Ficha Proyecto I.E. 2016-2017



Fomento del aprendizaje experiencial de la Química

Coordinador(a): GABRIEL PINTO CAÑON
Centro: E.T.S.I. INDUSTRIALES
Nivel: Nivel 1. Proyectos promovidos por los Grupos de Innovación Educativa (GIEs)
Línea: E5. Aprendizaje Experiencial
Palabras clave:
  • Aprendizaje Activo
  • Aprendizaje Basado en Problemas
  • Aprendizaje Experiencial
  • Competencias transversales
  • Educación pre-universitaria
  • Interdisciplinariedad/multidisdiplinariedad
  • Materias básicas en ingeniería y arquitectura
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza
GABRIEL PINTO CAÑON E.T.S.I. INDUSTRIALES CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
MARIA PAZ PINILLA CEA E.T.S.I. NAVALES TITULAR UNIVERSIDAD
MARIA JOSE MOLINA RUBIO E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
M. DEL CARMEN MATIAS ARRANZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
M. ASCENSION FERNANDEZ LOPEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
ISABEL PAZ ANTOLIN E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT.
JOAQUIN MARIA MARTINEZ URREAGA E.T.S.I. INDUSTRIALES CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
MARIA ISABEL DEL PESO DIAZ E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT.
M.DEL MAR DE LA FUENTE GARCIA-SOTO E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT.
ADOLFO NARROS SIERRA E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
CARMEN ARRIBAS ARRIBAS E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO TITULAR UNIVERSIDAD
JORGE RAMIREZ GARCIA E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT.
JAVIER ALBENIZ MONTES E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL CATEDRÁTICO E.U.
MARIA VICTORIA AREVALO DE MIRANDA E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL TITULAR E.U.
ROSA BARAJAS GARCIA E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL TITULAR UNIVERSIDAD
ISABEL CARRILLO RAMIRO E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL TITULAR UNIVERSIDAD
MARIA PILAR SAAVEDRA MELENDEZ E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL TITULAR UNIVERSIDAD
RAFAEL BORGE GARCIA E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
JULIO LUMBRERAS MARTIN E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
María Luisa Prolongo Sarria Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
ICIAR DE PABLO LERCHUNDI INST. CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN OTROS UPM
MARIA CRISTINA NUÑEZ DEL RIO INST. CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN L.D. PRF.CONTR.DOCT. INTERINO
FRANCISCO ISMAEL DIAZ MORENO E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT. INTERINO
CARMEN FONSECA VALERO E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL CATEDRÁTICO E.U.
MARIA VICTORIA ALCAZAR MONTERO E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
MARIA TERESA AGUINACO CASTRO E.T.S. DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL TITULAR E.U.
FRANCISCO DIAZ MUÑOZ E.T.S.I. INDUSTRIALES GRUPO C
JOSE VICENTE ALONSO FELIPE E.T.S.I. INDUSTRIALES GRUPO B
VICTOR MANUEL DIAZ LORENTE E.T.S.I. INDUSTRIALES GRUPO C
ESTEBAN CLIMENT PASCUAL E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.AYUD.DOCTOR
JAVIER PEREZ RODRIGUEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. AYUDANTE
María Araceli Calvo Pascual Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
Manuela Martín Sánchez Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Como se indica en los propios documentos de esta convocatoria, el aprendizaje experiencial (Experience-based education) enfatiza la importancia de la acción, de la experimentación y de las vivencias de experiencias, en la construcción del aprendizaje. Se trata de un componente multidisciplinar que se lleva a cabo a través de diversas metodologías y formas de aprendizaje, como son el "aprender haciendo" el "aprendizaje contextualizado" y el "aprendizaje por descubrimiento". El análisis y búsqueda de nuevas herramientas educativas de este tipo ha sido, precisamente, una de las líneas de actuación principales que ha llevado a la práctica este grupo de innovación educativa, desde su constitución, hace una década.

Con esta propuesta de proyecto, titulada "Fomento del aprendizaje experiencial de la Química", pretendemos profundizar y aplicar este tipo de aprendizaje, a través de cinco acciones, que son:

- Acción 1. Preparación, realización y análisis de resultados de experiencias prácticas en el propio aula. Se llevaría a cabo en diversas asignaturas de Grado, como son Quimica I (Grados en Ingenierías en Tecnologías Industriales, Química y de Organización), Química II (Grados en Ingenierías en Tecnologías Industriales y Química), según se indica en siguientes apartados de esta propuesta. En concreto, se trataría de desarrollar experiencias que fueran enriquecedoras para la formación del alumno, de tipo experimental, y que ocuparan poco tiempo en clase. Algunas podrían realizarse por equipos de alumnos, fuera del aula.

Hasta la fecha, se han implementado así algunas experiencias en los últimos años, como son: análisis crítico de la velocidad de fusión de hielo en distintos medios, como introducción al razonamiento científico, y que es una base para la comprensión de fenómenos de cierta complejidad, como las corrientes termohalinas de los océanos (con importancia en el clima); estudio termoquímico de bebidas autocalentables, donde los alumnos deben aplicar conocimientos de termodinámica y competencias básicas, como la búsqueda de datos científicos y resolución de problemas, para comparar datos teóricos y experimentales, así como realizar en equipo un análisis crítico de esos dispositivos; y análisis de información comercial de productos (relación entre emisiones de CO2 y consumo de combustible automóviles, análisis de la factura del gas, productos de droguería...), entre otros.

Aparte de profundizar y mejorar algunas de las herramientas metodológicas anteriores, otra que se pretende abordar es el estudio de los frigoríficos conocidos como pot-in-pot o zeer, con aplicaciones en ciertas zonas desfavorecidas de África y con implicaciones científicas y tecnológicas relevantes. En concreto, refrigeran los alimentos por evaporación del agua contenida entre dos recipientes de cerámica porosa, funcionando así sin necesidad de energía eléctrica. Se trataría de analizar ventajas e inconvenientes de estos dispositivos, para lo que hace falta implicar conocimientos de termodinámica, cinética de degradación de alimentos, propiedades y fabricación de productos cerámicos, climatología, etc.

- Acción 2. Preparación de una asignatura para la formación en competencias transversales en estudios de Máster, sobre "Comunicación y divulgación de la ciencia y la tecnología". En dicha asignatura se pretenden abordar con alumnos de postgrado, cuestiones relacionadas con la difusión y divulgación científico-tecnológica, como son: exposición de trabajos científicos (seminarios, póster, artículo...); análisis detallado de "juguetes científicos" (a veces con apariencia sencilla, pero de explicación compleja, como son el "pájaro bebedor" o el "energy stick ") y otras experiencias (bolas de hidrogel, tintes leucos, cristales líquidos, nieve artificial, el láser en estudios de la fluorescencia y fosforescencia para el efecto fotoeléctrico o activación de reacciones, microscopio digital), así como empleo de otras herramientas educativas y divulgadoras (como el uso de programas de teléfonos móviles y tablets que facilitan herramientas para medir parámetro de reacciones, laboratorios virtuales y visores moleculares).

- Acción 3. Realización y análisis de actividades de divulgación de la ciencia y la tecnología. Aunque centrado en aspectos de química principalmente, se intentaría acercar al público general, y alumnos preuniversitarios en particular, a las teorías y estudios propios de estos ámbitos del saber, conocidos ultimamente por las siglas STEM (Science, technology, engineering and mathematics). Para ello, se aprovecharían distintas posibilidades de eventos. Además, algunas de estas acciones se realizarían con alumnos de la UPM para evaluar su impacto en el proceso de aprendizaje. Todo ello se basaría en actividades de tipo experiencial, buscando profundizar y animar al estudio, de forma que se intentaría huir del mero "efecto sorpresa o llamativo"

- Acción 4. Realización de actividades sobre "el arte de la ciencia y la ciencia del arte". Dentro de estas actividades, se intentaría realizar, por ejemplo, alguna exposición abierta al público, en la que se incluyan aspectos de arte relacionados con la ciencia, como son la creación de esculturas con cristales gigantes y la realización de grabados por ataque químico con ácidos sobre metales. El objetivo es aproximar la ciencia a la ciudadania en general y alumnos de distintas etapas educativas y de la UPM, en particular, a través de experiencias científicas con implicaciones artísticas.

- Acción 5. Formación de profesorado en el aprendizaje experiencial. Aparte de posibles reuniones ad hoc y de la edición del material generado, para uso de docentes de las diversas etapas educativas, se plantea la posibilidad de realizar contactos con la plataforma europea Scientix u otras, que promueven desde hace unos años el aprendizaje activo de temas STEM. En este sentido, desde el GIE se plantea la posibilidad de formarse el propio profesorado que lo integra y favorecer la formación de docentes de otros entornos y etapas educativos.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Los objetivos principales que se plantean con este proyecto son:

- Preparar y evaluar su puesta en práctica, de experiencias prácticas para desarrollar en el aula y en el laboratorio con alumnos de Grados de la UPM.

- Proponer una asignatura de formación en competencias transversales, a nivel de Máster de la UPM, en la que los alumnos se formen a través de un aprendizaje experiencial, sobre temas de difusión y divulgación de la ciencia y de la tecnología.

- Divulgacion y difusión de la ciencia y la tecnología (temas STEM) en diferentes segmentos de la sociedad, con énfasis especial en potenciales afuturos alumnos de la UPM, incluidos alumnos actuales (Grado y Máster) de la UPM.

- Extender a profesores de distintas etapas educativas de los resultados obtenidos, mediante publicaciones, cursos, seminarios, y ponencias.

CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE LA CALIDAD

Aunque la experiencia de los miembros del GIE, y de la innovación educativa en general, nos muestra que no hay "recetas mágicas" ni formas uniformes de aprendizaje por parte de los alumnos ni de enseñanza, es cierto que, siempre, una mayor dedicación y esfuerzo hacia la búsqueda de innovaciones, culmina en mejoras en el proceso de enseñanza-aprendizaje. En este sentido, entendemos que con esta propuesta se podrá incidir en los siguientes aspectos:

- Mayor comprensión de los alumnos de Grado de lo que constituye la química y el método científico. Al tener que discutir los ejemplos de experiencias realizadas en el aula o en su propia casa, trabajando en equipo, los alumnos amplian los enfoques abordados mediante metodologías más transmisivas y convencionales.

- Profundización en las implicaciones de ciencias básicas, como la química y la física, en la tecnología y en las ingenierías. De forma análoga a lo anterior, se intentaría para ello seleccionar ejemplos adecuados de relación ciencia y tecnología.

- Intentar resolver deficiencias en cuanto a la apreciación del público general, y estudiantes de ESO y bachillerato en particular, respecto de los estudios STEM. Con las demostraciones, exposiciones y talleres que se intentan realizar, se pretende dar una imagen de este tipo de estudios, alejada de visiones casi mágicas o de mera sorpresa, para resaltar cómo influyen en la mejora de la vida cotidiana. También se pretende resaltar que estos estudios no conllevan una dificultad mental intrínseca, sino que se basan en el razonamiento y en la indagación.

ALCANCE Y PÚBLICO OBJETIVO AL QUE SE DIRIGE

Asignatura, número de alumnos estimado, titulación, Centro.

- Química I, del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (GITI) impartido en la ETSII. Unos 500 alumnos.

- Química I, del Grado en Ingeniería Química (GIQ) impartido en la ETSII. Unos 60 alumnos.

- Química I, del Grado en Ingeniería de Organización (GIO) impartido en la ETSII. Unos 60 alumnos.

- Química II, del GITI impartido en la ETSII. Unos 500 alumnos.

- Química II, del GIQ impartido en la ETSII. Unos 60 alumnos.

- Comunicación y divulgación de la ciencia y la tecnología, del Máster de Ingeniero Industrial y/o Ingeniero Químico. Aunque se diseñaría mediante este proyecto, de implantarse, se estima que implicaría anualmente a unos 20 alumnos.

Público general. Tanto las exposiciones científico-artísticas como los talleres que se pretenden impartir, dentro de las acciones 4 y 3, respectivamente, se estima la asistencia de cerca de 500 personas.

FASES DEL PROYECTO Y ACCIONES QUE SE VAN A DESARROLLAR

- Acción 1. Preparación, realización y análisis de experiencias prácticas en el propio aula o fuera de ella.

  • Fase 1.1 (feb-mar) Recopilación de lo hecho en experiencias análogas en cursos anteriores y búsqueda bibliográfica.
  • Fase 1.2 (mar-abr) Diseño de experiencias concretas, atendiendo a una adecuación de contenidos implicados y de seguridad en su realización (por ejemplo, evitando el uso de reactivos químicos potencialmente peligrosos).
  • Fase 1.3 (mar-nov) Desarrollo de un ejemplo concreto, que se considera emblemático: estudio y análisis de los frigoríficos conocidos como pot in pot, señalados en  el apartado inicial de descripción del proyecto.
  • Fase 1.4 (abr-nov) Implementación de las experiencias en el ámbito educativo.
  • Fase 1.5 (may-nov) Análisis de resultados.

- Acción 2. Preparación de una propuesta de asignatura de Comunicación y divulgación de la ciencia y la tecnología, para estudios de Máster.

  • Fase 2.1 (feb-mar) Elaboración de la propuesta (objetivos y competencias a adquirir por los alumnos, metodología, forma de evaluación).
  • Fase 2.2 (feb-jul) Preparación de la asignatura (herramientas docentes, bibliografía...)
  • Fase 2.3 (may-jun) Elevación de la propuesta a las comisiones pertinentes, y finalmente, si fuera el caso, a la Junta de Escuela.
  • Fase 2.4 (sep-nov) Implantación de la asignatura, en su caso.

- Acción 3. Impartición de talleres y demostraciones para el público general, y estudiantes de E.S.O. y bachillerato en particular.

  • Fase 3.1 (feb-sep) Análisis de posibilidades de participación en eventos.
  • Fase 3.2 (feb-may) Análisis de la posibilidad de participación en el certamen de Ciencia en Acción, y preparación, en su caso.
  • Fase 3.3 (feb-sep) Preparación de eventos concretos. Entre otros, se podría valorar la participación en: AULA, Ciencia para todos en el círculo de Bellas Artes de Madrid, Jornadas de puertas abiertas... De ser posible, se intentaría participar en el evento europeo Science on Stage.
  • Fase 3.4 (may-sep) Análisis de resultados de los eventos realizados.
  • Fase 3.5 (oct-nov) Propuestas de mejora para futuras acciones similares en cursos posteriores.

- Acción 4. Preparación y realización de eventos artísticos basados en aspectos científicos.

  • Fase 4.1 (feb-mar) Preparación de los materiales y búsqueda de recursos para las exposiciones.
  • Fase 4.2 (mar-nov) Realización de exposiciones para el público general.
  • Fase 4.3 (sep-nov) Análisis de resultados y propuestas de mejora.

- Acción 5. Formación del profesorado para el aprendizaje experiencial.

  • Fase 5.1 (feb) Realización del curso online sobre formación de profesores que propone la plataforma europea Scientix (http://www.scientix.eu/) para preparar "embajadores nacionales" de sus acciones. Dicha plataforma forma parte de un proyecto europeo enfocado precisamente a acciones de este tipo.
  • Fase 5.2 (feb-oct) Preparación de materiales (artículos, descripciones en la Web, ponencias en congresos, participación en seminarios...) para la difusión entre profesores de aspectos sobre el aprendizaje experiencial.
  • Fase 5.3 (mar-nov) Realización y participación en eventos formativos.
RECURSOS Y MATERIALES DOCENTES

Los recursos que se van a utilizar son los propios de la UPM en cuanto a instalaciones: aulas, laboratorios, material informático y despachos. También se utilizará material de laboratorio, reactivos químicos y productos de uso cotidiano, accesibles en supermercados y droguerías.

En cuanto a los materiales docentes que se pretende elaborar, se trataría de enunciados de problemas y de casos prácticos, artículos en revistas especializadas y de divulgación, y ponencias en congresos.

 

SEGUIMIENTO Y EVALUACION

Se estima que se procederá al seguimiento del proyecto, para medir el logro de resultados, a través de las siguientes evidencias:

- Acción 1. Preparación, realización y análisis de experiencias prácticas en el propio aula o fuera de ella.

  • Fases 1.1 y 1.2 (abril) ¿Se ha diseñado alguna experiencia concreta, atendiendo a una adecuación de contenidos implicados y de seguridad en su realización (por ejemplo, evitando el uso de reactivos químicos potencialmente peligrosos)?
  • Fase 1.3 (julio / noviembre) ¿Se ha avanzado en el desarrollo del ejemplo concreto, que se considera emblemático: estudio y análisis de los frigoríficos conocidos como pot in pot? Se valorará el grado de avance en las dos fechas señaladas.
  • Fases 1.4 y 1.5 (junio / noviembre) ¿Se han implementado las experiencias en el ámbito educativo? Recopilación de resultados.

- Acción 2. Preparación de una propuesta de asignatura de Comunicación y divulgación de la ciencia y la tecnología, para estudios de Máster.

  • Fase 2.1 (marzo) ¿Se ha elaborado la propuesta (objetivos y competencias a adquirir por los alumnos, metodología, forma de evaluación)?
  • Fase 2.2 (julio) ¿Se ha preparado la asignatura (herramientas docentes, bibliografía...)?
  • Fase 2.3 (julio) ¿Se ha elevado la propuesta a las comisiones pertinentes, y finalmente, si fuera el caso, a la Junta de Escuela?
  • Fase 2.4 (noviembre) ¿Se ha implantado la asignatura?

- Acción 3. Impartición de talleres y demostraciones para el público general, y estudiantes de E.S.O. y bachillerato en particular.

  • Fase 3.1 (julio / septiembre) ¿Se han concretado fechas para participación en eventos divulgativos?
  • Fase 3.2 (mayo) ¿Se ha valorado la posibilidad de participación en el certamen de Ciencia en Acción? ¿Se ha preparado?
  • Fase 3.3 (mayo) ¿Se ha preparado una guía para la preparación de eventos concretos: AULA, Ciencia para todos en el círculo de Bellas Artes de Madrid, Jornadas de puertas abiertas...?
  • Fase 3.4 (septiembre) ¿Se han análizado los resultados de los eventos realizados?
  • Fase 3.5 (noviembre) ¿Se han elaborado propuestas de mejora para futuras acciones similares en cursos posteriores?

- Acción 4. Preparación y realización de eventos artísticos basados en aspectos científicos.

  • Fase 4.1 (marzo) ¿Se han preparado los materiales y se han buscado recursos para las exposiciones?
  • Fase 4.2 (noviembre) ¿Se han realizado exposiciones para el público general?
  • Fase 4.3 (noviembre) ¿Se han analizado los resultados y se han propuesto mejoras?

- Acción 5. Formación del profesorado para el aprendizaje experiencial.

  • Fase 5.1 (febrero) ¿Se ha realizado el curso online sobre formación de profesores que propone la plataforma europea Scientix (http://www.scientix.eu/) para preparar embajadores nacionales de sus acciones, por parte de algún miembro del equipo?
  • Fase 5.2 (octubre) ¿Se han preparado materiales (artículos, descripciones en la Web, ponencias en congresos, participación en seminarios...) para la difusión entre profesores de aspectos sobre el aprendizaje experiencial?
  • Fase 5.3 (noviembre) ¿Se ha realización y participado en eventos formativos para profesores?
PRODUCTOS RESULTANTES

A través del proyecto, aparte de la formación aportada y recibida por los destinatarios del mismo (alumnos de la UPM, profesores de distintos niveles educativos y público general), se considera que se podrán obtener, al menos, los siguientes productos tangibles:

- Informe de la actividad global del proyecto.

- Guías de las actividades realizadas.

- El material divulgativo recogido en el siguiente apartado.

Estos productos poseen potencial para transferencia interna de la UPM (profesores del GIE de distintos centros de la UPM, y otros externos; así como profesores que comparten una misma asignatura, en distintos grupos) y también externa (exposiciones, talleres en eventos divulgativos...).

MATERIAL DIVULGATIVO

Al menos, se pretende desarrollar el siguiente material divulgativo:

- Artículos en revistas de educación o de divulgación de la ciencia y la tecnología. En los últimos diez años, miembros del GIE han publicado sobre estos ámbitos en revistas nacionales (Anales de Química, Revista española de Física, Química e Industria...) e internacionales (Journal of Chemical education, Anuario Latinoamericano de Educación Química...).

- Reseñas en las páginas Web del GIE.

- Noticias para la difusión en la UPM.

- Páginas Web de Congresos.

 

COLABORACIONES

A través de los miembros del grupo, tanto de la UPM como de otros centros, se tiene garantizada la colaboración con los siguientes organismos:

- Instituto de Ciencias de la Educación de la UPM

- Real Sociedad Española de Química

- Real Sociedad Española de Física

- Facultad de Educación de la Universidad Autónoma de Madrid

- Facultad de Educación de la Universidad Complutense de Madrid.

- Plataforma Europea Scientix

- Centro de Ciencia Principia de Málaga

- International Center for Chemical University Education (ICUC)