Ficha Proyecto I.E. 2008-2009 | Innovación Educativa UPM

Coordinador(a): Elvira Martínez Ramírez

Centro: ETSI AGRONOMOS

Nivel:

Código:
... memoria no disponible

Línea:

Aprendizaje Activo
Competencias transversales
Desarrollo de TIC's
Elaboracion material docente
Moodle
Simuladores/Laboratorios virtuales
Tutoría
Uso de TIC

Nombre y apellidos	Centro	Plaza *
José Manuel Amaya García de la Escosura	ETSI AGRONOMOS	TITULAR UNIVERSIDAD
María Victoria Carbonell Padrino	ETSI AGRONOMOS	TITULAR UNIVERSIDAD
Mercedes Flórez García	ETSI AGRONOMOS	PRF.COLABORADOR
Carlos Romero Martin	ETSI AGRONOMOS	BECARIO
Elvira Martínez Ramírez	ETSI AGRONOMOS	TITULAR UNIVERSIDAD

* La plaza que se muestra corresponde a la ocupada en el momento de la convocatoria
(para PDI/PAS de la UPM, en el resto de casos no se especifica).

Línea 2. Proyectos interdisciplinares en titulaciones de grado y postgrado

- Desarrollo coordinado de Grupo de asignaturas que constituyan unidades coherentes desde el punto de vista disciplinar

Antecedentes y estado de la cuestión

Con la creación del Espacio Europeo de Educación Superior, y la consiguiente implantación de los créditos ECTs (European Credit Transfer System), es necesario adecuar las enseñanzas ajustándose a la demanda de la sociedad, cambiar la metodología de la enseñanza incorporando sistemas de autoestudio y autoevaluación de forma simultánea. El sistema ECTS tiene como objetivo facilitar la movilidad de los estudiantes proporcionando un sistema unificado de créditos en toda la Unión Europea, como un primer paso hacia un Espacio Europeo de Enseñanza Superior (EEES). Este sistema permite transvasar la información referente a la carga docente de las asignaturas medida en términos del trabajo que deben realizar los alumnos (workload) con vistas a la consecución de unos objetivos de aprendizaje y no, como hasta ahora, en términos del número de horas de clase presencial.

Los créditos ECTS representan el volumen de trabajo que el estudiante debe realizar para superar cada una de las asignaturas, incluyendo las clases presenciales, trabajos prácticos, seminarios, trabajos de campo, trabajo personal en biblioteca o en domicilio, exámenes u otros métodos de evaluación. El volumen de trabajo de un año académico se estima, en el marco ECTS, en 60 créditos. Si consideramos que un alumno debe trabajar 40 horas semanales durante 40 semanas, es decir, 1600 horas por curso académico, obtenemos que un crédito ECTS equivale a 1600÷60 = 26,7 horas de trabajo del alumno.

Esto supone, como es obvio, replantear la metodología de enseñanza-aprendizaje y la incorporación de metodologías activas que promuevan la implicación del alumnado.

Además, es necesario elevar la calidad de las actividades que ya están puestas en marcha, lo que requiere mejorar la preparación del profesorado en el manejo de nuevas técnicas de planificación de la docencia y en el uso de las nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación. Dentro de este marco, es necesaria una participación activa de los alumnos en su propio proceso de aprendizaje. Ello requiere, por parte del profesor, la implantación de nuevas tecnologías adicionales a la formación presencial, gestionando los contenidos por Internet, y creando espacios virtuales para la realización de trabajos en grupo.

En este sentido existen aplicaciones basadas en un entorno www sencillos de utilizar, que facilitan la labor del profesor para la publicación de información y recursos formativos así como configuración de actividades de autoevaluación o el establecimiento de tutorías telemáticas en tiempo real.

En los últimos 25 años, un número cada vez mayor de profesores de Física ha comenzado a estudiar el problema de la enseñanza de la misma, utilizando una perspectiva científica sistemática, de forma que se ha iniciando una disciplina denominada en inglés Physics Education Research (PER).

Interactive Engagement (IE), es el término general utilizado para denominar métodos de enseñanza diseñados para mejorar la comprensión conceptual a través de la implicación interactiva de los estudiantes, que proporcionan una retroalimentación inmediata a través de la discusión con compañeros y profesor. Según se indicó en la 123 reunión de la Asociación Americana de Profesores de Física, Interactive Engagement es la mayor Innovación en la enseñanza de la Física. El punto clave es la aceptación del principio constructivista del aprendizaje (Piaget), según el cual “los estudiantes deben involucrarse en una construcción activa de su propia representación del conocimiento científico existente”.

En la actualidad los miembros del grupo de Innovación Educativa GIE-44 llevamos a cabo dos proyectos financiados por la Universidad Politécnica de Madrid.

· Nuevas Técnicas docentes en la enseñanza de la Física

· Adaptación docente al Espacio Europeo de Educación Superior: Diseño de asignaturas mediante B-Learning”.

El objetivo común de ambos proyectos es la creación de plataformas virtuales con contenidos docentes, que no sustituyen al profesor en el aula, sino que son un apoyo a su acción presencial en el aula y mejorar la función tutorial y que facilitarán al alumno su aprendizaje ya que pueden acceder a la documentación “en cualquier momento” y “en cualquier lugar”.

Metodologías activas

Dado que en este proyecto paticipan los Grupos de Innovación Educativa GIE-13, GI·-43, GIE-44 y GIE-64 es necesario una coordinación de los contenidos de las materias implicadas.

En este proyecto se propone la utilización de las metodologías activas como una herramienta más que sirva al profesor para complementar las clases presenciales y al alumno en el proceso de autoaprendizaje, ya que consideramos que nos encontramos en el momento adecuado para conjugar el uso de las nuevas tecnologías y el cambio en la metodología y de esta forma adecuar las enseñanzas al Espacio Europeo de Educación Superior.

Se proponen metodologías docentes alternativas, destacando el uso las Tecnologías de la Información y la Comunicación para la creación de un espacio virtual mediante la plataforma Moodle. Se propone para la enseñanza de la Mecánica y Mecanismos el uso combinado de la metodología tradicional de enseñanza con las metodologías interactivas que impliquen al alumno en el proceso de aprendizaje. Dentro de las metodologías activas destacamos el uso de simulaciones y creación de prototipos para adaptar la asignatura Mecánica y Mecanismos al itinerario formativo Tecnologías de la información y automática y a las nuevas tendencias que la sociedad educativa nos demanda.

La incorporación de las TICS en la educación, mediante el uso de plataformas virtuales, se sustenta en la afirmación de que la informática constituye un apoyo significativo en el proceso enseñanza–aprendizaje, en comparación con otros medios, debido a que presenta además de texto, dibujos, animaciones, vídeo y sonido, permitiendo la interacción, la reorganización y búsqueda de un extenso contenido de información.

El uso de esta metodología permite que el alumno responda de forma más efectiva y desarrolle diferentes habilidades, destrezas y aprendizajes por la variedad de estímulos que se le presentan. El perfil del alumno que se incorpora a la Universidad en los últimos años está totalmente familiarizado con los medios audiovisuales e informáticos y el profesor debe aprovechar esta capacidad, utilizando unas herramientas que motiven al alumno.

Para conseguir un mayor aprovechamiento académico de los alumnos que sigan el itinerario formativo es necesario que adquieran unos sólidos conocimientos de los principios de la mecánica, con mayor profundización en algunas partes de la misma, esto es la cinemática (estudia el movimiento de los cuerpos sin atender a las causas que lo producen) y la dinámica (estudia las fuerzas como productores del movimiento).

Las simulaciones y los prototipos como recurso interactivo

Entre estos materiales y recursos, las simulaciones o applets resultan de especial interés para la Enseñanza de la Mecánica. Se trata de pequeños programas representados por una pantalla gráfica, que contiene una animación que muestra la evolución del sistema. En las aplicaciones docentes habitualmente se presenta la posibilidad de modificar los parámetros de la simulación con el fin de observar y analizar las consecuencias que tienen estos cambios sobre el proceso en estudio.

La simulación de fenómenos tiene unas aplicaciones muy importantes en todas las ramas del saber. En física, por ejemplo, la simulación permite el análisis de movimientos (estudio cinemático y dinámico), la representación de trayectorias, la visualización de fenómenos ondulatorios, el diseño de circuitos eléctricos y electrónicos, etc. Estas aplicaciones informáticas son un recurso más a disposición del profesorado que hacen posible la reflexión sobre experiencias hechas dentro y fuera del aula, y que en ocasiones permiten simular pruebas experimentales que no podrían realizarse en el aula

A pesar del origen reciente de los applets como recurso educativo, en Internet se pueden encontrar muchas propuestas de uso libre que abarcan casi todos los temas básicos de la física; el problema reside en que en ocasiones los applets disponibles no cubre los objetivos docentes que pretendemos conseguir. Un ejemplo es el curso de Física por ordenador de Angel Franco con applets basados en lenguaje de programación Java o los de David Harrison, Fu y Walter y Fendt, entre otros

Sin embargo existen entornos abiertos donde el profesor puede generar sus propias simulaciones, en función de los objetivos docentes que pretenda conseguir. Es importante, para verificar el grado de consecución de esos objetivos, que estas sean acompañadas de una serie de actividades que el alumno debe realizar como puede ser la realización de un test o la resolución de un problema.

Diseño de simulaciones y creación de prototipos.

La creación de un prototipo requiere como primera etapa el conocimiento previo de todos los aspectos y requerimientos del funcionamiento del mismo. Para confirmar el correcto funcionamiento del prototipo propuesto se requiere la creación de una simulación informática que sirva para confirmar que se verifican todas las características propuestas al mismo. Los simuladores de mecanismos permiten predecir el comportamiento cinemático y dinámico de una gran variedad de sistemas en todas las etapas del proceso de diseño, desde la etapa de concepto hasta la del prototipo.

Se ha seleccionado el software Modellus, de libre distribución por ser de fácil manejo y además no requiere conocimientos de programación. La gran ventaja es la sencillez debido a que las ecuaciones son escritas de la misma forma que se escriben sobre el papel.

El docente tiene que aportar los conocimientos de su materia para la construcción del modelo matemático de la simulación y aplicará sus ideas y necesidades educativas al diseño de la pantalla donde se muestra la animación. Los profesores pueden ser autores de una colección de modelos propia ya sea a partir de animaciones ya elaboradas o bien diseñar sus propias simulaciones. Partiendo de una animación de un proceso, los alumnos pueden modificar las condiciones iniciales y visualizar en la pantalla las modificaciones que se producen en el modelo.

Hay que destacar que, debido a que el alumno puede modificar las variables e ir observando el fenómeno en función de las variables elegidas, el conjunto de simulaciones podría constituir un laboratorio virtual, que se incorporaría a la plataforma virtual de la asignatura. Sin embargo, estas actividades no de deben sustituir a las prácticas de laboratorio.

Objetivos

Coordinación y adaptación de la asignatura Mecánica y Mecanismos a los objetivos y contenidos del itinerario formativo en Tecnologías de la información y automáticade la titulación de Ingeniero Agrónomo de la UPM.
Creación de material docente específico de Mecánica para su difusión a través de la plataforma Moodle. En dicha plataforma se generará un espacio con los contenidos de las asignaturas que componen el mencionado itinerario formativo.
Diseño de simulaciones y mecanismos tipo (engranajes, levas, excéntricas, poleas,…) que permitan predecir el comportamiento cinemático y dinámico de los mismos.
Construcción de modelos de mecanismos básicos.
Formación de alumnos en habilidades competenciales: trabajo en grupo, trabajo individual, exposiciones orales, desarrollo de proyecto

En este proyecto se pretende coordinar los contenidos de la Mecánica con los fundamentos y aplicaciones de otras asignaturas para favorecer una formación integrada en el ámbito de la Ingeniería Agronómica.

En marzo de 2008 se aprobó la creación en la E.T.S.I. Agrónomos de la UPM del itinerario formativo Tecnologías de la Información y Automática. Es evidente que para conseguir una mejora de la calidad docente y mayor aprovechamiento por parte de los alumnos se requiere la coordinación entre las materias básicas propias de la formación del ingeniero: matemáticas, análisis matemático, mecánica y mecanismos, etc, que garantice el aprendizaje de conceptos básicos fundamentales para el desarrollo de asignaturas posteriores y reduciendo la impartición de conceptos que no son de aplicación directa en la Ingeniería Agronómica.

En las últimas décadas se están produciendo importantes cambios en la enseñanza de la Mecánica a todos los niveles. En la Conferencia Internacional de Enseñanza de la Física que tuvo lugar en Marrakech en Noviembre del año 2007 se hizo hincapié en la necesidad de revitalizar esta enseñanza y de introducir las nuevas tecnologías en el proceso educativo tanto en la enseñanza secundaria como en la Universidad. En este mismo sentido se pronuncia la Comisión Internacional de Enseñanza de la Física, que está promoviendo el intercambio de información entre los miembros de la Comunidad Científica de Enseñanza de la Física. El uso de nuevas tecnologías, como simulaciones o la creación de prototipos, están comenzando a ser incorporadas al proceso educativo en diversas universidades mediante la creación de espacios virtuales de enseñanza.

Los simuladores de mecanismos permiten predecir el comportamiento cinemático y dinámico de una gran variedad de sistemas multicuerpo en todas las etapas del proceso de diseño, desde la etapa de concepto hasta la del prototipo. En cualquiera de las etapas, este tipo de análisis es una herramienta de gran valor, proporcionando al ingeniero suficiente cantidad de datos para estudiar la influencia de los diferentes parámetros que intervienen.

Partimos de la infraestructura y experiencia que posee la Universidad Politécnica de Madrid en la utilización de medios informáticos para la docencia a través del GATE y la plataforma Moodle. Dada la experiencia del grupo de profesores de Física que integran el grupo de innovación educativa GIE-44 de la UPM, en la utilización de dichas tecnologías, el proyecto aborda la enseñanza de la asignatura Mecánica y Mecanismos apoyada en las nuevas tecnologías de forma coordinada con las necesidades formativas de las otras materias con las que se relaciona.

Fases

Revisión de los contenidos de asignaturas que conforman el itinerario y que tienen como base la mecánica, identificando las necesidades de formación en esta materia

2. Adaptación de la docencia de la asignatura Mecánica y Mecanismos a los contenidos y objetivos del itinerario formativo en Tecnologías de la Información y Automática de la titulación de Ingeniero Agrónomo.

2.1.Elaboración de material docente con los conceptos, ejercicios y ejemplos necesarios de forma que el estudiante perciba la relación entre esta materia básica y sus aplicaciones inmediatas en el desarrollo de otras asignaturas.

2.2. Creación de material docente para su inclusión en la plataforma Moodle de la asignatura y/o en el Open Course Ware de la Universidad Politécnica de Madrid.

Formación de becarios para la creación de simulaciones informáticas, con los programas Modellus y Easy Java Simulations, para que puedan desarrollar simulaciones tipo (engranajes, levas, excéntricas, poleas, …) que sirvan de apoyo a la docencia de otras asignaturas.
Formación de becarios para la construcción de pequeños prototipos utilizando como herramienta las caja Lego Mindstorms-Education

Los indicadores de evaluación que se consideran apropiados son

1. Se prevé que los alumnos mejoren el rendimiento académico por tener a su alcance desde su domicilio o desde cualquier punto de conexión a Internet la documentación del curso y de otros recursos. En particular, se espera que los alumnos que presentan mayores carencias en su formación utilicen dichas herramientas para ponerse al día.

2. Coordinación transversal de los conceptos fundamentales de mecánica (cinemática y dinámica) con las materias de matemáticas, análisis matemático, robótica, simulación y optimización.

3. Se prevé un aumento del rendimiento de los estudiantes en las asignaturas de aplicación al poseer una base más sólida que se beneficiará de la coordinación en contenidos y el plan de trabajo entre las asignaturas básicas y aplicadas.

4. Se espera una mayor participación del alumno en el aula y realización de trabajo cooperativo en grupo.

5. Se espera fomentar el trabajo en grupo de los profesores que participan en el proyecto.