Información Proyectos I.E.



Desarrollo de plugings en Moodle en el marco de la asignatura Fundamentos de Electrónica

Coordinador(a): JOSE ANDRES OTERO MARNOTES
Centro: E.T.S.I. INDUSTRIALES
Nivel: Nivel 1. Proyectos promovidos por los Grupos de Innovación Educativa (GIEs)
Línea: E4. Aprendizaje Adaptativo
Palabras clave:
  • Aprendizaje Adaptativo
  • Aprendizaje Experiencial
  • Desarrollo de TIC's
  • Evaluación del aprendizaje
  • Uso de TIC
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza Email
JORGE PORTILLA BERRUECO E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.CONTR.DOCT. jorge.portilla[at]upm[dot]es
TERESA RIESGO ALCAIDE E.T.S.I. INDUSTRIALES CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD teresa.riesgo[at]upm[dot]es
FELIX ANTONIO MORENO GONZALEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD felix.moreno[at]upm[dot]es
EDUARDO DE LA TORRE ARNANZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD eduardo.delatorre[at]upm[dot]es
OSCAR GARCIA SUAREZ E.T.S.I. INDUSTRIALES CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD o.garcia[at]upm[dot]es
YAGO TORROJA FUNGAIRIÑO E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD yago.torroja[at]upm[dot]es
PEDRO ALOU CERVERA E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD pedro.alou[at]upm[dot]es
JESUS ANGEL OLIVER RAMIREZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD jesusangel.oliver[at]upm[dot]es
ROBERTO PRIETO LOPEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD roberto.prieto[at]upm[dot]es
PEDRO HERRANZ BALCAZAR E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR E.U. pedro.herranz[at]upm[dot]es
JOSE ANDRES OTERO MARNOTES E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.AYUD.DOCTOR joseandres.otero[at]upm[dot]es
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

La implantación de los nuevos planes de estudios adaptados al EEES ha supuesto la renovación profunda de muchas de las asignaturas que se imparten en las distintas titulaciones de la ETSI Industriales, no solo en cuanto a los contenidos de las mismas, sino también a la manera de impartirlos. En general, se ha tratado de apostar por un aprendizaje más orientado al desarrollo de competencias, por más sesiones prácticas que resulten útiles y atractivas para los alumnos, así como por mecanismos que permitan la evaluación continua de los contenidos y las competencias que deben alcanzarse al cursar la materia.

La experiencia que se relata a continuación se refiere a la asignatura Fundamentos de Electrónica que se imparte en el tercer curso de los Grados en Tecnologías Industriales (GITI), Ingeniería Química (GIQ) e Ingeniería de Organización (GIO), aunque la situación que se va a describir es común en muchos de los grados ofrecidos por las distintas escuelas de la UPM.

Sólo en el caso del GITI, Fundamentos de Electrónica cuenta este curso con 515 alumnos matriculados, a los que hay que sumar los estudiantes de las otras dos titulaciones en las que se imparte. En total hay unos 600 alumnos repartidos en 7 grupos de teoría y 30 de prácticas. La asignatura se divide en tres bloques: Electrónica Analógica, Electrónica Digital y Microprocesadores. Al finalizar cada uno de estos bloques se realiza una Prueba de Evaluación Continua (PEC), presencial y escrita, que permiten en su conjunto que los alumnos obtengan hasta tres puntos que se suman a la nota del examen final, siempre y cuando en este tengan un mínimo de cuatro. En los bloques de Electrónica Digital y Microprocesadores la PEC constituye el 70% de la nota de evaluación continua, mientras que mediante la realización de un trabajo práctico relacionado con cada una de estas áreas los alumnos pueden obtener un 30% más.

Tal y como se describe en [Delgado06], la evaluación continua bajo el EEES tiene por objetivo el facilitar la asimilación y el desarrollo progresivos de los contenidos de la materia y de las competencias que deben alcanzarse, permitiendo además que el profesor realice un mayor y mejor seguimiento del progreso de aprendizaje de los estudiantes. Se espera, por lo tanto, que los estudiantes que participen de la evaluación continua tengan más garantías de superar la asignatura, puesto que se supone que han asimilado de forma gradual los contenidos de la materia, conocen la manera de evaluar del profesor y porque cada alumno recibe información sobre su propio ritmo de aprendizaje y es capaz de rectificar los errores que ha ido cometiendo.

Tal y como se ha planteado la evaluación continua en Fundamentos de Electrónica, algunos de estos objetivos están ya cubiertos. Las pruebas de evaluación continua suponen un entrenamiento para que los estudiantes afronten con más garantías el examen final de la materia y le dan información sobre el nivel que han alcanzado en cada uno de los bloques. Sin embargo, una prueba por cada bloque de materia no es suficiente para que los profesores puedan detectar los conceptos de la asignatura que deben ser reforzados, ni permite que los alumnos alcancen la destreza necesaria en la resolución de problemas prácticos. Además, creemos que el resultado de una prueba de evaluación no debe ser sólo una nota numérica, sino que sería fundamental complementarlo con una realimentación cualitativa que llegue a todos los alumnos describiendo cuál ha sido su fallo, cuál ha sido el fallo más extendido en todo el grupo, que otras maneras alternativas existen para la resolución del mismo problema, y que elementos de teoría o cuestiones básicas deben revisar para mejorar los puntos en los que han fallado.

Se hace por lo tanto deseable mejorar e intensificar la manera en la que se realiza la evaluación continua en Fundamentos de Electrónica, incluyendo mecanismos de realimentación que ofrezcan itinerarios adaptativos a los alumnos con el fin de fortalecer los conceptos que han quedado menos claros. Sin embargo, no es posible incrementar el número de pruebas escritas que se realizan a lo largo del curso debido al elevado número de alumnos matriculados. En la actualidad, contando con el número medio de alumnos presentados a cada una de las pruebas, los profesores corrigen en total un número aproximado de 2250 exámenes por curso (entre PECs y exámenes finales), lo que se suma a la complejidad que conlleva la propia organización de este tipo de pruebas masivas.

Como experiencia piloto, en el curso actual se ha optado por ofrecer soporte para la asignatura en la plataforma de tele-enseñanza Moodle, donde se pone a disposición del alumno el material de clases además de un gran número de ejercicios resueltos y exámenes de convocatorias anteriores. En el bloque de Microprocesadores se ha propuesto además la realización de una serie de cuestionarios de autoevaluación que los alumnos podían hacer desde sus casas para que puedan conocer cada semana si han comprendido o no los conceptos explicados en clase la semana anterior. Si bien es cierto que estos cuestionarios resultan útiles para evaluar si los alumnos entienden el contenido teórico de la asignatura, no permiten evaluar su destreza a la hora de resolver los problemas a los que se deben enfrentar en el examen final. Por ello tienen un efecto limitado para acercar el procedimiento de evaluación continua a las expectativas creadas por la adopción de los nuevos planes de estudio.

Por estos motivos pretendemos prototipar dos plugins integrados sobre la plataforma Moodle que permitan la realización online de problemas básicos de sistemas digitales y microprocesadores, con posibilidad de facilitar la corrección semi-automática de los mismos. Cada uno de los módulos tendrá por lo tanto una parte visible por el alumno, que actuará como interface para la captura de sus soluciones y una parte visible por el profesor, para facilitar la corrección de los ejercicios.

Respecto a la interface con el alumno, se propone el prototipado de dos editores gráficos que cuenten con las capacidades necesarias para cubrir los problemas teórico-prácticos que se les plantean a los alumnos en un primer curso de electrónica, en particular:

  • El plugin de Electrónica Digital permitirá que el alumno pueda introducir, de forma sencilla, elementos como tablas de verdad, funciones lógicas, circuitos con puertas lógicas y elementos digitales básicos, diagramas de estado y cronogramas.
  • El plugin de Microprocesadores permitirá que el alumno introduzca flujogramas y pequeños trozos de código.

 

Además de capturar las respuestas de los alumnos a los problemas planteados, los módulos prototipados facilitarán la corrección semi-automática de los mismos y la realimentación de los resultados a los propios alumnos. Para ello se generarán modelos textuales de los circuitos, flujogramas y cronogramas introducidos por los alumnos, sobre los que se aplicarán técnicas de análisis automático de código. En una primera etapa el sistema identificará aquellas soluciones que son equivalentes. Después identificará los que se han resuelto de manera correcta, según la solución propuesta por el profesor; para los incorrectos, se ofrecerá al profesor un soporte para su corrección manual.

Una vez prototipados estos módulos, la realimentación a los alumnos podrá orientarse hacia su aprendizaje adaptativo, pues será posible plantear cuestiones más sencillas relacionadas con los fallos del alumno, así como breves explicaciones teóricas sobre los conceptos en los que han fallado.

[Delgado06] “La evaluación continua en un nuevo escenario docente”, Ana M. Delgado y Rafael Oliver. Revista de Universidad y Sociedad del Conocimiento Vol. 3, N. 1. Abril de 2006

OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo del proyecto es el prototipado de dos módulos integrados sobre la plataforma Moodle para permitir la realización online de problemas básicos de sistemas digitales y microprocesadores, con posibilidad de facilitar su corrección semi-automática.

Respecto a la interface de captura de soluciones, deberá contar con las siguientes capacidades:

  • El módulo de Electrónica Digital permitirá que el alumno pueda introducir, de forma sencilla, los siguientes elementos: tablas de verdad, funciones lógicas, circuitos con puertas lógicas y elementos digitales básicos (multiplexores, decodificadores y biestables), diagramas de estado y cronogramas.
  • El módulo de Microprocesadores permitirá que el alumno introduzca flujogramas y pequeños trozos de código.

Cada módulo contará además con mecanismos para facilitar la corrección de los mismos y la realimentación de los resultados a los propios alumnos. Para ello se generarán modelos textuales de los circuitos introducidos por los alumnos sobre los que se aplicarán técnicas de análisis automático de código. En una primera etapa, el sistema identificará aquellos circuitos, cronogramas o flujogramas que son equivalentes. Después identificará los que se han resuelto de manera correcta; para los incorrectos, se le ofrecerá un soporte para la corrección manual por parte del profesor.

Una vez prototipados estos módulos, la realimentación a los alumnos podrá orientarse hacia su aprendizaje adaptativo, pues será posible plantear cuestiones más sencillas relacionadas con los fallos del alumno, así como breves explicaciones teóricas sobre los conceptos en los que han fallado.

De esta manera se espera que el sistema desarrollado pueda favorecer la realización de la evaluación continua de la asignatura de acuerdo con los preceptos del Espacio Europeo de Educación Superior.

CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE LA CALIDAD

Los procedimientos de evaluación continua que se realizan en la actualidad en Fundamentos de Electrónica no resultan suficientes para que los profesores puedan detectar los conceptos de la asignatura que deben ser reforzados, ni permite que los alumnos alcancen la destreza necesaria en la resolución de problemas prácticos.

Mediante la ejecución del proyecto de innovación educativa aquí descrito se pretende mejorar e intensificar la manera en la que se realiza la evaluación continua en Fundamentos de Electrónica, incluyendo mecanismos de realimentación que ofrezcan itinerarios adaptativos a los alumnos con el fin de fortalecer los conceptos que han quedado menos claros.

De esta manera, mediante las herramientas que se van a desarrollar, buscamos que sea posible la realización de ejercicios de evaluación de una manera mucho más frecuente, y que además el resultado de cada prueba sea complementada con una realimentación cualitativa que llegue a todos los alumnos describiendo cuál ha sido su fallo, cuál ha sido el fallo más extendido en todo el grupo, que otras maneras alternativas existen para la resolución del mismo problema, y que elementos de teoría o cuestiones básicas deben revisar para mejorar los puntos en los que han fallado.

ALCANCE Y PÚBLICO OBJETIVO AL QUE SE DIRIGE

El proyecto, en su fase inicial, se dirige a la mejora de las asignaturas de Fundamentos de Electrónica del tercer curso de los Grados de Tecnologías Industriales (GITI), Ingeniería Química (GIQ) e Ingeniería de Organización (GIO) impartidas en la ETSI Industriales. En todas estas titulaciones se trata de una asignatura obligatoria que cuenta con un alto número de alumnos matriculados: 515 en el caso del GITI, 60 en el GIQ y 90 en el GIO.

En el caso del GITI, unos 90 alumnos de los que cursan Fundamentos de Electrónica en tercero continúan en cuarto con la especialidad de electrónica y automática. Estos alumnos se deben enfrentar a Electrónica Digital y Sistemas Microprocesadores, como continuación natural de los bloques de igual nombre de Fundamentos de Electrónica. Las herramientas y el contenido que se van a desarrollar servirán para la evaluación inicial de los alumnos matriculados en estas asignaturas, de forma que puedan saber que destrezas de las que estudian en tercero deben recordar para las asignaturas de la especialidad. Esta misma información será muy útil para que los profesores de dichas asignaturas conozcan las fortalezas y debilidades de sus alumnos al inicio del curso.

Si bien estas son las asignaturas en las que inicialmente se propone probar las herramientas desarrolladas, sería posible su adaptación a cualquier asignatura que cubra los fundamentos de los microprocesadores y la electrónica digital en las distintas titulaciones impartidas en la UPM.

FASES DEL PROYECTO Y ACCIONES QUE SE VAN A DESARROLLAR

Fase 1: Estudio en profundidad de la plataforma Moodle, en particular, de la integración de módulos gráficos sobre ella.

Fase 2: Especificación detallada de las interfaces de los alumnos para cada uno de los dos módulos a desarrollar.

Fase 3: Prototipado de los módulos de interface sobre Moodle sobre un servidor Moodle instalado a tal efecto en los servidores del laboratorio.

Fase 4: Estudio de las técnicas de análisis automático de código

Fase 5: Prototipado de los módulos de corrección automática para el profesor.

Fase 6: Generación de contenido sobre Moodle. A modo de prueba se reutilizarán principalmente problemas de exámenes de otros años y de boletines generados para la asignatura.

Fase 7: Validación en campo con los propios alumnos de la asignatura, durante el primer cuatrimestre del curso 2017/2018.

RECURSOS Y MATERIALES DOCENTES

No aplica.

SEGUIMIENTO Y EVALUACION

Se comenzará por realizar una evaluación funcional de los módulos desarrollados, tanto por parte de los becarios que trabajarán sobre ellos como por los profesores de Fundamentos de Electrónica, Electrónica Digital y Microprocesadores. Posteriormente se tratará de que un subconjunto de los alumnos de Fundamentos de Electrónica, que se muestren voluntarios para ello, realicen un conjunto de pruebas de evaluación continua con los módulos desarrollados. Finalmente se compararán los resultados del subconjunto de prueba con los del conjunto de los alumnos, lo que permitirá evaluar la mejora o no de los resultados, gracias a la herramienta desarrollada.

PRODUCTOS RESULTANTES

Como resultado de este proyecto se pretende tener dos módulos integrables en la plataforma Moodle que permitan realizar actividades de evaluación en Electrónica Digital y Microprocesadores. Además se introducirá en la plataforma material didáctico en forma de problemas que permitan probar, durante el primer cuatrimestre del próximo curso, la validez del sistema propuesto.

 

MATERIAL DIVULGATIVO

No aplica

COLABORACIONES

Si los resultados del proyecto son los esperados, se tratará de integrar los módulos el portal de Moodle de la Universidad, para lo que será necesario contar con el soporte del gabinete de tele-educación.