Para aprender correctamente cualquier técnica de IA, como las redes neuronales o los algoritmos evolutivos, es necesario un equilibrio entre el conocimiento teórico y práctico. Los estudiantes deben dominar conceptos avanzados de álgebra, cálculo y estadística para entender cómo funcionan los algoritmos. Además, llevar estos conceptos a un código funcional capaz de resolver un problema concreto no es trivial, e interpretar los resultados generados por un algoritmo y ajustarlo en consecuencia es un desafío en sí mismo. Sin embargo, transmitir este conocimiento práctico no siempre resulta sencillo.

Para ello, lo más común es plantear una práctica y reservar algunas sesiones de clase para que los alumnos trabajen en ella, permitiéndoles acceso directo al profesor para resolver dudas que puedan surgir. No obstante, estas sesiones no siempre resultan atractivas para los estudiantes. Dada la naturaleza de la ingeniería informática, muchos alumnos disponen del equipo necesario y acceso a internet desde la comodidad de sus casas, lo que reduce la necesidad de asistir presencialmente. Sin embargo, al trabajar desde casa, los estudiantes no tienen acceso directo al profesorado, lo que a menudo ralentiza su progreso en la práctica y les deja con la sensación de estar enfrentándose a un reto para el que no están suficientemente preparados, facilitando el abandono.

Para evitar este problema y hacer las sesiones de prácticas más atractivas, proponemos aplicar principios de gamificación en ellas. En concreto, sugerimos implementar torneos en los que los estudiantes, de manera individual o en grupos, compitan para encontrar la mejor solución posible a un problema específico. Para mantener un ambiente competitivo y fomentar la rivalidad saludable, se proyectará un ranking en tiempo real con la mejor solución de cada alumno o grupo, que se actualizará continuamente y permitirá a los estudiantes enviar una solución en cualquier momento. Además, se plantea crear un trofeo impreso en 3D para el o los ganadores del torneo, incentivando así la participación.

Las técnicas de gamificación deben usarse con moderación en clase, ya que, con el tiempo, su impacto puede disminuir. Creemos que el uso de torneos es particularmente interesante para aprender algoritmos de IA, porque puede ser una forma divertida de familiarizar a los estudiantes con la práctica y generar una mayor implicación. La idea es que, al haber invertido tiempo y esfuerzo durante el torneo, se genere un compromiso entre el alumno y la práctica, reduciendo así el abandono.

Para comprobar la viabilidad y eficacia de los torneos se harán dos programas piloto, uno para clases de máster y otro para clases de grado.

El objetivo principal es reducir el absentismo en las sesiones de prácticas tanto en clases de grado como de máster. Para alcanzar este objetivo principal, se han establecido los siguientes objetivos específicos:

1. Fomentar el aprendizaje práctico de técnicas de inteligencia artificial: Creando actividades en las que los estudiantes puedan aplicar conceptos teóricos de IA en situaciones prácticas, desarrollando habilidades en la implementación y ajuste de algoritmos como redes neuronales, algoritmos evolutivos, y otros.
2. Reducir la tasa de abandono de prácticas: Generar un compromiso emocional y cognitivo de los estudiantes hacia la práctica a través de la gamificación, incentivando su persistencia y continuidad en la resolución de problemas planteados.
3. Facilitar el acceso al profesorado y el soporte técnico: Creando herramientas y manuales para que puedan aplicar sus propias sesiones de torneo en sus asignaturas.
4. Estimular la competitividad sana y el esfuerzo colaborativo:  a través de actividades que rompan la monotonía de las clases y motiven a los estudiantes a mejorar sus soluciones y, si corresponde, colaborar en equipo.
5. Reconocer y premiar el esfuerzo de los estudiantes: Crear un ambiente que valore la excelencia y el esfuerzo, otorgando premios simbólicos como un trofeo impreso en 3D para los ganadores, reforzando así la motivación y el compromiso con el aprendizaje.

Para aprender cualquier algoritmo de IA es necesario dedicar tiempo a trabajarlo de manera práctica. Existe una barrera entre observar cómo se hace algo y hacerlo uno mismo, y esta barrera no se puede superar sin práctica. Sin embargo, en un área de estudio tan compleja como la IA, esa barrera puede ser muy alta, y superarla sin ayuda resulta complicado. Para facilitar este proceso, los docentes reservamos sesiones prácticas en las que el alumnado tiene acceso directo al profesorado para plantear preguntas y recibir apoyo. No obstante, a menudo los estudiantes no encuentran estas sesiones atractivas, lo que genera un mayor absentismo y, en consecuencia, una menor adquisición de competencias prácticas.

Este Proyecto de Innovación Educativa (PIE) tiene como objetivo mejorar las competencias prácticas de los estudiantes en IA, reduciendo el absentismo en las sesiones prácticas. De manera desglosada, el proyecto busca:

1. Mejorar los resultados académicos: Se espera que un mejor conocimiento práctico contribuya a un mejor dominio teórico, especialmente cuando se trabaja con algoritmos tan abstractos como los de IA.
2. Fortalecer las competencias de programación de los estudiantes: Estas competencias, en ocasiones relegadas por los contenidos teóricos, han sido identificadas como áreas de mejora en diversas reuniones de coordinación horizontal.
3. Reducir el absentismo: Se pretende generar un compromiso emocional y cognitivo de los estudiantes hacia la práctica mediante el uso de la gamificación.
4. Mejorar la satisfacción de los estudiantes: Haciendo las sesiones de prácticas más atractivas.

Asimismo, este proyecto tiene el propósito de mejorar las competencias de los docentes mediante la creación de herramientas que faciliten la implementación de torneos en sus asignaturas.

A lo largo de la ejecución del proyecto están previstas un total de cinco fases o paquetes de trabajo, con sus respectivos responsables de fase y tareas.

1. Implementación de la aplicación de rankings en tiempo real (1 mes): Ángel Panizo LLedot
   1. Diseño de la aplicación.
   2. Implementación.
   3. Pruebas.
2. Diseño e implementación de piloto en máster (2 meses): Ángel Panizo LLedot
   1. Definición del problema a resolver durante el torneo.
   2. Implementación del problema elegido en la plataforma de rankings.
   3. Diseño e impresión de los trofeos.
   4. Realización de la sesión de torneo.
3. Diseño e implementación de piloto en grado (2 meses): Cristian Ramírez Atencia
   1. Definición del problema a resolver durante el torneo.
   2. Implementación del problema elegido en la plataforma de rankings.
   3. Diseño e impresión de los trofeos.
   4. Realización de la sesión de torneo.
4. Evaluación de resultado (1 mes): Cristian Ramírez Atencia
   1. Realización de encuestas de satisfacción por los estudiantes.
   2. Evaluación de la tasa de absentismo.
   3. Evaluación de la calidad de los trabajos.
5. Difusión de los resultados (4 meses). Responsable: Ángel Panizo LLedot
   1. Redacción artículos científicos.
   2. Presentación de los resultados en congresos y jornadas de innovación educativa.
   3. Difusión de las actividades y los resultados en la web del proyecto.

Gantt Diagram

Procedimiento de Seguimiento del Proyecto:

• Se realizarán reuniones de seguimiento cada 15 días para que los diferentes integrantes del PIE muestren los avances y los problemas o dificultades que se han encontrado en el desarrollo. Esto permitirá un flujo de información constante y puesta en común de los aspectos positivos.

Evaluación de resultados:

• Se ha reservado una tarea (T4) para evaluar el impacto que tienen los torneos en las asignaturas. Se realizará una encuesta a los alumnos sobre la propuesta; Se medirá la tasa de absentismo en clase en comparación con otras actividades sin torneo realizadas en la misma asignatura; Se analizarán los resultados académicos en comparación con otras actividades realizadas sin torneo en la misma asignatura.

El proyecto dará los siguientes productos:

1. Framework para desarrollo de torneos: Software, manuales para que los profesores puedan aplicar fácilmente torneos en sus asignaturas. Incluidos los ejemplos usados en los dos casos de uso con el problema concreto que se resolvió, así como de los modelos 3D utilizados para los trofeos.
2. Informe final del proyecto: Descripción detallada de las actividades realizadas, los resultados obtenidos y los aprendizajes adquiridos. Este documento funcionará como registro esencial para la UPM y como recurso valioso para otras instituciones interesadas en los hallazgos del proyecto.

Los resultados obtenidos de este PIE se publicarán mediante diferentes vías:

• Congresos de innovación educativa: Los hallazgos obtenidos tras la implementación de este PIE se presentarán en congresos internacionales del área, como el Congreso Internacional de Innovación Docente, Educación y Transferencia del Conocimiento (CIINECO).
• Jornadas de Innovación Educativa de la UPM: donde mostraremos los resultados obtenidos en asignaturas de la ETSISI.
• Publicación de una noticia para su difusión en la UPM: Se preparará un dossier con los resultados finales del proyecto, incluyendo su presentación en congresos y otros medios, para ser publicado en la web de la Universidad.

Este PIE será llevado a cabo por miembros del grupo GIE-EDUCAR de la ETSISI (actualmente en proceso de formación). Para ello, se colaborará con otros integrantes del grupo, quienes participarán en la realización de algunos seminarios y en los talleres programados.