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QUÍMICA APLICADA A LA INGENIERÍA ELÉCTRICA UNA REALIDAD EN EL EEES I. Carrillo, C. Reinoso, R. Barajas, J. Albéniz, P. Saavedra Departamento de Química Industrial y Polímeros, E.U.I.T. Industrial, Universidad Politécnica de Madrid, C/. Ronda de Valencia 3, 28012 Madrid isabel.carrillo@upm.es Resumen Ante la falta de motivación y bajo nivel de conocimientos por parte de los alumnos de primer curso y con la idea de facilitar el aprendizaje de la asignatura “Química Aplicada a la Ingeniería Eléctrica” se han iniciado diversas acciones de mejora de enseñanza de la Química. Dicha materia se imparte en el primer cuatrimestre de primer curso de la E.U.I.T. Industrial (Universidad Politécnica de Madrid). Entre ellas se han realizado: desarrollo de la plataforma punto de inicio, acciones tutoriales, acciones cooperativas y resolución, entrega y exposición de problemas. Los resultados alcanzados han sido muy satisfactorios tanto para los profesores como para los alumnos. Se ha observado una notable mejora de los resultados alcanzados y una mayor implicación de los alumnos a lo largo de los años de implementación de estas nuevas metodologías. Palabras Clave: Química, Metodologías Activas, Acciones Tutoriales y Cooperativas 1. INTRODUCCIÓN Año a año vamos observando un incremento de la falta de conocimientos y desánimo de nuestros alumnos en cuanto al estudio de la Química dentro de los estudios de Ingeniería Técnica Industrial. Si nos centramos en los alumnos de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad de Electricidad estos hechos están más acusados, ya que son alumnos que entran con una nota de corte más baja, y les cuesta mucho ver la utilidad de la Química dentro de su título. [1] La llegada del Espacio Europeo de Educación Superior, con la implantación de Bolonia ha supuesto cambios importantes, fundamentalmente metodológicos, en los estudios universitarios que implican el rediseño inminente de las asignaturas de los planes de estudio y un cambio en la metodología docente [2].Por ello, será indispensable realizar un proceso de autoevaluación y reflexión sobre nuestra docencia [3,4]. Las clases normalmente se han encontrado masificadas de alumnos y éstos han representado un papel pasivo en el aprendizaje dificultándose el acercamiento alumno- profesor. Además, es un hecho importante la falta de interés, motivación y participación activa por parte de los alumnos, lo que normalmente disminuye el rendimiento académico. Hasta hace unos años, la función de los profesores universitarios de Química ha consistido en transmitir conocimientos apoyándonos en la clásica lección magistral para tratar de cumplir con los programas extensos de la asignatura. Se ha abusado de los aspectos teóricos y no se ha profundizado en la aplicación e interrelación práctica. Con el nuevo modelo de universidad hay que hacer partícipes a los alumnos de su propio aprendizaje, haciéndoles protagonistas en la construcción de su conocimiento [5,6], fomentando en los alumnos la capacidad de aprender a aprender. Para llevar a los alumnos a esta habilidad, podemos utilizar distintas acciones cooperativas, acciones tutoriales, así como, la resolución, entrega y exposición de problemas. El objetivo final es que el alumno adquiera distintas capacidades no sólo científicas, sino también transversales. Es por ello que planteamos la introducción de cambios en la metodología docente para obligar al alumno a interpretar un papel más activo en su proceso de aprendizaje [7]. Para lograr los objetivos anteriores y mejorar sus rendimientos académicos incorporando de manera progresiva diferentes experiencias innovadoras que obliguen al alumno a realizar lecturas, cálculos, búsquedas bibliográficas y, en definitiva, un trabajo continuado [8,9]. El objetivo del presente trabajo es mostrar los resultados académicos alcanzados por los alumnos al introducir nuevas metodologías docentes activas en el proceso enseñanza-aprendizaje en la asignatura “Química Aplicada a la Ingeniería Eléctrica” en la titulación de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad en Electricidad Industrial, de la Universidad Politécnica de Madrid. Se llevaron a cabo diversas actuaciones: utilización de la plataforma punto de inicio acciones tutoriales (AT), acciones de trabajo cooperativo (AC), resolución, entrega y exposición de problemas (PRO), examen de clase y examen final [10, 11]. 2. METODOLOGÍA El primer día de clase se comunicó a los alumnos el cambio que iba a introducirse en la metodología docente de la asignatura que implicaba una disminución de la clase magistral tradicional con la incorporación de nuevas metodologías activas. Todas estas acciones eran totalmente voluntarias, existiendo siempre la opción de aprobar sólo directamente con el examen final. En concreto se han llevado a cabo acciones tutoriales, acciones de trabajos cooperativos, resolución, entrega y exposición de problemas así como un examen de clase. Con el objetivo de fomentar la participación activa del alumno en las nuevas metodologías, se han asignado calificaciones a las anteriores tareas una vez realizadas. Así mismo, ante el bajo conocimiento de la materia de Química por parte de los alumnos, muchos no la han cursado desde 4º E.S.O, se les ha creado una plataforma virtual llamada punto de inicio para reforzar los conocimientos mínimos que debería tener a la hora de iniciar un primer curso de Química a nivel universitario. Esta plataforma ha sido desarrollada por profesores de Química de diferentes centros de la Universidad Politécnica de Madrid, siendo accesible al alumno desde el día 2 de Septiembre cuando comienza el curso de introducción llamado “Talleres de las Ciencias Básicas para la Ingeniería” hasta final de curso. Las acciones tutoriales tuvieron lugar fuera del horario lectivo a lo largo del primer cuatrimestre del curso 2007-2008 y dentro del horario lectivo a lo largo del primer cuatrimestre de los cursos 2008-2009, y 2009-2010. En todos los cursos se realizaron tres acciones tutoriales en los meses de noviembre, diciembre y enero. Para ello, se les exigió a los alumnos un compromiso escrito de su participación, asignándoles a continuación aleatoriamente un grupo formado por cinco alumnos. Para poder obtener calificación era obligatorio asistir a todas las sesiones programadas. Los trabajos, para cada sesión, consistían en la realización de dos problemas teórico- prácticos donde los alumnos trabajaban de forma individual los conceptos explicados en clase, al menos dos semanas antes, y donde se trataba de fomentar el uso de la bibliografía recomendada así como la capacidad de síntesis y la necesidad de relacionar diferentes conceptos para completar el trabajo propuesto. Era imprescindible que los alumnos asistieran a cada sesión con los problemas resueltos por escrito, y con las dudas que les habían podido surgir. En cada sesión el profesor resolvía los problemas y preguntaba a los alumnos comprobando que los habían entendido. El abandono del grupo en cualquier momento implicaba no obtener calificación en estas acciones. No se resolvían dudas respecto a esos problemas, por parte de ningún profesor de modo particular, fuera del grupo y hora de la acción tutorial descrita. Las acciones de trabajos cooperativos consistieron en la elección de varios temas del programa. Para ello, se les facilitó a modo de guía, un cuestionario con preguntas relativas a cada tema, con distintos niveles de dificultad y se aprovechaba para indicarles los puntos más relevantes y sus principales aplicaciones industriales orientadas al campo de la Ingeniería Eléctrica junto con la bibliografía recomendada. El objetivo buscado era que los alumnos estudiaran los temas, basándose en las orientaciones dadas por el profesor, posteriormente resolvieran las cuestiones planteadas e indicaran posibles preguntas o dudas que les hubiesen surgido. Posteriormente, el díaseñalado, los alumnos se reunían en el aula en grupos de tres alumnos para discutir sus trabajos y dudas individuales siendo capaces de acordar una solución única a las preguntas planteadas e indicaban las dudas que no habían sido capaces de resolver en el grupo. Durante el tiempo que los alumnos estuvieron reunidos, el profesor estuvo atento al trabajo que realizaban los diferentes grupos, aclarando en el aula, si era necesario, posibles preguntas. Es importante indicar que dichas experiencias, durante el tiempo que los alumnos trabajaron en grupo en el aula, permitió a los profesores evaluar los objetivos planificados y los resultados obtenidos, dándose una calificación idéntica a los tres miembros del grupo. Finalmente, alumnos de los diferentes grupos, elegidos al azar, resolvieron las cuestiones planteadas en la pizarra. Hay que destacar que las intervenciones de los alumnos fueron bastante claras, seguramente por el aval de que su resolución contaba con el apoyo de los compañeros de su grupo y la ayuda del profesor se limitó básicamente a la resolución de las nuevas dudas planteadas. La acción relativa a la realización, entrega y exposición oral de problemas se desarrolló de forma voluntaria por los alumnos interesados y consistió en el trabajo individual del alumno en la resolución de problemas, cuyos enunciados se habían repartido con antelación por el profesor. Los alumnos en la fecha señalada por el profesor entregaban el desarrollo y solución que habían propuesto y se sometían a un sorteo en el aula en el cual se determinaba quiénes realizaban la exposición oral. Durante dicha exposición se abría un debate moderado por el profesor mientras a su vez se realizaba la oportuna corrección por los alumnos y finalmente se culminaba con la supervisión y corrección por parte del profesor. Además, se realizó una prueba escrita voluntaria (examen de clase que cubría aproximadamente el 70% del programa de la materia) en el mes de diciembre, con el fin de evaluar si las innovaciones introducidas con la nueva metodología mejoraban la adquisición de conocimientos y posibilitaban una posible mejora en los resultados finales. Cuando se finalizaba cada una de las experiencias indicadas, a los alumnos participantes se les pasaba una encuesta consistente en varias preguntas que puntuaban en función de su grado de satisfacción. Hemos de indicar que, al finalizar la asignatura, se realizó un examen final. En la convocatoria de febrero a la nota obtenida en el examen final, siempre que fuera igual o superior a 4, se le sumó el 10% de la nota obtenida en el examen de clase y el 20% de la nota obtenida en las restantes acciones aplicadas. Debido a que la nota máxima del examen de clase podía ser 10 y la nota máxima de las restantes acciones era de 5, el alumno podía adicionar a su nota final dos puntos como máximo al resultado del examen final. 3. RESULTADOS Los resultados obtenidos al aplicar estas acciones metodológicas no han sido muy satisfactorios desde el punto de vista de participación, excepto. Respecto al número total de matriculados el 28,1% realizó las acciones tutoriales, el 61,9% las acciones cooperativas, el 19% la entrega de problemas, presentándose al examen de clase y examen final el 56,3% y 55,6%, respectivamente. Hemos de indicar que gran parte de los alumnos que se presentaron al examen final habían participado en las acciones llevadas a cabo. A lo largo del cuatrimestre se observó una disminución del número de alumnos que participaba en las distintas acciones llevadas a cabo debido, imaginamos, al trabajo continuado y esfuerzo que les suponía cursar dicha asignatura. No obstante, pensamos que el nivel de participación ha sido menor que en otras especialidades debido a que la asignatura que estamos considerando se imparte en el primer cuatrimestre del primer curso de la titulación y que existe un porcentaje alto de alumnos que no asisten regularmente a clase bien por estar matriculados en cursos superiores o bien por desánimo debido al gran esfuerzo que algunos deben realizar para seguir el ritmo de las clases, al no haber cursado la asignatura de Química en segundo de Bachillerato. Así mismo, los alumnos de esta especialidad son los que entran con una menor nota de corte. Los resultados globales alcanzados con estas metodologías no cumplen las expectativas esperadas (Figura 1). Este año los resultados han sido ligeramente peores que el curso académico pasado, debido quizás al cambio de plan que introducimos al año que viene, lo que ha desmotivado a los alumnos, pues no se ven capaces de aprobar cada año su curso correspondiente, y se plantean cambiarse de plan, por lo que han abandonado las asignaturas de primer curso. Desde el primer día se ha notado un mayor desánimo no sólo en esta titulación sino en también en la Ingeniería Técnica Industrial, especialidades de Electrónica Industrial, Mecánica y Química Industrial, donde los resultados académicos y la participación de los alumnos ha disminuido notablemente, aumentado el absentismo escolar. Esto se ha notado en todas las asignaturas de primer curso. Figura. 1. Porcentaje de aprobados globales en la asignatura “Química Aplicada a la Ingeniería Eléctrica” en la primera convocatoria (Febrero) frente al número total de presentados al examen final. Estas acciones han repercutido en una mayor participación por parte del alumnado, pero también es verdad que sigue siendo el mismo perfil de alumno el que obtiene los mejores resultados, ya que aquel alumno que con la enseñanza tradicional obtiene resultados aceptables, con la enseñanza activa sus resultados mejoran. No obstante, la participación activa y el trabajo continuado les permite realizar un progreso importante y muchos alumnos consiguen superar la asignatura, al menos, en convocatorias próximas. Una vez analizado el examen final, se observa que los resultados alcanzados en las preguntas referentes a temas explicados mediante las acciones cooperativas fueron bastante satisfactorios frente a la nota global del alumno, lo que nos anima a seguir ampliando esta metodología a nuevos temas en el próximo curso académico. En el próximo curso la situación cambia iniciamos los nuevos títulos de grado en donde la Química vuelve a ser una materia común para todos los alumnos, y se entra de lleno en el EEES donde el cambio de metodología docente es obligado. Por ello, ampliaremos y mejoraremos estas iniciativas, implementando otros cambios que faciliten el estudio y la mejora de resultados de los alumnos. En estos años se ha logrado mejorar los resultados de los alumnos que participaron en estas actividades, y además los alumnos han valorado muy positivamente estas acciones, como se recoge en las encuestas de opinión realizadas al finalizar las acciones y antes de realizar el examen final. El uso de la plataforma de inicio no ha sido tan numeroso como esperábamos, pero aquellos alumnos que la utilizaron han mejorado sus conocimientos anteriores y destacan la utilidad de los resúmenes de los temas utilizados. Para conocer la satisfacción de los alumnos que participaron en estas metodologías, se les pasó una encuesta al finalizar cada una de ellas. En la Figura 2 se muestran los resultados de las tres actividades realizadas a la pregunta: ¿Esta experiencia te ha servido para fijar mejor los conocimientos de la materia?. Como se observa en la figura, los alumnos opinan, mayoritariamente, que sí sirven para fijar mejor los conocimientos, dando una calificación superior a 3 un 90,6% en la acción tutorial, un 89,1% en los problemas y un 70,8% en la acción cooperativa. Figura.2. Respuesta de los alumnos a la pregunta: ¿Esta experiencia te ha servido para fijar mejor los conocimientos de la materia? Estos tipos de metodologías les ha facilitado el aprendizaje según se observa en la Figura 3. Lo que valoran mejor has sido las acciones tutoriales grupalesque les ha facilitado el aprendizaje de forma importante ya que ha existido una mayor relación con el profesor, han expuestos sus dudas directamente y no se han encontrado tan cohibidos como cuando asisten a tutoría de una forma individual. Es evidente que, también, se encuentran con mayor seguridad ya que han tenido que realizar un trabajo previo de estudio y razonamiento. De las tres actividades realizadas, la mejor valorada por parte de los alumnos como técnica para facilitar el aprendizaje, es la Acción Tutorial, seguida de los problemas como se aprecia en la figura. Quizás unos de los aspectos que más valoran y por los que la acción tutorial está tan bien considerada es debido a que es donde los alumnos encuentran mejor relación con el profesor, el 84% de los alumnos le da una calificación superior a 3 en esta pregunta. No obstante, hay que destacar el bajo número de alumnos que participaron frente a las acciones cooperativas, pero los que las realizaron se mostraron muy contentos. Figura.3. Respuesta de los alumnos a la pregunta: ¿El realizar estos trabajos te ha facilitado el aprendizaje? Las acciones cooperativas han sido las peor calificadas por los alumnos tan solo el 57,4% de los alumnos que las realizaron las da una calificación superior a 3 frente al 100% de las acciones tutoriales. Esto puede ser debido a que es la que exige un mayor trabajo previo individual y una puesta en grupo cuyos resultados dependen fundamentalmente del trabajo previo realizado por el alumno. Sin embargo, cuando se comparan los resultados alcanzados en las preguntas del examen final referidas a los temas tratados en las acciones cooperativas se observan mejores resultados que en la nota global o en otro tipo de preguntas. Con lo que parece que a pesar de no ser tan bien valoradas por los alumnos como las acciones tutoriales, a la larga al haber realizado un esfuerzo mayor si les ha servido para mejorar sus conocimientos. No obstante, hubo grupos formados por alumnos en los que no todos los miembros habían preparado el trabajo con la misma profundidad, se apreciaba claramente la dificultad para acordar una respuesta unánime, siendo ésta propuesta por uno o dos miembros que rápidamente asumían el papel de líder. No obstante, observamos que los alumnos, que no habían preparado previamente de forma individual la primera acción cooperativa, normalmente terminaban abandonando dicha actividad Analizadas las respuestas a las dos últimas preguntas de la encuesta se observa el éxito de las nuevas metodologías (Figuras 4 y 5). Los alumnos, desde su punto de vista, antes de realizar el examen final y por tanto antes de conocer su calificación final, reconocen haber aprendido con su participación en las diferentes actividades. Una de las dificultades que hemos encontrado en los años que venimos realizando estas experiencias es la dificultad que presentan los alumnos para trabajar en grupo, en general confían más en su trabajo individual que en el grupal. Figura. 4. Respuesta de los alumnos a la pregunta: ¿Cuál es tu nivel de conocimientos antes de realizar el trabajo? Figura. 5. Respuesta de los alumnos a la pregunta: ¿Cuál es tu nivel de conocimientos después de realizar el trabajo. Al analizar la participación en estas metodologías y la influencia en el número de aprobados de la asignatura, se observa que de los alumnos que han aprobado la asignatura, el 90% participó en dichas metodologías. Estos resultados ponen de manifiesto la influencia positiva que tiene introducir metodologías activas y más participativas en la enseñanza de la Química. 4. CONCLUSIONES La acogida de metodologías activas por parte de los alumnos, según se recoge en las encuestas de satisfacción, ha sido muy bien valorada. Los profesores han detectado una mayor participación. El seguimiento de todas las acciones, por parte de los alumnos, ha sido bastante alto a pesar del trabajo que les suponía Los alumnos, en general, se han sentido motivados e implicados en todas las acciones realizadas, acogiéndolas con entusiasmo, tanto las consistentes en trabajo individual como las de trabajo en grupo. En éstas últimas, normalmente, han trabajado más y han tratado de intervenir lo más posible para no repercutir con su aptitud de forma negativa en la evaluación global del grupo. A pesar de que no hemos conseguido un incremento en el número de aprobados totales de la asignatura con respecto a años anteriores, si se ha mejorado notablemente la forma de trabajar y los hábitos creados en los alumnos, indicando que el esfuerzo del alumno es fundamental para conseguir resultados satisfactorios. Sin embargo, sí se ha conseguido disminuir el absentismo e incluso el abandono, aunque sigue siendo un porcentaje elevado (56%), y disminuir este porcentaje es uno de nuestros objetivos en cursos posteriores. Suponemos que en el nuevo curso académico con la entrada de lleno en el nuevo plan de estudios adaptado a Bolonia, podamos disminuir notablemente el absentismo de los alumnos al incrementar la utilización de estas metodologías activas y hacer uso de una evaluación continua. 5. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la UPM la financiación para el curso académico 2009-2010 del proyecto nº IE09562571. 6. REFERENCIAS 1. R. Barajas, P. Saavedra, J. Albéniz, I. Carrillo, C. Reinoso, El Curso Cero presencial no tendrá sitio ¿Ha merecido la pena impartirlo?, en la 17 CUITEET, Valencia, Septiembre (2009). 2. S. Lucas Yagüe, P.A. García Encina, S. Bolado Rodríguez, M.T. García Cubero, G. González Benito, A. Urueña Alonso, Teaching and learning strategies and evaluation changes for the adaptation of the Chemical Engineering degree to EHES. Education for chemical engineers , Vol (3),(2008), e33 3. E. Gracia, M.C. De la Iglesia, Sobre la opinión que los alumnos tienen de la efectividad de la docencia. Una primera exploración con encuestas en Teoría Económica. Notes on University Teaching Methodologies and Experiences. Editores E.C. Díez, J. Díez y B. Barreiro. Universidad de Sevilla, (2005). 4. R. Rodríguez, J. Fernández, A. Alonso, E. Diez-Itza, El absentismo en la Universidad: resultados de una encuesta sobre motivos que señalan los estudiantes para no asistir a clase. Aula abierta, nº 82, Oviedo. Diciembre (2003). 5. J.A. Llorens Molina, R. López Rodríguez, Los trabajos prácticos de Química en los niveles iniciales de Enseñanza Universitaria: Aplicación a un primer curso de Ingeniería Técnica Agrícola. En G. Pinto Cañón: Didáctica de la Física y la Química en los distintos niveles educativos. Sección de Publicaciones de la ETSI Industriales, Universidad Politécnica de Madrid, (2005). 6. F. Michavila, S. Zamorano, Reflexiones sobre los cambios metodológicos anunciados en la Educación Superior en España. Educación y Futuro, Vol (16), (2007), 31. 7. F. López Noguero, Metodología participativa en la Enseñanza Universitaria, Editorial Narcea S.A., Madrid, (2005). 8. Proyecto demanda de la UPM-07. http://www.upm.es/innovacion/cd/index7.htm 9. http://quim.iqi.etsii.upm.es/didacticaquimica/inicio.htm 10. J. Albéniz, R. Barajas, I. Carrillo, P. Saavedra, C. Reinoso, Primeros pasos en la implantación del sistema ECTS en la asignatura de Fundamentos de Química de la E.U.I.T.I. de Madrid. III Foro Bienal. Aprendizaje de la Física y la Química, Madrid, (2007). 11. P.Saavedra, R.Barajas, I.Carrillo, J.Albéniz, C.Reinoso, M.V.Arévalo, R.Cubeiro, M.T Hernández. Acción Tutorial en las asignaturas “Química Aplicada a la Ingeniería”en la E.U.I.T.I. 16 CUIEET, Cádiz, (2008).