usuales (Moodle, Teams, OneDrive, YouTube).

* Guías de usuario de las apps.

* Publicaciones en dos congresos internacionales de innovación educativa y al menos un artículo en una revista indexada.

Los miembros del equipo presentaron más de 15 ponencias en congresos internacionales y 3 artículos en revistas de impacto durante los últimos años.

* Un informe final con resultados de las pruebas y encuestas entre los alumnos y conclusiones.

Los coordinadores de esta propuesta forman parte en un equipo de innovación educativa junto con la Universidad de Piura (UDEP) en 2012 y con el profesor Fernando Suárez Guerra, de la Universidad de Jaén (UJA, Departamento de Mecánica de Medios Continuos y teoría de Estructuras), iniciado hace seis años. El propósito es compartir las metodologías,

conocimiento y experiencias en el desarrollo de recursos didácticos para puesta a disposición de dichas universidades. El equipo de la UDEP está coordinado por la profesoras Isabel Chiyón Carrasco (isabel.chiyon@udep.pe) y Valeria Quevedo Candela (valeria.quevedo@udep.edu.pe), de la Facultad de Ingeniería. Con el profesor Fernando Suárez Guerra se ha colaborado en autoría de libros, material didáctico y científico, dos PIEs subvencionados por la UJAEN (uno en desarrollo), además de otros trabajos y publicaciones de innovación educativa.

En 2021 se publicaron estos artículos, fruto de la colaboración de los integrantes del equipo solicitante:

Mosquera Feijóo, J. C., Suárez, F., Chiyón, I., & Alberti, M. G. (2021). Some web-based experiences from flipped classroom techniques in aec modules during the covid-19 lockdown. Education Sciences, 11(5), 211.

Suárez F, Mosquera Feijóo JC, Chiyón I, Alberti MG. Flipped Learning in Engineering Modules Is More Than Watching Videos: The Development of Personal and Professional Skills. Sustainability. 2021; 13(21):12290.

https://doi.org/10.3390/su132112290

Se presentó una ponencia en el congreso ICERI 2022 (en Sevilla):

I. Chiyón Carrasco, S. Sastre-Merino, C.L. Garay Rondero, J.C. Mosquera Feijoo, On the higher education quality and implications for sustainable development, 15th annual International Conference of Education, Research and Innovation, 7-9 November 2022, Seville. ICERI2022 Proceedings

ISBN: 978-84-09-45476-1, doi: doi.org/10.21125/iceri.2022

Juan C. Mosquera Feijoo, Sandro Andrés Martínez, Fernando Suárez Guerra, María B. Benito Oterino, Beatriz González Rodrigo: Innovation, societal and citizen transformation across end-of-degree projects in civil engineering VII Congreso Internacional sobre Aprendizaje, Innovación y Cooperación (CINAIC 2023), pp 228-231. DOI: 10.26754/CINAIC.2023.0058

M. A. Soage Quintáns; F. J. Fernández Fidalgo; S. Andrés Martínez; A. Martin Candilejo;J. C. Mosquera Feijoo; D. Santillán Sánchez; L. Cueto-Felgueroso Landeira, Maieutics combined with online computer applications as an educational strategy to Learn to Learn (LtL), VIII International Conference on Educational Innovation in Building (CINIE 2024), Madrid, 2024

J. C. Mosquera Feijoo; F. J. Fernández Fidalgo; S. Andrés Martínez; I. Chiyón Carrasco, On the use of tablet and ai tools to enhance student learning in strength of materials), VIII International Conference on Educational Innovation in Building (CINIE 2024), Madrid, 2024

S. Andrés Martínez; F. J. Fernández Fidalgo; L. Cueto-Felgueroso Landeira; J. C. Mosquera Feijoo; D. Santillán SánchezLooking for students attention: using digital media for learning basic processes in stem subjects), VIII International Conference on Educational Innovation in Building (CINIE 2024), Madrid, 2024

F. J. Fernández Fidalgo; S. Andrés Martínez; L. Ramírez Palacios; L. Cueto-Felgueroso Landeira; D. Santillán Sánchez; J. Carlos Mosquera Feijoo, Gamification strategies for calculus courses in engineering, VIII International Conference on Educational Innovation in Building (CINIE 2024), Madrid, 2024