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 obtengan información de primera mano respecto a su propia realidad y con ella puedan tomar decisiones adecuadas. Además, se espera que tenga un impacto en la investigación aportando datos que puedan mejorar actuales estimaciones de escenarios de transición energética, donde se obvia de manera reiterativa el impacto de un cambio de hábitos y se priman factores ajenos a la ciudadanía como son inversiones tecnológicas. Es decir, hablamos de que este Laboratorio tiene carácter de ciencia ciudadana. Y por ello, también puede alinearse con la línea de trabajo E4. Aprendizaje basado en investigación.

Este proyecto es continuista del Laboratorio que arrancó el 22-23 (IE23.6101) y continuó durante el pasado curso 23-24 (IE24.6106). Como ya se planteó en la solicitud anterior, nuestra idea es que el Laboratorio cubra al menos un curso académico más, para poder poner en marcha todos los retos que tenemos pensados. Además, esto nos permitiría implementar las lecciones aprendidas con los retos ya realizados, mejorando progresivamente la calidad de nuestras actividades y del proyecto en su conjunto. Por otra parte, la experiencia compartida genera sensación de comunidad dentro del Campus Sur, con lo que cada vez son más los participantes y mayor la realimentación recibida. Nuestro ideal es que al final de la experiencia, éste pudiera ser un espacio permanente de aprendizaje.

Al principio, las actividades se han desarrollado principalmente usando una metodología de trabajo dirigida, planteadas por el equipo docente. Sin embargo, para cada reto individual se ha buscado la colaboración con alumnos voluntarios, que no sólo han ayudado en la preparación de los contenidos, si no que han impartido ellos mismos los conocimientos técnicos necesarios para la realización de las actividades. Esto permite una mayor implicación del colectivo alumnado, ya que se siente parte de la experiencia desde su planteamiento, y fomenta una docencia no basada en la jerarquía profesor-alumno, si no en la colaboración y la generación de conocimiento compartido. Nuestra idea es continuar con esta filosofía de proyectos semidirigidos, e ir evolucionando hacia planteamientos más autodirigidos por los propios participantes, en función de sus intereses. En la fase final del Laboratorio, este 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, a finales del año 2021 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 sigan aprovechando 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 aquel, 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 Ciudadano 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 cómo 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.

Por último, el hecho de que esta sea una propuesta continuista facilita el autoaprendizaje para todos los participantes, no sólo el cuerpo docente implicado, si no para todos los alumnos que colaboren en mayor o menor medida en la ejecución de los retos. Estos retos, al llevarse a cabo en un contexto de transversalidad y al estar semidirigidos por los propios estudiantes, son a su vez un espacio donde fomentar la comunicación, donde permitir que las opiniones se expresen con mayor libertad y destacando siempre el afán constructivo de cualquier posible crítica.

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

1.Preparación Retos (ENERO-FEBRERO)

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 (se utilizará el formato de encuesta ya utilizado, pero en cada caso con alguna adaptación específica).

2. Divulgación de los dos primeros retos (FEBRERO).

3. Desarrollo del primer reto (MARZO)

4. Desarrollo del segundo reto (ABRIL-MAYO)

5. Evaluación del Laboratorio (JUNIO-JULIO)

6. Divulgación de resultados y del tercer reto (1-15 SEPTIEMBRE)

7. Desarrollo del tercer reto y divulgación del cuarto reto (15-30 SEPTIEMBRE)

8. Desarrollo del cuarto reto (1-15 OCTUBRE)

A continuación, detallamos cada una de las fases descritas.

Fase1. Planteamos continuar con el Laboratorio Ciudadano puesto en marcha durante el curso académico 2022/2023. Para ello, tendremos una primera fase de preparación que abarcará los meses de enero y febrero, durante los cuales el actual equipo docente planificará tres retos a realizar durante este segundo año. Dichos retos se han descrito como actividades acreditables y los alumnos pueden compensar hasta 3ECTS (75 horas de trabajo), siendo el peso de cada uno de los talleres de al menos 0,5 ECTS. El Laboratorio ya está dado como alta como actividad acreditable, por lo que es posible emitir un certificado de participación y aprovechamiento del curso. Para aquellos participantes que no sean estudiantes, también se prepararán certificados, aunque obviamente sin retribución de créditos. Para todo ello, el cuerpo docente preparará guías de aprendizaje detalladas para cada reto individual.

En esta fase se incluye también la compra de todo el material fungible necesario para acometer los retos. Es reseñable que la compra de todo el material fungible requerido para la experiencia (cableado, material de soldadura, células fotovoltaicas, cámaras termográficas…) pueden sumar fácilmente 100€ por participante (sólo en uno de los retos realizados el curso pasado, el coste por participante fue superior a los 50€). Esta cantidad, de nuevo, será cofinanciada por nuestro equipo, no solicitándose en su totalidad al proyecto de innovación educativa.

Fase 2. Se activarán las redes del Campus Sur para anunciar el Laboratorio y se abrirán las inscripciones para participar en los dos primeros 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.

Fase 3. Se ejecutará el primer reto planificado para este curso, que consistirá en la fabricación de un “powerbank” (o batería externa recargable) para recargar el teléfono móvil. Este reto ha sido propuesto y desarrollado por un alumno que participó en todos los retos del curso pasado. Su motivación para impulsar el Laboratorio Ciudadano ha sido uno de los grandes éxitos de este proyecto. Siendo fieles al espíritu del Laboratorio, la organización e impartición será supervisada por el cuerpo docente, pero con la participación directa de alumnos voluntarios.

Fase 4. Se ejecutará el segundo reto planificado para este curso, que consistirá en la fabricación de un módulo fotovoltaico de pequeño tamaño. Esto se hará de mano de una parte del cuerpo docente, implicado en la asignatura Ingeniería Fotovoltaica. El taller estará disponible para los alumnos de dicha asignatura, que se entiende que tienen interés directo por la temática (la asignatura es de carácter optativo), pero también para cualquier otro miembro de campus que desee participar. Este módulo fotovoltaico podrá acoplarse al “powerbank” fabricado en el primer reto (aquellos alumnos que hayan participado en ambos), de forma que se pueda recargar con la energía solar generada.

Fase 5. 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 junio y julio. Se generará así un informe de resultados de los dos primeros retos, que será compartido con las direcciones de los Centros implicados y con el propio Rectorado.

Fase 6. Durante los meses de septiembre y octubre, aprovechando el inicio del nuevo curso académico, realizaremos la fase de divulgación de la iniciativa. Además de la difusión de los

resultados obtenidos en los dos primeros retos, se publicitarán el tercer y cuarto reto (últimos para esta convocatoria).

Fase 7. Se ejecutará el tercer reto planificado para este curso, que consistirá en fabricar un cargador para dispositivos USB (móvil, Tablet…) que se alimente con la electricidad generada por una dinamo acoplada a la rueda de una bici. Los estudiantes participantes no necesitan disponer ya de una bici eléctrica, si no que se les suministra la propia dinamo junto con el material para fabricar el cargador.

Fase 8. Se ejecutará el tercer y último reto de esta convocatoria, que consistirá en un taller/concurso de termografía. Se enseñará a los estudiantes a manejar una cámara termográfica (que permite obtener imágenes en color según la temperatura de los objetos), y luego se les prestará durante unos días para que puedan experimentar con ellas, tanto en el campus como en casa. Durante esos días, deben obtener varias fotografías con las que optarán a un concurso con premios (cestas de productos ecológicos).

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.

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 tercera fase del proyecto se generarán los siguientes productos:

1. 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.
2. 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.
3. 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 segundo año afectan tanto a los propios retos en sí mismos como al Laboratorio como demostrador de innovación educativa.

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

En la propuesta anterior de declaraba la intención de publicar los resultados de las dos primeras ediciones en una revista de innovación educativa. Sin embargo, se publicaron en un congreso internacional (CIES 2024, Évora, Portugal, del que todavía no se han hecho públicas las actas).

Al final de esta tercera edición, contaremos con la experiencia acumulada de tres cursos académicos y de la organización de hasta 6 retos individuales (con repeticiones de algunos de ellos para evaluar la implementación de medidas de mejora), con lo que creemos que sería el momento idóneo 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).

A parte, planteamos repetir 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 experiencia 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 algún 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 Ciudadanos dentro de la UPM.

Por otra parte, como ya se ha anticipado anteriormente, nuestra vocación es también 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.