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Título : Aplicación del aprendizaje basado en problemas y el colaborativo para potenciar el aprendizaje de los alumnos de ciencias básicas
Autor : Minami Koyama, Yukihiro
Arenas Gonzalez, Alfredo
Fecha de publicación : 2015
Resumen : Este proyecto tiene como finalidad promover la aplicación del Aprendizaje Basado en Problemas, ABP, y el Aprendizaje Colaborativo, AC, para generar diferentes beneficios de aprendizaje y de enseñanza en los estudiantes y profesores de la División de Ciencias Básicas por medio del disño y construcción de prototipos tecnológicos sencillos que promuevan la vinculación de la teoría con la práctica. Se elaborará un banco de prototipos simples de instrumentación y mecatrónicos, que facilite a profesores y alumnos su desarrollo y aplicación. Este banco será elaborado por los participantes del proyecto, entre ellos estudiantes de servicio social y de tesis, de tal manera que se les capacite en la atención de alumnos y profesores por medio de asesoría para la construcción de los prototipos del citado banco. Estos alumnos desarrollarán proyectos de las carreras de Ingeniería Mecatrónica, Eléctrica Electrónica y en Computación, entre otras, relacionados con otras necesidades de docencia e investigación de la Facultad de Ingeniería, con objeto de ofrecerles una formación integral como profesionales en ingeniería o como potenciales profesores e investigadores. Con base en el trabajo realizado, se elaborarán ponencias para presentarlos en congresos nacionales e internacionales, tanto de docencia como de las áreas disciplinares. Se contará con la participación de profesores del Colegio de Ciencias y Humanidades y de la Escuela Nacional Preparatoria con experiencia en la aplicación de la robótica pedagógica. El proyecto incluye la impartición de cursos, talleres y seminarios para alumnos y profesores en los intersemestres, relacionados con el diseño y la construcción de prototipos experimentales, que impulsen la creatividad, el aprendizaje interdisciplinario y el trabajo colaborativo. Para fomentar la difusión de las ideas generadas, se elaborará un Boletín de Robótica y se promoverá la impartición de conferencias sobre tópicos relacionados con el proyecto, con objeto de incidir en la motivación y el interés de la comunidad en la investigación y el desarrollo tecnológico, por medio de la realización de sus propios diseños y prototipos. Con la realización de este proyecto se pretende involucrar a asignaturas tales como Cálculo Diferencial, Cálculo Integral, Cinemática y Dinámica, Estática, Geometría Analítica, Ecuaciones Diferenciales y Electricidad y Magnetismo, en el desarrollo de prototipos experimentales, para procurar que sus alumnos mejoren significativamente el aprendizaje de los contenidos teóricos de sus respectivas materias. Además, se captarán a alumnos de servicio social y de tesis que participen en el desarrollo de estos prototipos.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5267
metadata.dc.contributor.responsible: Minami Koyama, Yukihiro
metadata.dcterms.callforproject: 2015
metadata.dc.coverage.temporal: 2015-2018
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
nivel superior
metadata.dc.description.objective: Promover la aplicación del Aprendizaje Basado en Problemas, ABP, y el Aprendizaje Colaborativo, AC, en las asignaturas de Ciencias Básicas por medio del diseño y la construcción de prototipos tecnológicos simples que realicen los alumnos, incorporando ambientes de aprendizaje interdisciplinarios y la vinculación de la teoría con la práctica. Fomentar la formación de alumnos, tanto en el aspecto disciplinar como en el de servicio a la sociedad, a través de su participación en trabajos de tesis y de servicio social relacionados con proyectos de mecatrónica y de instrumentación que se requieran en los laboratorios de la propia Facultad, que sean capaces de fungir como instructores y asesores de los alumnos que fabricarán los prototipos mencionados. Elaborar modelos y prototipos mecatrónicos o de instrumentación sencillos que sirvan de modelo para los alumnos y profesores que participen en este proyecto, y publicar materiales didácticos tales como manuales para la construcción de algunos prototipos, así como artículos de divulgación sobre dichos temas. Impartir talleres y cursos dirigidos tanto a alumnos como a profesores sobre aspectos relacionados con este proyecto, tales como la aplicación de micro-controladores y de una metodología para la resolución de problemas tecnológicos. Proporcionar a alumnos de ingreso reciente a la Facultad con experiencia en competencias de robótica en el ámbito nacional o internacional, en particular en la RoboCup categoría Junior, el apoyo logístico que les permita continuar con su formación en el área y representar dignamente a la Facultad en las competencias de su categoría. Publicar un boletín sobre temas relacionados con este proyecto. Realizar la evaluación de las actividades, operación y resultados de este proyecto, y su difusión en congresos de educación superior.
metadata.dc.description.hypothesis: En el plan de estudios de todas las carreras que se imparten en la Facultad de Ingeniería se considera un tronco común formado por asignaturas de Ciencias Básicas así como de Ciencias Sociales y Humanidades. Con respecto a las primeras, sobre todo el aquéllas del área de matemáticas, debido a la abstracción de los conceptos tratados, a más de la mitad de los estudiantes les es difícil lograr un aprendizaje significativo, lo cual es una observación que con frecuencia externan los profesores de asignaturas de Ciencias de la Ingeniería y de Ingeniería Aplicada. En este proyecto se pretende que mediante la aplicación del ABP y del AC, por medio del diseño y construcción de prototipos tecnológicos simples, los alumnos de las asignaturas citadas logren vincular de mejor manera la teoría con la práctica, logrando aprendizajes sólidos y permanentes. Por otra parte, desde el punto de vista docente, la enseñanza en la Facultad de Ingeniería tiende a ser eminentemente expositiva y tradicional. Con este proyecto se pretende difundir en la planta académica de las asignaturas de Ciencias Básicas los beneficios de la aplicación tanto del ABP como del AC, mediante su difusión por medio de boletines, así como la promoción de cursos y talleres relacionados con la realización por parte de los alumnos de proyectos tecnológicos prácticos, y de esta forma los profesores podrán diversificar las actividades de aprendizaje de sus estudiantes, logrando potenciar la calidad de su labor docente. Para la operatividad de este proyecto se formará a un grupo de alumnos de servicio social y de tesis que coadyuven en las tareas de asesoría e impartición de cursos introductorios de aspectos tecnológicos que se requieren para el desarrollo de prototipos. Se pretende que estos alumnos adquieran una formación disciplinar e interdisciplinar, al involucrarse en trabajos de docencia e investigación relacionados con este proyecto. Asimismo, la adquisición de compromiso e interacción social por parte de los alumnos se propicia favorablemente, al involucrarlos en funciones mencionadas de instructor y asesor de sus pares en la fabricación de prototipos experimentales.
metadata.dc.description.strategies: Analizar y evaluar los resultados obtenidos en el proyecto anterior Mejoramiento de la calidad educativa en Ciencias Básicas a través de la robótica. a) Para iniciar este proyecto, se recabará la información referente al diseño y construcción de modelos y prototipos tecnológicos. b) Analizar y evaluar los resultados obtenidos en el proyecto anterior Mejoramiento de la calidad educativa en Ciencias Básicas a través de la robótica. c) Se idearán proyectos que puedan ser empleados por alumnos y profesores en el proceso enseñanza-aprendizaje de las ciencias básicas. Preferentemente los que involucren de manera conjunta asignaturas de la División, que sean atractivos, económicos y sencillos de realizar. d) Se convocará a alumnos que deseen realizar su servicio social, o bien, desarrollar su tesis profesional en este proyecto. e) Para el desarrollo de cada prototipo o modelo se conformará un grupo de trabajo, en el que participen, cuando menos, dos estudiantes, un académico responsable quien coordinará y asesorará su trabajo, y otros académicos, preferentemente de diferentes asignaturas, con el propósito de ayudar a vincular los conocimientos de sus materias. f) Se realizarán reuniones semanales con los alumnos y profesores participantes que estén a cargo de los prototipos, para revisar el avance de cada uno, los problemas que surjan y las necesidades que se tengan, a fin de que todos los participantes conozcan de ellos, y se propicie el intercambio de ideas e información. g) Se proporcionará a los profesores de la División, el apoyo técnico y de manufactura, para desarrollar los proyectos de su asignatura, o incluso proveerles de ideas de proyectos, y se capacitará a alumnos de servicio social y de tesis para que apoyen como asesores e instructores de los alumnos que acudan a solicitarlo. h) Se buscarán cada año proyectos de docencia y de investigación que se requieran en la Facultad de Ingeniería relacionados principalmente con las áreas de instrumentación y mecatrónica, para desarrollar trabajos de tesis de licenciatura por parte de alumnos interesados y a quienes se les capacitará como instructores y asesores. De esta forma se propiciará su sólida formación profesional y una actitud de servicio. i) Se empleará el equipo, las herramientas y los materiales ya existentes en la División de Ciencias Básicas de la Facultad, para abatir costos. j) Se organizarán coloquios y exhibiciones abiertas de prototipos fabricados por los alumnos de ciencias básicas. k) Se organizarán e impartirán cursos de actualización y simposios para alumnos y profesores en general, acerca de temas relacionados con todos los aspectos teórico-prácticos necesarios para el diseño y puesta en marcha de los prototipos, con objeto de propiciar el interés sobre esta modalidad educativa. Se difundirán los conocimientos, materiales didácticos y desarrollos tecnológicos generados, por medio de un boletín. También se realizarán pláticas dirigidas a la comunidad escolar, tanto de la Facultad como de la Universidad, en particular del sistema de bachillerato universitario, ponencias presentadas en congresos nacionales e internacionales, por ejemplo la Conferencia Nacional de ANFEI, el Foro Nacional de Ciencias Básicas, y congresos de áreas afines a la mecatrónica y la instrumentación.
metadata.dc.description.goals: Metas comunes a los tres años del proyecto: 1 Proporcionar asesoría y apoyo a 100 alumnos y a tres profesores por semestre, en el diseño y fabricación de prototipos tecnológicos simples. 2 Promover u organizar un concurso de prototipos experimentales cuando menos uno cada año, para los estudiantes que cursen asignaturas de ciencias básicas. 3 Difundir entre la comunidad académica de la División para que incorporen el ABP y el AC al proceso enseñanza-aprendizaje, por medio de cursos y talleres intersemestrales, tanto para profesores como para alumnos, cuando menos dos cada semestre. 4 Apoyar a los alumnos que participen en competencias nacionales e internacionales de robótica, proporcionándoles recursos materiales y asesoría técnica y de manufactura, para la puesta a punto de sus robots. 5 Generar un proyecto de mecatrónica o de instrumentación electrónica como tema de tesis relacionado con las necesidades de docencia e investigación de la Facultad, y la titulación de un alumno al final del año. 6 Dirigir las actividades de servicio social de dos alumnos cada semestre, relacionadas con este proyecto. 7 Presentar ponencias en congresos nacionales e internacionales, tanto de docencia como de áreas afines a la robótica. 8 Editar y publicar un boletín para la difusión de las ideas de este proyecto. 9 Organizar un simposio en el que se puedan difundir los conceptos, teoría, operación y resultados obtenidos en proyectos similares, tales como los que se llevan a cabo en los clubes de robótica, tanto del Colegio de Ciencias y Humanidades como de la Escuela Nacional Preparatoria de la UNAM, el laboratorio de robótica de la Facultad de Ciencias, e iniciativas similares de otras dependencias de la propia Universidad como de otras instituciones de educación superior. Otras metas que se pretende en el primer año: 1 Crear un manual para la fabricación de un prototipo tecnológico simple, incluyendo su fascículo descriptivo, que sea útil para el mejoramiento del aprendizaje de las ciencias básicas, que sean económicos y con vinculación con los contenidos teóricos abordados por los alumnos. 2 Construir prototipos modelo que sean útiles para los fines de este proyecto, involucrando a estudiantes de servicio social y de tesis, con objeto de que sirvan para capacitarlos como asesores e instructores de cursos intersemestrales, además de emplearse para la impartición de los cursos y los talleres de fabricación de prototipos de esta índole. En el segundo año: 1 Incrementar los proyectos de instrumentación o mecatrónica del banco respectivo. 2 Diseñar y construir, cuando menos, un prototipo modelo, que diversifique los tópicos considerados tanto en la impartición de cursos y talleres. 3 Incrementar el número de alumnos y profesores atendidos por semestre. 4 Diseñar y organizar un curso o taller intersemestral para académicos que quieran incursionar en la aplicación del ABP y el AC para mejorar el aprendizaje de los alumnos por medio del diseño y la construcción de prototipos tecnológicos simples. 5 Realizar el seguimiento de los alumnos que participen en los cursos impartidos. En el tercer año: 1 Incrementar el número de alumnos y profesores atendidos por semestre. 2 Generar material didáctico para promover la incorporación del diseño y la construcción de prototipos como parte de la evaluación del curso, en algunas asignaturas de ciencias básicas. 3 Propiciar el intercambio de información con grupos y sociedades de conocimiento afines, con objeto de generar nuevas ideas y proyectos aplicables, con miras a resolver problemas nacionales.
metadata.dc.description.selfAssessment: En este proyecto se ha convencido, capacitado y vinculado a más de veinte profesores, en proponer a sus alumnos el diseño y fabricación de prototipos relacionados con la asignatura impartida, para motivar y mejorar el aprendizaje de los alumnos por medio de la vinculación de la teoría con la práctica, y además afianzar su deseo de concluir con éxito su carrera. Nos hemos percatado de la dificultad que tuvieron algunos proyectos solicitados a los alumnos, y gracias a este aprendizaje hemos logrado adecuar el alcance de los mismos. Asimismo, nos hemos dado cuenta de la importancia de enfatizar el modelado, tanto matemático como físico, de los fenómenos en los que se basa el funcionamiento de los prototipos. El grupo de alumnos que apoyan a este proyecto, por medio de la realización de su servicio social, y su tesis profesional, han conformado al Taller de Robótica Abierta, y son ellos quienes han interactuado con los estudiantes de Ciencias Básicas orientándolos en el diseño y fabricación de sus prototipos. Durante los tres primeros semestres también impartieron el Taller introductorio de Arduino. Estos alumnos, a su vez, han podido formarse al vincularse con proyectos de robótica, mecatrónica o instrumentación que se requieren en el ámbito de la Facultad de Ingeniería. Se han propuesto dos temas de tesis en los cuales han participado alumnos colaboradores en el proyecto. Además, se apoyó a otros tres proyectos PAPIME de la Facultad de Ingeniería, por medio de la participación de los alumnos en la solución de necesidades específicas. Tal es el caso del diseño y construcción de una mesa vibratoria para el proyecto PE111516, el de un dispositivo para la fabricación de películas delgadas para el futuro proyecto IA107218 y los videos de aplicación de sensores diversos con Arduino para el proyecto PE111218. En colaboración con la CUAED se diseñó, desarrolló e implementó el curso tipo MOOC Arduino y algunas aplicaciones, lanzado en septiembre de 2016, y en la que participamos cuatro académicos. Gracias a él hemos trascendeido la frontera de la UNAM, llegando incluso al ámbito internacional, al compartir con los interesados las aplicaciones con la tarjeta Arduino. Por medio de los Simposia de Robótica Educativa hemos promovido tanto en la Facultad de Ingeniería como en el CCH, la ENP y las Facultades de Ciencias y Medicina, entre otras, el diseño y desarrollo de prototipos que sean útiles a nuestro quehacer docente. Estos eventos también proporcionan una vinculación real entre diversas escuelas y facultades, enriqueciendo nuestra actividad docente. Además, se ha impulsado la redacción y presentación de ponencias, tanto en congresos nacionales como internacionales, en los profesores colaboradores del proyecto. En particular se ha cuidado que a los congresos internacionales asistan siempre profesores diferentes, y preferentemente que hayan salido poco del país, con objeto de incentivar su superación y producción académica.
metadata.dc.description.goalsAchieved: 1 Se proporcionó asesoría y apoyo a un promedio de 150 alumnos y a tres profesores por semestre, en el diseño y la construcción de prototipos simples de asignaturas tales como Cálculo Integral, Mecánica, Ecuaciones Diferenciales y Dibujo, entre otras. 2 Se organizaron cuatro concursos de prototipos: del fenómeno conocido como stick-slip, de un absorbedor magnético de vibraciones, de un lanzador de una pelota de ping pong, y de una casa inteligente. 3 Se difundieron los beneficios del aprendizaje basado en problemas por medio del diseño y fabricación de prototipos experimentales relacionados con asignaturas de Ciencias Básicas, en juntas de Academia. Se imapartió el Taller introductorio de Arduino, a cuatro grupos los semestres 2015-2, 2016-1 y 2016-2. Se impartieron tres conferencias sobre tópicos relacionados con el proyecto. Se elaboró el curso tipo MOOC Arduino y algunas aplicaciones, lanzado en sepriembre de 2016 en la página de Coursera. 4 Se apoyó a alumnos del Taller de Robótica Abierta para que pudieran asistir a la RoboCup 2017 Nagoya. 5 Se registraron dos temas de tesis: "Rediseño de un robot móvil tipo Ballbot", y "Sistema de monitorización y comunicación de signos vitales", con un avance del 80% y 75% respectivamente. Como actividad colateral se dio apoyo a la tesis "Diseño, modelado y control de un robot móvil con forma esférica", del proyecto PE104212, cuyos alumnos recibieron mención honorífica. 6 Se dirigió el servicio social de dos alumnos, en promedio, durante los seis semestres de duración de este proyecto. 7 Se presentaron cuatro ponencias en congresos internacionales arbitrados, y 18 ponencias en congresos, foros y simposia nacionales. 8 Se editaron y publicaron 7 números del boletín UNAMente Robótica durante los tres años de duración de este proyecto. 9 Se organizó el Tercer Simposio de Robótica Educativa, realizado el 1 de septiembre de 2015, y en la que se presentaron 19 ponencias y se expusieron cinco prototipos tecnológicos. Asimismo, se organizó el Cuarto Simposio de Robótica Educativa, realizado el 30 de marzo de 2017, y en el que se presentaron 15 ponencias. 10 Se construyeron ocho prototipos tecnológicos simples para servir de modelo de los proyectos realizados por los alumnos. En la mitad de ellos se redactó un documento que sirviera de fundamento teórico de su funcionamiento e ideas para su diseño y fabricación. 11 Como actividad colateral se apoyó el diseño y la fabricación de un dispositivo para fabricación de películas delgadas, del cual se lleva un avance del 60%. 12 Se aplicaron encuestas para el seguimiento y evaluación del proyecto, los semestres 2015-2, 2016-1 y 2016-2. 13 Con base en la vinculación lograda con profesores de los sistemas de bachillerato de la UNAM se recibieron invitaciones para impartir dos conferencias magistrales, una en el CCH Azcapotzalco y otra en la ENP plantel 8. Asimismo, se participó como jurado en el Concurso interpreparatoriano "Automatización de marionetas" en 2015.
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Ingeniería
metadata.dc.subject.DGAPA: Ingenierías
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: Arenas Gonzalez, Alfredo
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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