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UTILIZACIÓN DE HERRAMIENTAS DE VIRTUALIZACIÓN EN LA TITULACIÓN DE INGENIERO QUÍMICO: UN COMPLEMENTO A LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Coordinador(a): FRANCISCO ISMAEL DIAZ MORENO
Centro: E.T.S.I. INDUSTRIALES
Nivel: Proyecto de otros grupos coordinado con el Proyecto de Centro
Palabras clave:
  • Simuladores/Laboratorios virtuales
  • Trabajo en Equipo/Grupo
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza Email
MANUEL RODRIGUEZ HERNANDEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD manuel.rodriguezh[at]upm[dot]es
SALVADOR LEON CABANILLAS E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD salvador.leon[at]upm[dot]es
FRANCISCO ISMAEL DIAZ MORENO E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.AYUD.DOCTOR ismael.diaz[at]upm[dot]es
ANGEL SANTOS GARCIA E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD angel.santos[at]upm[dot]es
Araceli Rodríguez Rodríguez Centro fuera de la UPM OTROS arodri[at]quim[dot]ucm[dot]es
José María Gómez Martín Centro fuera de la UPM OTROS segojmgm[at]quim[dot]ucm[dot]es
Juan García García Centro fuera de la UPM OTROS juangcia[at]quim[dot]ucm[dot]es
Eduardo Díez Alcántara Centro fuera de la UPM OTROS ediezalc[at]quim[dot]ucm[dot]es
Lineas de trabajo principales en las que incide
  • ETSI Industriales
    • OBJ1: Mejorar la eficiencia en los procesos de adquisición de los resultados de aprendizaje por parte de los estudiantes, con especial atención a la incorporación de metodologías activas para el aprendizaje.
      • Introducción de técnicas de aprendizaje activo que mejoren la adquisición de los resultados de aprendizaje por parte de los estudiantes (aprendizaje basado en proyectos, trabajo colaborativo, casos, etc.)
    • OBJ8: Aprovechar las nuevas oportunidades que ofrecen las Tecnologías del Aprendizaje y del Conocimiento (TAC) para enriquecer los procesos formativos y de gestión docente.
      • Potenciar que los alumnos sean activos en el proceso de aprendizaje autodirigido, explotando las posibilidades de las redes y las Tecnologías del Aprendizaje y Conocimiento como sistemas de acceso a recursos.
    • OBJ9: Desarrollar repositorios de prácticas, recursos docentes, y actividades, que faciliten la experimentación así como el aprendizaje autónomo.
      • Potenciar que los alumnos sean activos en el proceso de aprendizaje autodirigido, explotando las posibilidades de las redes y las Tecnologías del Aprendizaje y Conocimiento como sistemas de acceso a recursos.
Descripción del desarrollo y las fases
OBJETIVOS DEL PROYECTO

 

La virtualización de prácticas de laboratorio en ingeniería química [1] supone un gran número de ventajas, tanto desde un punto de vista logístico como de la innovación pedagógica, ya que permite:

·         Realizar la práctica a un gran número de alumnos con un sistema de evaluación muy diverso, que puede ir desde el unipersonal a grupos de gran número de alumnos.

·         Utilizar técnicas de aprendizaje autónomo, ya que se puede promover el trabajo independiente de los alumnos sin la necesidad de un monitor de prácticas por grupo.

·         Llevar a cabo experimentos que por su seguridad no podrían ser llevados a cabo físicamente como, por ejemplo, procesos en los que se utilizan gases inflamables.

·         Emplear nuevas tecnologías como plataformas web o entornos de programación interactivos, lo que supone un atractivo extra para las actividades experimentales mejorando directamente  la motivación del alumno

·         Reducir el coste de los laboratorios de la titulación debido a que se evita comprar equipos analíticos y de proceso.

Por todo ello, se plantea como objetivo principal del presente proyecto de innovación educativa la implantación de i dos nuevas prácticas de laboratorio virtuales. En concreto, las prácticas seleccionadas son: Procesos de Separación con Membranas y Agitación y Mezcla.

Las dos prácticas anteriores son de indudable importancia para las titulaciones de Ingeniero Químico, Grado en Ingeniería Química y Máster en Ingeniería Química, ya que ambas son de uso muy extendido en la industria de procesos y se encuentran incluidas en los principales manuales de la disciplina [2].

La selección de estas dos experiencias se justifica porque las operaciones con membranas generalmente requieren  equipos de elevado coste en los que hay que procesar, normalmente, mezcla de gases a cierta presión, muchos de ellos inflamables, por lo que la virtualización supone una garantía de seguridad (y bajo coste). Además esta operación se encuentra recogida en la temática de las asignaturas Operaciones de separación II (grado de Ingeniería Química, UPM) Ampliación de operaciones de separación (grado de Ingeniería Química, UCM).

Por otra parte, la práctica de Agitación y Mezcla en estos momentos se encuentra instalada físicamente en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Complutense de Madrid (entidad colaboradora en el presente proyecto). Este hecho, permite a los alumnos de la UPM llevar a cabo dicha práctica tanto físicamente como virtualmente, pudiéndose estudiar por parte del equipo que solicita este proyecto, las diferencias observadas en términos de aprendizaje y motivación de los alumnos. De la movilidad de los alumnos entre un centro y otro se espera una mejora apreciable en términos de motivación,  expresión oral y escrita (un grupo tendrán que explicar la práctica a los otros), autoaprendizaje (serán los alumnos los encargados de estudiar de forma autónoma y preparar la “clase” en la que enseñar la nueva práctica) y creatividad (los alumnos tienen libertad para exponer de la mejor forma que consideren los aspectos tanto teóricos como prácticos de la experimentación).

Finalmente, cabe destacar la amplia experiencia y motivación del grupo de trabajo en cuanto a la implantación de nuevas tecnologías y virtualización de procesos, dentro de la titulación de Ingeniero Químico. Ver Anexo I donde se adjuntan algunas capturas de pantalla de herramientas ya desarrolladas (I.1 Práctica de Laboratorio de Electrodiálisis, I.2 Proyecto Chevic “Chemical Engineering Virtual Class, I.3 Práctica de Laboratorio de Destilación)

[1] Shin D. et al, Computers and Chemical Engineering 15 (2000) 1381-1385.

[2] Perry R. Perry’s Chemical Engineering Handbook  (2008) 8ª Ed. McGraw-Hill.

FASES DEL PROYECTO

 

Fase 1: Establecer las bases de la virtualización en cuanto a los materiales y métodos a emplear para el desarrollo del proyecto.

Resultado 1: Informe donde queden establecidas las metodologías, software y material necesario, esbozando los pasos para la consecución del modelo final.

Fase 2: Toma de contacto y aprendizaje del becario de lo recogido en la Fase 1.

Resultado 2: --

Fase 3: Desarrollo del modelo de virtualización de membranas.

Resultado 3: Informe de utilización y resultados de la práctica Procesos de Separación con Membranas.

Fase 4: Estudio de la instalación experimental de Agitación y Mezcla con el objetivo de desarrollar el modelo de virtualización.

Fase 5: Desarrollo del modelo de virtualización de la práctica anterior.

Resultado 5: Informe de utilización y resultados de la práctica Agitación y Mezcla.

Fase 6: Selección de grupos piloto.

Fase 7: Desarrollo de las rúbricas y encuestas de evaluación

Fase 8: Experiencia.

 a) Grupo piloto que solo realiza la práctica experimental.

 b) Grupo piloto que solo realiza la práctica virtual.

 c) Grupo piloto que realiza la práctica virtual y experimental.

Resultado 8: Estudio en términos de rúbricas de evaluación y encuestas sobre el alumnado de los grupos piloto.

EVALUACION DEL PROYECTO

 

La evaluación del proceso enseñanza-aprendizaje utilizando la virtualización de clases prácticas como complemento a las asignaturas experimentales de las titulaciones de Ingeniero Químico y Grado en Ingeniería Química se llevará a cabo utilizando dos tipos de elementos:

1.      Rúbricas: Con este procedimiento se enumeran los criterios de evaluación de las diferentes tareas en las que consiste la práctica. Se elaborará una escala descriptiva para tal cometido. Algunos de los elementos observables que se juzgarán serán la participación de los alumnos, la discusión entre ellos, el liderazgo o la integración en el trabajo grupal.

 

2.      Encuestas: Con las encuestas se pretende obtener información de los alumnos en cuanto a su motivación, conocimiento final y/o funcionamiento de cada uno de las tres metodologías seguidas por cada uno de los tres grupos pilotos.