En el siglo XXI, la sociedad enfrenta desafíos de gran relevancia, los cuales se encuentran resumidos de manera global en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) promovidos por las Naciones Unidas. Estos desafíos son transversales e interdisciplinarios, requiriendo la participación de toda la sociedad. Esto implica que los profesionales del futuro deben trabajar con una visión holística que, lamentablemente, es difícil de fomentar durante su formación académica.

La UPM logró obtener fondos en una de las convocatorias más competitivas del programa H2020 con el proyecto AURORA. Entre 204 propuestas, solo siete fueron financiadas [1]. Este proyecto busca proporcionar herramientas y marcos que permitan a los ciudadanos tomar decisiones informadas sobre aspectos energéticos. El año pasado, la coordinadora del proyecto inauguró el Laboratorio Ciudadano Campus Sur de UPM, formalizado como proyecto de innovación educativa IE23.6101, con el objetivo de integrar a toda la comunidad universitaria del Campus Sur en actividades colaborativas en el ámbito de la energía. Éstas incluyeron talleres y seminarios que promovieron una educación menos convencional, conectada con experiencias prácticas y temas de interés comunitario.

El proyecto atrajo la participación de 150 personas en distintos talleres realizados entre abril y noviembre de 2023. Además, tuvimos el honor de recibir al Consejero de Educación, Ciencia y Universidades de la Comunidad de Madrid, D. Emilio Viciana, y su delegación. Tuvieron la oportunidad de presenciar el desarrollo de uno de nuestros talleres.

En esta edición de proyectos de Innovación Educativa, presentamos la idea de integrar los resultados reales del proyecto AURORA en la enseñanza de diversos grados en las Escuelas de Sistemas de Telecomunicación y Sistemas Informáticos del Campus Sur de la UPM. Esta integración se considera un valor añadido para la educación de nuestro alumnado. La propuesta busca que el estudiantado adquiera los resultados de aprendizaje y las competencias de sus asignaturas a través del manejo, análisis y disertación sobre situaciones reales, basadas en datos y realidades de nuestras sociedades. En concreto trabajaremos con datos aportados por ciudadanos europeos sobre sus hábitos energéticos en la app desarrollada por el proyecto.

Por otra parte, esta iniciativa no solo impulsa el trabajo en materias fundamentales dentro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), ODS7 y ODS13, sino que también busca que el estudiantado vaya más allá de las competencias específicas de la asignatura, promoviendo el espíritu del proyecto AURORA: generar cambios a través de decisiones fundamentadas. Al permitir que el estudiantado se adentre en el problema, trabaje con datos reales, evalúe qué está analizando y qué deja de lado, podrá adquirir las competencias de la asignatura tales como manejo de conceptos de estadística, tratamiento de datos, disertación sobre aspectos éticos de las tecnologías y metodologías de innovación, etc.  Pero además estará aprendiendo conceptos esenciales sobre energía y su relación con las TICs, a la vez que también podrá comprender cómo nuestra forma de abordar un problema influye en las interpretaciones y conclusiones que obtenemos. En el contexto actual, donde la diversidad de pensamiento en temas cruciales como el cambio climático o la transición energética es evidente, esta propuesta les será de gran ayuda para comprender la complejidad en la que se enmarcan los grandes desafíos ligados a los ODS.

Para poder introducir esta experiencia nos apoyaremos en la aplicación AURORA Energy Tracker [1,2]. Así, proponemos utilizar dicha app de maneras diversas en ocho asignaturas diferentes de diez grados distintos, involucrando a alrededor de 800 estudiantes del curso 23/24 y 400 estudiantes en el curso 24/25. Básicamente se trata de una app de ciencia ciudadana que está recolectando datos de comportamiento energético de ciudadanos de 5 países europeos con objeto de analizar el impacto real del comportamiento del ciudadano en el sistema energético a través de un algoritmo de medición desarrollado por nuestros profesores. Dicho algoritmo permite medir cualitativamente la responsabilidad energética de cada ciudadano basándose en sus datos reales de uso de electricidad, calefacción y transporte [3]. No se trata de una calculadora de huella de carbono sino de un algoritmo más complejo que nos evalúa respecto al nivel de exigencia marcado por la Comisión Europea dentro del Pacto Climático y los objetivos de 2030. Esto implica, necesariamente, la combinación de una reducción de consumo - eficiencia energética- junto con un aumento de uso de fuentes renovables o más sostenibles.  Así pues, pretendemos que nuestros alumnado se acerque a la aplicación de cuatro maneras diferentes:

• Como usuarios. Como usuarios, buscamos que los estudiantes utilicen esta aplicación para comprender su propia realidad. Solo al tener un conocimiento concreto de nuestros comportamientos, podemos esperar que se despierten conciencias y se fomente el interés por actuar de manera más responsable. Además, esta aproximación beneficia al proyecto en sí, ya que cualquier sugerencia de mejora proveniente de los usuarios permitirá una implementación más robusta de la aplicación. Considerando que el alumnado proviene de disciplinas de informática y telecomunicaciones, es muy probable que surja dicha retroalimentación.
• Desde la perspectiva del diseño de la aplicación, la implementación del algoritmo que hemos desarrollado ha sido un desafío significativo. No solo en términos técnicos, sino también en implicaciones que incluso los propios desarrolladores de AURORA consideraban más allá de su formación. Temas como la asignación de controladores de datos, el papel de Google al utilizar Firebase en el desarrollo, la gestión de datos anonimizados de acceso público, entre otros, han requerido extensas horas de discusión entre los expertos del Consorcio. De hecho AURORA cuenta con un Panel de ética formado por cuatro reconocidos expertos para tratar todos estos temas que exceden el desarrollo de un app en algunos casos conllevan implicaciones jurídicas y legales. Dicho panel lo componen: María Asunción Gomez Pérez,  Vicerrectora de Investigación, Innovación y Estudios de Doctorado, y Catedrática en la Universidad Politécnica de Madrid; Bert Gordijn, Profesor de Dublin City University y Director del Ethics Research Centre; Alexandros Nousias, responsable de Protección de Datos y Ética Digital en NCSR Demokritos (Atenas) y Pompeu Casanovas, profesor adjunto en la Universidad La Trobe (Melbourne) y  catedrático en la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Así pues, queremos llevar este desafío de “poner en marcha una app más allá de la parte técnica” en las asignaturas: (1) Aspectos Éticos y Sociales (AES), (2) Aspectos sociales, eticos y legales de la Ciencia de Datos  (ASCD) y (3) TICs emergentes para la sostenibilidad (TIC E4S).
• Desde la perspectiva del análisis de datos de la aplicación, el estudio de las bases de datos anonimizadas que se publicarán es una fuente potencial de información relevante. Actualmente, la aplicación está implementada en 5 estados miembros y vincula diversas variables socioeconómicas con el comportamiento de los ciudadanos. Por esta razón, proponemos que en las dos asignaturas de Probabilidad y Estadística (PyE, PyE2) que participan en este proyecto y que aúnan a más de 600 estudiantes, se utilicen las bases de datos de AURORA para sus propias prácticas, permitiéndoles manejar programas estadísticos de forma más práctica y contextualizada.
• Desde la perspectiva del uso y el impacto de la aplicación, estamos frente a un escenario de divergencia de opiniones en relación al cambio climático y la transición energética. En este contexto, el debate social sobre aspectos como la promoción de cambios responsables, el papel del etiquetado del comportamiento ciudadano, nuestra responsabilidad frente al cambio climático y los deberes que debemos asumir, entre otros, serán temas enriquecedores para los alumnos que cursan la asignatura de 'Ciencia, Tecnología y Sociedad' (CTS).

[1 ] https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/opportunities/portal/screen/opportunities/topic-details/lc-gd-10-3-2020

[2]   AURORA Energy Tracker, IOS version: https://short.upm.es/ig20j . Google Play: https://short.upm.es/opd6m, 2023.

[3]  A.B. Cristóbal, C. Sanz-Cuadrado, Z. Zhang, P. Rahdan, M. Victoria, AURORA D1.1 Near-Zero Emissions Citizens Label, 2023,  DOI:https://doi.org/10.5281/zenodo.7594879.

Nuestro proyecto de innovación tiene como objetivo primordial enriquecer la preparación y formación del estudiantado al integrar desafíos reales derivados de la investigación y la innovación dentro del aula.

Reconocemos que el aprendizaje a través de experiencias concretas y cercanas supera en gran medida al aprendizaje basado en casos hipotéticos o ideales. Por lo tanto, implementaremos un enfoque práctico a través del reto de la app de AURORA con las cuatro vertientes antes detalladas. A partir de esta realidad, los participantes no solo adquirirán las competencias de las asignaturas sino que las conectaran con otros conocimientos que les permitirá extraer conclusiones para formar opiniones informadas y válidas, conscientes de las limitaciones inherentes a las conclusiones extraídas, lo cual puede dar lugar a debates enriquecedores y divergencias constructivas.

Para alcanzar este objetivo, hemos establecido los siguientes subobjetivos específicos:

O1. Generar entornos de aprendizaje que faciliten la construcción del conocimiento, fomenten la expresión, el contraste de ideas y conocimientos, y permitan la reelaboración de conceptos. No se trata de que los alumnos utilicen la app, sino de poder compartir entre el grupo las observaciones realizadas y las fundamentaciones sobre las que se crean las conclusiones.

O2. Formar a futuros profesionales capaces de adaptar soluciones expertas, personales y contextualizadas a problemas específicos, considerando las dimensiones sociales, humanas y legales involucradas.

O3. Vincular los contenidos y metodologías docentes a los resultados de investigación en temas de impacto ambiental de las TIC, implicaciones éticas de los desarrollos tecnológicos, etc.

O4. Potenciar el trabajo interdisciplinar del profesorado y alumnado para impregnar los contenidos y métodos de las asignaturas.

O5. Promover que los estudiantes adquieran competencias y habilidades diversas, incluyendo el fomento del trabajo autónomo y colaborativo, el desarrollo de nuevas habilidades intelectuales, la mejora de habilidades de comunicación interpersonal, y la interiorización de valores personales como la responsabilidad y la iniciativa.

Este proyecto se alinea con la nueva Ley del Sistema Universitario que reconoce los procesos de ciencia ciudadana como parte del sistema de intercambio de conocimiento. Nuestra apuesta es no sólo enmarcarlos en los procesos de innovación e investigación, sino también como herramienta docente.

Por otra parte, es una oportunidad única el hecho de que un mismo producto, que proviene de un proyecto de investigación, pueda ser aplicado en 8 asignaturas diferentes para poder ser trabajado desde distintos puntos de vista. En todos los casos estamos llevando al aula el material  con el que pueden realizar las “tareas” que están planificadas en la asignatura. Pero el material, lejos de estar basado en casos conceptuales e inexistentes, como el que acostumbramos a usar los profesores, es un material real.

Por un lado, el alumnado de las diversas asignaturas enfocadas en aspectos éticos y legales tendrán la oportunidad de abordar el mismo problema que enfrentaron los desarrolladores de software en AURORA. Además, contarán con el beneficio de acceder al informe elaborado por cuatro expertos internacionales en el que exponen las conclusiones del análisis ético de la aplicación. Es poco común tener la oportunidad de contrastar resultados con los obtenidos por un panel de tal calidad.

Por otro lado, en el resto de las asignaturas, el estudiantado accederá a material generado  en parte por ellos mismos, en colaboración con estudiantes de otras universidades europeas. Este material les permitirá no solo analizar la complejidad de trabajar con datos reales y todas las incógnitas que surgen al hacerlo, sino también extraer conclusiones de primera mano y comprender las limitaciones inherentes a cualquier conclusión.

En términos concretos, este proyecto contribuye a:

• Fomentar la autonomía del estudiantado para enfrentar desafíos reales.
• Promover el pensamiento crítico para analizar fallos y/o resultados obtenidos.
• Establecer conexiones entre las diversas materias estudiadas en los grados, observando cómo se aplican distintas técnicas, teorías y herramientas para un mismo producto.
• Motivar al estudiantado a aplicar los conocimientos adquiridos, tanto en el aula como en su experiencia personal, para resolver desafíos que les afectan directamente.
• Hacer partícipes al alumnado de los desafíos de los proyectos de investigación, permitiéndoles comprender la realidad de esta labor.
• Iniciar al estudiantado en la transmisión de conocimiento, ya que las ideas expuestas deben repetirse en diferentes contextos y con distintas aplicaciones, garantizando así que, en otros contextos y circunstancias, sean capaces de reproducir la correspondiente cadena de razonamientos lógico-deductivos que han permitido interpretar la realidad conforme a lo aprendido.
• Crear sinergias entre el profesorado de diversas escuelas, asignaturas y grados para integrar los productos de investigación e innovación como parte del material educativo universitario. Estas sinergias, a su vez, permiten compartir experiencias docentes entre asignaturas que de otro modo sería difícil generar.

Fase 1. Preliminares (Febrero)

Identificamos dos principales acciones que deben ser realizadas antes de poder poner en marcha el proyecto. Por una parte debemos preparar los materiales requeridos para la evaluación y seguimiento: definición de indicadores, encuestas, informes de valoración de los profesores, etc. Y por otra debemos preparar el material que sea necesario para la implementación: folletos de uso de la aplicación, licencias informáticas, presentaciones para las distintas asignaturas, etc.

Fase 2. Recopilación de datos (Febrero-Marzo)

Todos el estudiantado deberá, independientemente de la asignatura, realizar una medición de sus hábitos energéticos (movilidad, electricidad y climatización). Estos datos serán introducidos en una app y agregados de manera que serán públicos de forma debidamente anonimizada. Una vez que se disponga de esa base de datos referente a los miembros de la comunidad universitaria, en cada asignatura se realizarán distintas actividades que se corresponden y alinean con las competencias atribuidas a las mismas.

Fase 3. Ejecución del Reto (Abril-Mayo)

En las dos asignaturas de Probabilidad y Estadística, las actividades se centrarán en:

• analizar la bondad del muestreo,
• aplicar técnicas y métodos para describir y resumir los conjuntos de datos, utilizando medidas de tendencia central (como la media y la mediana) y medidas de dispersión (como la desviación estándar y el rango),
•  analizar la distribución de los datos,
• aplicar metodología para hacer inferencias y tomar decisiones sobre poblaciones basándose en las muestras de datos. Esto incluye técnicas de estimación de parámetros, pruebas de hipótesis y construcción de intervalos de confianza,
• utilizar técnicas para analizar la relación entre variables, incluyendo la regresión lineal y otros modelos de regresión. También se estudiarán medidas de correlación para evaluar la fuerza y la dirección de las relaciones entre variables.
• se puede llegar a utilizar métodos para analizar y predecir datos que varían en el tiempo como es el caso en el que se pretende que haya un cambio de tendencia a lo largo de la recogida de las muestras en los dos cursos académicos.

En las Asignaturas de Aspectos Éticos y Sociales (AES), Aspectos sociales, eticos y legales de la Ciencia de Datos (ASCD) ,y  TICs emergentes para la sostenibilidad (TIC E4S) se plantean las siguientes acciones:

• Definir cuáles deberían ser las acciones éticas y legales a considerar en la puesta en marcha de este tipo de aplicaciones
• Explorar y debatir sobre las implicaciones éticas y legales del uso de los datos energéticos agregados y anonimizados en la aplicación AURORA.
• Considerar la responsabilidad profesional y social en la toma de decisiones informadas a partir de estos datos.
• Examinar y proponer posibles medidas para garantizar la privacidad y seguridad de los datos recopilados.
• Analizar y divulgar ejemplos de buenas prácticas basadas en la asunción del privacy and ethics by design.

En la asignatura de Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS) se propondrá enmarcar el trabajo incidiendo en la reflexión de lo que nos dicen los datos de la app de AURORA. Así los alumnos deberán:

• inferir con la búsqueda de bibliografía adecuada o asistiendo a formación especializada: seminarios ODS, eventos ad-hoc que se desarrollen en el campus, entrevistas a profesores, etc.- el impacto que los resultados tienen desde el punto de vista del cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible (7,9,11 y 13),
• comentar los resultados obtenidos en sus círculos cercanos con el objetivo poder generar diálogos fluidos y críticos que inviten a la reflexión y promuevan acciones conjuntas a pequeña escala como puede ser el núcleo familiar o social,
• proponer a nivel grupal acciones que se puedan implementar para favorecer tendencias más sostenibles y evaluar cuál sería su impacto,
• participar de acciones de comunicación que ayuden a la  divulgación y comunicación de los resultados y promuevan una mayor concienciación.

Fase 4. Explotación de resultados (Junio-Octubre)

A raíz de los resultados analizados por los propios estudiantes  y los resultados obtenidos se pretende crear una pequeña colección de problemas que pueda ser utilizada en el curso académico 24/25 por las asignaturas de Álgebra Lineal y Álgebra de los 5 grados de la ETSISI para poder expandir así el propio impacto de la actuación y enriquecer los catálogos de ejercicios que disponen las asignaturas. De este modo, llegaremos a otros 400 alumnos.

Fase 5. Evaluación (Septiembre-Octubre)

La fase de evaluación de la actividad  y medición de resultados, acorde con la metodología descrita en el siguiente apartado de esta memoria, se desarrollará en los meses de septiembre y octubre.

Existen dos resultados que a nivel de proyecto de innovación educativa nos gustaría que derivasen de la acción que ponemos en marcha, y que hemos identificado como

R1. Identificación de las ventajas y desventajas (oportunidades y retos) de la iniciativa como contexto de aprendizaje en la Universidad y

R2. Fomento de un pensamiento crítico y la toma de decisiones informadas en el ámbito energético.

El primero de ellos claramente orientado a evaluar si el proceso ha contribuido al desarrollo de las competencias del estudiantado para lo cual hemos identificado ocho áreas de evaluación que están asociadas a los proyectos de aprendizaje basados en retos/investigación. El segundo, está ligado al objetivo final de la app de AURORA que radica en crear ciudadanos energéticamente responsables. A continuación se expone la lista de resultados que queremos medir y la evaluación propuesta:

R1. Identificación de las ventajas y desventajas de la iniciativa como contexto de aprendizaje en la Universidad.

Gracias a la metodología de encuestas al alumnado  y mediante informes generados - de forma anónima- por cada uno de los profesores participantes se evaluará:

R1.1 Aplicación Práctica del Conocimiento:

Los estudiantes aplican los conceptos y habilidades aprendidos en el aula a situaciones del mundo real.

R1.2. Desarrollo de Habilidades Específicas:

Adquieren y mejoran habilidades específicas relacionadas con el tema del proyecto, como habilidades de investigación, resolución de problemas, trabajo en equipo y comunicación.

R1.3 Motivación y Compromiso:

La naturaleza desafiante y aplicada de estos proyectos puede aumentar la motivación y el compromiso del estudiantado, ya que ven la relevancia directa de lo que están aprendiendo.

R1.4 Desarrollo de Habilidades de Colaboración:

Los proyectos a menudo requieren trabajo en equipo, lo que fomenta el desarrollo de habilidades de colaboración y comunicación.

R1.5 Creatividad e Innovación:

El alumnado puede desarrollar habilidades creativas al abordar problemas complejos y proponer soluciones innovadoras.

R1.6 Autoevaluación y Reflexión:

A través de la resolución de retos, los estudiantes pueden aprender a autoevaluarse y reflexionar sobre su propio aprendizaje.

R1.7 Conexión con la Comunidad:

Los proyectos basados en retos a menudo ofrecen oportunidades para que los estudiantes se conecten con la comunidad, ya sea a través de entrevistas con expertos, encuestas o implementación de soluciones prácticas.

R.1.8 Preparación para el Mundo Laboral:

Los proyectos pueden proporcionar a los estudiantes experiencias que replican situaciones del mundo laboral, preparándolos para enfrentar desafíos similares en el futuro.

R2. Fomento de un pensamiento crítico y la toma de decisiones informadas en el ámbito energético.

Mediante encuestas al estudiantado participante se evaluará el grado en que la experiencia ha servido para forjarse una mejor opinión sobre su grado de responsabilidad en materia energética y ha fomentado que pueda tomar decisiones en su día a día mejor informadas.

• Informe de la experiencia docente en inglés que será compartida en abierto con otras 4 universidades técnicas europeas que dentro del Proyecto AURORA tendrán que implementar sinergias investigación-docencia en sus respectivos campus. Contendrá una descripción de los objetivos, metodología, aplicación y resultados.
• Trabajos realizados por el estudiantado. En este caso, gracias a la colaboración con el becario seleccionado, se pretende realizar un resumen  que contenga una visión holística del proyecto. Es decir elaborar un informe en el que se integren todos los resultados obtenidos por los más de 800 estudiantes que participaran de la experiencia para poder posteriormente proceder a la divulgación de los resultados. El objetivo es poder resumir en material de comunicación que se expondrá por el Campus Sur en el curso académico 24/25, el resultado de la experiencia mostrando las conclusiones del trabajo de dichos datos.
• Colección de problemas con datos y resultados provenientes de la app para ser utilizados en las asignaturas de Álgebra del curso 24/25.

Producto divulgación 1: Video: Gracias a la colaboración del equipo de la Oficina de Imagen y Telecomunicación de la ETSISI, queremos grabar un pequeño video que muestre el desarrollo holístico del proyecto y su trabajo en distintas asignaturas de distintos grados. Queremos que este material pueda ser utilizado por las propias Escuelas para promocionar nuestros grados en distintos eventos, mostrando cómo nuestros estudiantes trabajan con experiencias reales del día al día para su propio aprendizaje.

Producto divulgación 2:  Informe de la experiencia docente en inglés que será almacenado en Zenodo con objeto de facilitar la reproducibilidad por parte de los socios del proyecto AURORA y de las universidades que se sumen como embajadoras de AURORA en los próximos años al proyecto.

Producto de divulgación 3. Poster o display para exponer en el propio Campus Sur donde se resuma la experiencia realizada y que sea conocida por toda la Comunidad Universitaria.

Producto divulgación 4: Artículo. Sin conocer los resultados que obtendremos nos es difícil aproximar qué tipo de artículo podemos generar. Sin duda el foco sería sobre “cómo los procesos de ciencia ciudadana pueden integrase en la docencia universitaria para mejorar su calidad”. En este sentido podemos anticipar que nuestra intención es bien utilizar la revista Comunicar (Q1, JIF:6,013) o Educación XXI (Q1 en Scopus, JIF: 3,265) o algún congreso como el VI Congreso de Innovación Docente e Investigación en Educación Superior.

Producto de divulgación 5: Posts, stories, tweets… en redes sociales del Campus.

En este proyecto colabora profesorado de 2 Escuelas diferentes de la UPM, pertenecientes a 3 Departamentos: Matemáticas Aplicadas a las TIC,  Ingeniería Telemática y Electrónica,  Sistemas Informáticos.

Por otra parte, como ya se ha anticipado anteriormente, nuestra vocación es claramente la transferencia de resultados a otras unidades docentes de fuera de la UPM. De hecho, planteamos esta experiencia como experiencia piloto de “explotación” de la app del proyecto AURORA con objeto de que tanto las universidades que actualmente forman parte del Consorcio AURORA: Universidad de Lubjliana, Universade Evora, Universidad de Aarhus,  como las universidades “embajadoras” que pretendemos que se aúnen en los próximos años al proyecto, puedan tener una referencia clara de casos de explotación de la app, y su uso combinado para la docencia y la investigación.