Información Proyectos I.E.



Adecuación de las prácticas de las asignaturas de Estadística al Espacio Europeo de Educación Superior

Coordinador(a): JAIME CARPIO HUERTAS
Centro: ETSI INDUSTRIALES
Nivel: A. Grupos de Innovación Educativa
Palabras clave:
  • Aprendizaje Activo
  • Elaboracion material docente
  • Evaluación del aprendizaje
  • Método Análisis de Casos
  • Uso de TIC
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza Email
Carolina García Matos E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES PRF.CONTR.DOCT. garcia.martos[at]upm[dot]es
Mª Camino González Fernández E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD camino.gonzalez[at]upm[dot]es
Jesús Juan Ruiz E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES CATEDRATICO UNIVERSIDAD jesus.juan[at]upm[dot]es
José Mira McWillians E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD josemanuel.mira[at]upm[dot]es
María Jesús Sánchez Naranjo E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD mariajesus.sanchez[at]upm[dot]es
Lineas de trabajo principales en las que incide
Línea 3. Mejora del proceso educativo a nivel de asignaturas de grado y postgrado
- Desarrollo de material docente para la Red
- Cambio metodológico orientado al aprendizaje y evaluación de competencias generales, complementarias a las competencias específicas de la asignatura
Otras líneas:
- Familiarizar al alumno con herramientas informáticas de libre acceso y ampliamente utilizadas en la comunidad docente, científica y empresarial.
Potenciar el trabajo individual y colectivo del alumno dotándole de material adecuado para ello.
Descripción del desarrollo y las fases
RESUMEN DEL PROYECTO

Los nuevos títulos nos dan la oportunidad de revisar nuestro sistema actual, tanto de evaluación como docencia, introduciendo las mejoras necesarias para que la implantación del nuevo plan de estudios sea paulatina y eficaz en nuestra Universidad, en particular en las asignaturas que ofertamos desde la Unidad Docente de Estadística. Así pues, planteamos con este proyecto rediseñar las prácticas de Estadística que actualmente se imparten en la Escuela, dotándolas de un material adecuado para el autoguiado y autoevaluación del alumno a la vez que se utilizan herramientas informáticas de libre acceso y que nos equiparan a las universidades más modernas y competitivas de nuestro entorno europeo.

 

En todos los niveles educativos, en particular en el universitario, el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación aumenta día a día, en particular el uso del ordenador en las aulas. La utilización de está herramienta en la formación del alumno ha abierto la posibilidad de que se trabaje con gran cantidad de datos reales en las asignaturas relacionadas con la Estadística, que involucran el tratamiento de grandes ficheros, o la simulación estocástica para entender conceptos relacionados con la probabilidad.

 

Desde la implantación del plan de estudios 2000 en la ETSII, la formación del alumno en las asignaturas de Estadística se ha completado ampliamente con prácticas realizadas en ordenador. Estás prácticas se realizan con el programa StatGraphics o SPSS y el alumno es evaluado de forma continua en la asignatura con 3 exámenes de prácticas que influyen en la calificación final. Así pues, la forma de evaluar la asignatura es la siguiente: la asignatura se aprueba teniendo en cuenta, además de la nota del examen, la nota de un trabajo voluntario y la nota de prácticas. La nota final en este caso es: N=(2/3)·NE+(1/3)·NP+NT, donde N es la nota final, que debe ser siempre igual o superior a 5 puntos para aprobar la asignatura. NE es la nota del examen, que debe ser siempre igual o superior a 3.5 puntos para aprobar la asignatura. NP es la nota de prácticas, que se obtendrá como media de tres controles que se realizarán a lo largo del cuatrimestre. NT es la nota de un trabajo voluntario, que obtendrá una nota máxima de 1 punto. La nota final de la asignatura es la más alta de las dos opciones posibles (N y NE).

La asignatura actual de Estadística (9 Créditos) está dentro del 3er semestre de la titulación de Ingeniero Industrial y en el 4º semestre de la titulación de Ingeniero Químico. Con el nuevo plan de estudios pasará a dividirse en 2 asignaturas comunes a todas las titulaciones de Grado impartidas en la ETSII: Estadística (6 ECTS) y Diseño de Experimentos y Modelos de regresión (3 ECTS) previsiblemente en el 3er y 4º semestre, respectivamente. Estas asignaturas pretenden abordar un temario similar al anterior. Así pues, con este proyecto se hará una revisión de todos los ficheros de datos que han constituido las prácticas, dotándoles de un manual completo en el que se aborden los siguientes módulos: Estadística Descriptiva, Probabilidad y Simulación Estocástica, Inferencia, Análisis de la Varianza, Diseño de Experimentos y Regresión. Estos módulos recogen el material necesario para cursar las nuevas asignaturas antes comentadas. Además, este material en una segunda fase de implantación del proyecto, cuando se consoliden los objetivos planteados en esta propuesta con los alumnos de Grado, podrá ser completado con otros módulos como Control Estadístico de Procesos o Series temporales, pertenecientes a asignaturas de Master o Doctorado también ofertadas por la Unidad Docente.

 

Además de realizar una revisión del contenido de las prácticas y adaptarlas a las nuevas asignaturas, se pretende que la documentación elaborada de las mismas represente un manual de autoguiado y autoaprendizaje del alumno. Al reducirse el número de horas en el aula con la nueva filosofía del Espacio Europeo de Educación Superior, el alumno debe tomar un papel más activo en su enseñanza que debe sustituir en parte las tradicionales lecciones magistrales que se impartían en el aula. Así, para que se pueda plantear el adecuado trabajo para el alumno a nivel particular o a nivel colectivo, éstos deberán contar con el material adecuado y de autoguía para realizar los ejercicios. Por lo que hay que realizar un esfuerzo en crear materiales autocontenidos y de fácil seguimiento.

Con estas ideas en mente, se plantea una revisión de las prácticas de la asignatura Estadística para conseguir una mayor implicación del alumno; que se pretende conseguir despertando en él una motivación positiva hacia los métodos estadísticos, como herramientas muy valiosas para el análisis y toma de decisiones en los problemas reales que pueden surgir en su vida profesional.

 

Para alcanzar el objetivo anterior es necesario utilizar entornos de aprendizaje motivadores basados en las nuevas tecnologías de la formación. La elección de los programas usados en el aula se ampara en la libertad de cátedra del profesor y se guía por consideraciones como la calidad del producto y su adecuación a los descriptores de la asignatura. Estos requisitos se cumplen razonablemente bien en gran cantidad de programas informáticos, y la elección definitiva se realiza atendiendo a otras consideraciones como la tradición y la inercia a usar las mismas herramientas de años anteriores. Aunque raramente se tiene en cuenta una cuestión que, en la práctica, puede tener una gran importancia: la licencia del producto y las connotaciones que este factor implica. En este proyecto, y como parte fundamental del mismo se diseñarán las prácticas en un entorno informático de licencia libre, que el alumno puede obtener de forma sencilla y que puede instalar en su casa, además de otras ventajas que se comentarán en el apartado de Justificación.

 

Como software en este proyecto se tratará de implantar el paquete estadístico R, paquete ampliamente utilizado en la actividad docente e investigadora en el campo estadístico por universidades nacionales, así como internacionales. Este software es libre y permitirá sustituir o complementar a otras herramientas informáticas privativas como SPSS, SAS ó StatGraphics. Las características y ventajas de este software se verán en el apartado de Justificación del proyecto.

 

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Los objetivos fundamentales que se persiguen con este proyecto son los siguientes: 

  • Las prácticas de las asignaturas de Estadística se diseñan con el propósito de seguir el trabajo del alumno, tanto en el aula como fuera de ella, con lo cual se mejora el conocimiento del perfil de nuestros alumnos. Esto nos permitirá la evaluación continua de la asignatura.
  • La convergencia al Espacio Europeo de Educación Superior exige el desarrollo de material didáctico que permita el aprendizaje del alumno con técnicas que se puedan utilizar individualmente y que sean un apoyo a las clases presenciales (teóricas y prácticas con ordenador) teniendo, la nueva guía de prácticas que se pretende desarrollar, un carácter complementario al material tradicional (transparencias, apuntes, libros,…).
  • Finalmente como argumento de gran valor, se dará al alumno la posibilidad  de conocer y de utilizar herramientas informáticas de licencia libre, que tienen de forma resumida las siguientes potencialidades:

1. La libertad de usar el programa en cualquier momento y con cualquier propósito (docente, empresarial, investigador…).

2. La libertad de estudiarlo y modificar el código fuente del programa (la información completa sobre su diseño real).

3. La libertad de distribuir copias a quien pueda necesitarlas.

4. La libertad de mejorar el programa y hacer públicas las mejoras, de modo que toda la sociedad se beneficie de ellas.

Este tipo de herramientas en la universidad, además de ser gratuitas son muy versátiles dotando al alumno no sólo de libertad de maniobra sobre ellas, sino lo que es más importante de libertad creativa, impulsando con ello los valores éticos que tienen asociados, estaremos basando la educación en pilares como el conocimiento, la solidaridad y la colaboración, metas reconocidas en nuestra Universidad que pretende ser cada día más Universal.

 

Las prácticas que se proponen diseñar con este proyecto, entrarán en funcionamiento en la configuración de las nuevas asignaturas de Estadística y también tendrán un peso importante en la nota final del alumno, lo que cambiará a raíz de este proyecto es el planteamiento general de las mismas, dotando al alumno de una herramienta informática más versátil de la que actualmente se usa y potenciando el trabajo individual del alumno y un material adecuado para su autoguiado y autoevaluación. 

 

JUSTIFICACION DEL PROYECTO

La justificación e interés del proyecto se hace en 3 líneas básicas:

1-           La importancia de las prácticas en una asignatura de Estadística y su necesidad de redefinirlas en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior.

2-           La importancia del uso de Software libre para la realización de las mismas.

3-           El porqué de utilizar la aplicación informática R.

 

Las asignaturas de Estadística pretenden como objetivo fundamental dotar al alumno de unos conocimientos en métodos estadísticos, que le permitan el análisis y le proporcionen unas guías de orientación para la toma de decisiones en los problemas de su vida profesional. Por ello a parte de los conocimientos teóricos, se proporcionan al alumno clases prácticas, donde se analizan casos reales para su análisis y posterior discusión.

 

El uso de herramientas informáticas ha abierto la posibilidad de que se realicen prácticas cada vez más útiles para el alumno,  la manipulación de grandes ficheros de datos, o la simulación estocástica son ejemplos en los que se requiere una gran capacidad de cálculo y su análisis manual sería inviable. Así pues las prácticas, se centran fundamentalmente en la interpretación de resultados y de discusiones sobre qué decisión tomar a la vista de los resultados. Además, en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior hay que dotar al alumno de iniciativa para que vaya adelantando trabajo o profundizando en temas que por cuestión de tiempo no son totalmente explicados por el profesor en clase. Por lo cual, hay que hacer un esfuerzo para que los alumnos dispongan de un material adecuado para el buen seguimiento de las prácticas.

 

La aplicación informática para desarrollar las prácticas de la asignatura debe ser flexible y de gran calidad, para que se adecue a los descriptores de la asignatura y para que se adapte al grupo de trabajo. Y dentro de todas las aplicaciones que cumplan ese requisito nos centraremos en herramientas informáticas con licencia libre por las siguientes razones:

·        Los programas de licencia privativa suelen imponer restricciones sobre el número de ordenadores donde el software puede ser usado o en la localización de los mismos. Lo que hace que la universidad tenga que aprobar una inversión para la adquisición de suficientes licencias y además que éstas no podrán ser utilizadas en puestos diferentes a aquellos en los que su uso esté autorizado: aulas de informática distintas de las previstas, hogares de los alumnos o de los profesores… Además de tener que ir renovando constantemente las licencias y dedicar esfuerzo económico y humano universitario a esta tarea. Por el contrario, con el software libre el profesor cuenta con las ventajas de que el programa podrá ser instalado y usado por los alumnos en su propio domicilio, y que esta herramienta podrá ser instalada y usada en tantos puestos como sea necesario.

·         La velocidad con la que evoluciona la sociedad de la información hace que las tecnologías que hoy son hitos incuestionables, sufran mañana severos cambios y puedan ser superadas y olvidadas. Por lo tanto una formación basada en la excesiva dependencia de una única herramienta comercial, puede llegar a ser obsoleta. Los estudiantes deberían estar formados en habilidades generales, en conocimiento neutral, y no en los productos concretos de una marca comercial. Sólo de esta manera se garantizará el carácter universal de los conocimientos adquiridos. El software libre, permite y de hecho fomenta el disponer de varias herramientas a la vez, complementarias o capaces de interactuar entre sí.

·           Por otra  parte, en un nivel superior, el software libre ofrece la interesante posibilidad de que los alumnos puedan acceder al código fuente, a la forma en que está programada la herramienta que están utilizando en clase. Quizá en los primeros niveles de la educación universitaria esto sea muy pretencioso pero sin duda adquiere un gran valor en los cursos de Postgrado en el que el alumno puede recurrir a la aplicación informática que utilizó en sus estudios de grado y ampliar sus horizontes de conocimiento de forma natural. El código se puede observar y modificar, y poner las contribuciones y mejoras al servicio de miles de personas de todo el mundo de forma rápida y muy efectiva, lo que constituye una experiencia tremendamente gratificante, de gran valor docente, como refuerzo y motivación.

·          Conviene destacar, además, que la dependencia de una herramienta privativa en el ámbito educativo conlleva problemas éticos añadidos, puesto que de forma irremisible provoca en el alumnado la seducción por una marca que en la mayoría de los casos será adquirida de forma ilegal. El software libre permite que el profesor comparta con sus alumnos, con toda legalidad, las herramientas utilizadas (quizás, acompañadas de material docente propio), facilitándoles reproducir en sus hogares el entorno de trabajo del aula. Algo fundamental en la correcta implantación del Espacio Europeo de Educación Superior en nuestras universidades.

 

 

Dentro de los paquetes de software libre aplicados a la estadística, R es el que presenta mayores posibilidades. Dentro de los lenguajes de programación se puede clasificar como un lenguaje orientado a objetos de tipo interpretado, es decir su forma de funcionamiento es similar al conocido paquete informático Matlab, que es ampliamente conocido en esta universidad y para los alumnos de la escuela, pero mucho más versátil que éste por su faceta de licencia libre.

 

Actualmente se encuentran disponibles más de 800 paquetes desarrollados en R, que cubren ampliamente el objetivo y el programa de nuestras asignaturas así como otros campos útiles en el campo de la estadística como aplicaciones Bayesianas, financieras, graficación de mapas, wavelets, análisis de datos espaciales, etc… Podemos resumir los motivos de aplicación de R en la siguiente lista:

1.      Su madurez. Multitud de grupos de investigación y universidades tanto nacionales como internacionales han trabajado en este entorno. R es el software estadístico con licencia GNU más extendido a nivel mundial tanto para la docencia como para la investigación.

2.      Implementa todas las técnicas estadísticas necesarias para cumplir los objetivos docentes de la U. D. de Estadística dentro de la ETSII Así como implementar prácticamente todas las técnicas necesarias en cualquier escenario de investigación, válida para futuros estudiantes de Postgrado.

3.      Al ser un proyecto de software libre permite la incorporación de los investigadores de la ETSII y se hace extensible a los del conjunto de la Politécnica, al desarrollo de R o al de módulos específicos que cubran sus necesidades.

4.      Que existen varias interfaces gráficas (GUI) muy amigables para el usuario, entre las que cabe destacar R-commander.

5.      R presenta la ventaja de ser multiplataforma, es decir puede ser utilizado en distintos sistemas operativos como Windows, MAC OS X, Linux. Pudiéndose adaptar de forma inmediata a las instalaciones informáticas que presenta la Escuela, así como los condicionantes particulares de cada uno de los alumnos.

6.      Hay experiencia de procesos similares en otras Universidades que tratan de alcanzar nuestros mismos objetivos y que sin duda nos servirán de mucha ayuda:

·        Desde la Universidad de Cádiz, la OSLUCA (Oficina de Software Libre de la Universidad de Cádiz) trabajan en el Proyecto R-UCA que contiene multitud de información y recursos, un foro de soporte y un proyecto de traducción de R al español.

·        Desde la Universidad de La Laguna, la OSL (Oficina de Software Libre) está trabajando en el Proyecto Driza que consiste en la implementación de una GUI para R propia.

·        Nuestra vecina universidad Carlos III de Madrid tiene algún manual y un breve curso de introducción de C en la plataforma Open Course Ware de la Universidad.

·        A estas universidades citadas aquí hay que añadir las Universidades de Barcelona y Valladolid en las que R se está empezando a implantar en sus planes de Estudio.

 Por todo lo anteriormente expuesto consideramos que el proyecto es muy interesante a la vez que rentable para nuestra Universidad. Además este proyecto se nutre de la experiencia aportada por el grupo de innovación educativa en la creación de herramientas informáticas dedicadas a la docencia (El proyecto HAZARES y ESTADnet que fueron de aplicación a la titulación de Ingeniero Industrial y el proyecto INNOVA.EDU que se realizó para la mejora del aprendizaje tanto en la titulación de Ingeniero Industrial como en la de Ingeniero Químico).  Además existen multitud de experiencias de innovación educativa con herramientas informáticas de licencia libre y que ya están funcionando en nuestra Universidad por las potencialidades que representan. Este proyecto pretende continuar en esta línea y a la que seguro que se unirán departamentos afines como Matemática Aplicada y Estadística de otros centros de la Universidad.

 

FASES DEL PROYECTO

Las fases del proyecto serían las siguientes:

 

Septiembre 2009-Enero 2010.

 

FASE 1: Formación de los profesores que integran el grupo y del becario en el programa R.

FASE 2: Determinar cuál debe ser la interfaz gráfica y cuáles los módulos de R que van a ser útiles para el desarrollo de la guía de prácticas.

FASE 3: Hacer una selección de las prácticas más ilustrativas de la asignatura. En una primera selección podríamos contar con 4 ó 5 prácticas de cada módulo, siendo los módulos: Est. Descriptiva, Probabilidad y Simulación Estocástica, Inferencia, Análisis de la Varianza, Diseño de Experimentos, Regresión Lineal.

FASE 4: Revisar el material bibliográfico disponible: Manuales de R, guiones de prácticas de otras universidades en R, ficheros de datos para prácticas en estadística…

  

Febrero 2010- Julio 2010.

 

FASE 5: Redactar un pequeño manual de introducción a R pensando en los alumnos de la asignatura del nuevo plan de Estudios.

FASE 6: Redactar la resolución guiada con R de parte de los ejercicios de la FASE 3.

FASE 7: Plantear ejercicios de autoevaluación para los alumnos con R.

FASE 8: Ver la potencialidad del programa HAZARES y la plataforma ESTADnet para introducir y mejorar los programas con las ideas desarrolladas en este proyecto.

 

 

Junio 2010-Septiembre 2010.

 

FASE Final: Terminar la guía de prácticas y localizar e incorporar al manual todos los paquetes de R necesarios para la ejecución de las mismas.

 

EVALUACION DE RESULTADOS

Como indicadores de que la experiencia y las prácticas son adecuadas para la formación del alumno y que son asimiladas correctamente se tendrán en cuenta los siguientes indicadores:

  • Resultados académicos de los alumnos: Se tienen resultados actuales (Plan 2000) de la puntuación que los alumnos obtienen en los distintos exámenes de prácticas. Hay que tener especial cuidado con las siguientes 2 consideraciones: Al reducirse las horas de docencia el material docente deberá compensar las clases magistrales en el aula y el cambio de herramienta informática para resolver las prácticas no debe suponer una dificultad añadida, ó ir en detrimento de la nota de prácticas del alumno.

 

  • Análisis de las encuestas realizadas a los alumnos. Valoración de los indicadores de satisfacción e interpretación.

 

  • Se hará uso de los grupos de calidad: Estos grupos consisten en una experiencia puesta en marcha en algunos centros de la Universidad en los que se trata de mejorar el aprendizaje de los estudiantes en la asignatura (no resolver problemas de orden superior). Están formados por los profesores de la asignatura, y cuatro alumnos elegidos por sus compañeros o voluntarios. Se reunirán varias veces a lo largo del semestre, con reuniones más frecuentes al principio (cada semana durante las tres primeras, por ejemplo) y mas espaciadas después (cada dos ó cada cuatro semanas), en total habría que realizar unas 5 ó 6 reuniones. Se sugiere que el profesor termine su última clase de la semana 10 minutos antes y se reúna con los alumnos durante un tiempo máximo de 20 minutos (de manera que no pierdan clase). Esta experiencia se debería realizar sobre todo el primer año en el que se implante la nueva estructura de prácticas, para ir siguiendo la evolución de cada grupo, ya que la asignatura se impartiría a un número aproximado de 400 alumnos.

 

  • Sería deseable que el proyecto se pudiese empezar a implantar con los alumnos de Ingeniería Química en el curso 2010/2011, en el 4º semestre de la titulación del plan 2000 a extinguir. Representan un grupo reducido, de unos 50 alumnos, en el cual su trabajo se puede valorar de forma continuada con una mayor facilidad por parte del profesorado. Así al curso siguiente 2011/2012 donde los nuevos planes de estudio llegarían al 3er semestre, tener algo de experiencia acumulada en la nueva metodología de prácticas, haber subsanado errores y mejorado aspectos antes de su implantación a grupos más numerosos.