CONSTRUYENDO EL APRENDIZAJE A TRAVÉS DE PROYECTOS Dr. Román Miguel Moreno, Ph.D.* Ing. Elda Guadalupe Quiroga, M.C.** *División Académica de Profesional, ITESM, Campus Sonora Norte **Dirección de Ingeniería en Sistemas de Información, ITESM, Campus Monterrey

Resumen Como parte del proceso de maduración del Rediseño de la Práctica Docente, el ITESM ha buscado estrategias didácticas vanguardistas que apoyen el fortalecimiento de los puntos establecidos en la Misión 2005. Guiándose por lo desarrollado en algunas instituciones educativas líderes en la aplicación de técnicas innovadoras, el ITESM trabaja actualmente en un proceso de diseminación de las técnicas que ha considerado más apropiadas para su contexto. Entre las técnicas elegidas se encuentra el Aprendizaje orientado a Proyectos, que se distingue por promover la adquisición de conocimientos a través de la construcción y experimentación en grupos de trabajo. Este documento pretende contestar algunas interrogantes como: ¿en qué consiste?, ¿cómo se puede aplicar?, ¿qué se ha hecho ya dentro del ITESM con esta técnica?

Introducción Buscando el cumplimiento de la Misión hacia el 2005 a través de la Reingeniería del Proceso de Enseñanza-Aprendizaje, el Tecnológico de Monterrey se dió a la tarea de analizar las técnicas didácticas que se están aplicando alrededor del mundo; en base a esto definió que las que mejor apoyan el cumplimiento de este propósito son: el Aprendizaje Basado en Problemas (PBL), la Técnica de Casos, el Aprendizaje Colaborativo y el Aprendizaje Orientado a Proyectos (POL). La finalidad de este documento es mostrar la aplicación de la técnica Aprendizaje Orientado a Proyectos, cuyas siglas en inglés son POL (Project Oriented Learning), en las materias del área de Ingeniería y Computación. Particularmente se ejemplifica con el uso de POL en los cursos iniciales de Ingeniería para el campus Sonora Norte, realizado durante el semestre Agosto-Diciembre de 1999. Antecedentes Para poder capacitar a los maestros en POL, el Tecnológico de Monterrey realizó una búsqueda de las universidades líderes en el mundo que actualmente aplican la técnica con éxito. De esta forma es como se estableció contacto con las Universidades de Aalborg (Dinamarca) y Twente (Holanda). La primera cuenta con más de 20 años de experiencia, y Twente lo aprendió de Aalborg hace más de 6 años. Ambas trabajan en conjunto en el UNISCENE (University Network of Innovative Student-Centred Education). En verano de 1999, la Universidad de Twente preparó un curso especial para capacitar a 16 profesores de diferentes campus del Sistema. El resultado de esta capacitación no fue muy exitoso debido a que no existió un compromiso oficial, por parte de los profesores, para aplicar lo aprendido en los cursos. Uno de los Campus que sí se dio a la tarea de aplicarlo, y documentarlo, fue Sonora Norte. Algunos de los resultados obtenidos se presentarán más adelante en este mismo documento. Buscando una mayor participación y promoción, el Tecnológico de Monterrey estableció formalmente un proyecto de estrategias en el que se involucraron todas técnicas didácticas ya mencionadas. En este

nuevo esfuerzo de capacitación, los profesores se comprometieron a convertirse en facilitadores para impulsar el uso de estas técnicas en más cursos. En el caso particular de POL, son 20 los maestros involucrados a nivel Sistema.

Objetivo Presentar el caso de Aprendizaje Orientado a Proyectos (POL) como una de las técnicas didácticas aplicables a los cursos de Computación e Ingeniería, ejemplificando su aplicación a través de los resultados obtenidos en un Campus del Sistema Tecnológico de Monterrey.

Estrategias Se manejan dos estrategias, la primera de ellas consiste en la capacitación a los maestros en POL por medio del Proyecto de las Técnicas Didácticas. La segunda consiste en la implementación de POL en el curso o cursos rediseñados. El proyecto de las técnicas didácticas consta de las siguientes secciones: 1. Conformación del grupo de profesores participantes. 2. Taller Básico. En él se busca sensibilizar al participante sobre qué es POL, sus distintos modelos, en qué se fundamenta y quiénes lo están aplicando exitosamente. 3. Investigación y Documentación. Se analizan la(s) materias del área de especialidad en que esta metodología puede aplicarse, así como la forma en que pudiera llevarse a cabo. 4. Taller Avanzado. Se apoya al profesor con técnicas didácticas paralelas para: tener un tutoreo efectivo, dar seguimiento a cada uno de los proyectos y definir criterios claros de evaluación. 5. Práctica Avanzada. Se aplican los conceptos de POL en el rediseño de un curso - o de variossegún el modelo seleccionado, documentando claramente los resultados obtenidos a raíz de la aplicación de POL como estrategia de enseñanza-aprendizaje. Implementación de la técnica de POL en las áreas de ingeniería y computación: Esta técnica puede ser aplicada a distintos niveles de profundidad (o modalidades): desde ser empleada como una de las estrategias de enseñanza-aprendizaje dentro de un curso, estar definida como la estrategia de trabajo para un semestre particular (donde todas las materias estarían involucradas), hasta ser considerada a nivel totalmente curricular (toda una carrera llevada bajo esta estrategia). Claro está que, cada nivel de profundidad tiene distintos niveles de implicaciones curriculares, logísticas, etc. Para el caso particular del Tec de Monterrey, se ha planteado un esquema donde se pueda ir involucrando gradualmente esta estrategia; es decir, primero involucrarla en un curso, después en varios tomados simultáneamente, después a nivel semestral, etc. Será decisión de cada profesor, o de cada Academia, a partir de qué nivel inician la implementación de esta técnica. Sea cual sea, el nivel de arranque, es necesario, pensar en términos de los siguientes pasos para poder implantar existosamente esta técnica: 1. Definir el modelo a utilizar. Los modelos definen, entre otras cosas, si la técnica se va aplicar en una materia o en varias materias. Los modelos pueden ser los siguientes: • Modelo 1. El proyecto se efectúa durante semestre e involucra los temas de varios cursos.

Curso 1 Curso 2 Curso 3 Curso 4

PROYECTO tiempo

Curso 1 Curso 2 Curso 3 Curso 4 Curso 5

PROYECTO

• Modelo 2. El proyecto se efectúa en la parte final del semestre, pero cubre varios de los temas vistos en todos los cursos (en este caso los cursos terminan al menos un mes antes).

tiempo

• Modelo 3. El proyecto se efectúa dentro de cada curso independiente de los demás cursos. Curso 1 - Proyecto Curso 2 - Proyecto Curso 3 - Proyecto Curso 4 - Proyecto Curso 5 - Proyecto

tiempo

2. Definir las características operativas del proyecto. El proyecto deberá tener lo siguiente [1]: • Se debe respetar el programa de estudio. Se considera que el alumno debe dedicar aproximadamente 40 % de su tiempo al proyecto, 30 % a las clases relacionadas directamente y el resto a las otras materias no relacionadas. Esto depende del tipo de modelo seleccionado. • Esta técnica típicamente trabaja bajo el esquema de equipos; por lo tanto se espera que el equipo pueda trabajar metódicamente, ser independiente y que genere su propio plan de trabajo, así el asesor no tendrá que decirle al equipo qué hacer o cómo hacerlo. Se espera también que el alumno desarrolle habilidades en planeación, trabajo en equipo, llevar a cabo juntas, discusión y reporte de resultados, presentación del trabajo en equipo y defensa del trabajo hecho. Es recomendable que los estudiantes elijan sus propios equipos para trabajar. • El proyecto debe ser una entidad coherente y apropiada para poder trabajar en equipos de máx. 6 a 8 personas, consumiéndole a cada uno el 40 % de su tiempo en el semestre. • Demandas en el diseño del proyecto. El objetivo del proyecto deberá ser complejo, interdisciplinario, que abarque varios tópicos de los cursos involucrados y deberá estar apegado lo más posible a la realidad. Deberá ser susceptible de dividirse en varias sub-áreas. El nivel académico debe ser el mismo que el establecido para el semestre en que se aplica. • Demandas en la descripción del proyecto. Se ajusta a los objetivos del sistema de educación como un todo. Debe ser lo suficientemente abierto para que los estudiantes puedan contribuir en algo a su solución, y no sólo la aplicación de un trabajo de investigación bibliográfica. La descripción del proyecto define también el criterio de examinación, el reporte final, el contenido del reporte final, las instalaciones y los recursos de información que estarán disponibles para los

estudiantes, y cuáles demandas técnicas de los cursos involucrados deberán conocer. Deberán de establecerse las fechas de inicio y entrega del proyecto. 3. Definir la evaluación. La evaluación de la técnica POL se basa en la realización del proyecto y éste se puede evaluar de la siguiente manera al finalizar el curso: o o o o

Presentación del proyecto por el equipo ante el grupo y maestros asesores (1/6 del total) Reporte por escrito del proyecto por equipo (1/6) Presentación individual ante los maestros asesores (1/3) Del prototipo se evaluará el ingenio y funcionamiento (1/3)

Para poder considerar que el curso estuvo basado en POL, se deberá dar un buen peso al proyecto en la ponderación del curso (mín. 30 - 40 %) o cursos involucrados en el proyecto. Esto implica que el alumno tiene que dedicar el mismo porcentaje de tiempo al proyecto durante el semestre. Ejemplo de aplicación de esta técnica en los cursos iniciales de Ingeniería: Durante el semestre Agosto-Diciembre de 1999, en el Campus Sonora Norte realizó un programa piloto en el que se aplicó la técnica de Aprendizaje Orientado a Proyectos a los alumnos del primer semestre de las carreras IIS e ISI. El modelo de aplicación seleccionado fue el #1: Modelo Semestral. Tomando como base este modelo, la primera implicación logística requería que los alumnos que se fueran a involucrar en este plan tenían que ser regulares, con esto se entiende que debían haber pasado las materias remediales y no haber adelantado ninguna materia de otros semestres. Los alumnos que formaron este grupo fueron en su mayoría egresados de la preparatoria del Tec, más los que pasaron los exámenes de las materias remediales. El grupo se conformó por 36 alumnos, quienes llevaron las mismas materias y pertenecían al mismo grupo (en cada materia) durante el semestre. Se formaron 6 equipos de 6 alumnos. Las materias que se consideraron relacionadas con el proyecto fueron: Física I, Matemáticas I, Química, Análisis de la Información, Introducción a la Ingeniería. Las materias no relacionadas con el proyecto fueron Inglés Avanzado y Cultura de Calidad. La materia piloto para la coordinación y desarrollo del proyecto fue Introducción a la Ingeniería, aquí es donde se le presentó al alumno el proyecto, así como las reglas del juego para éste. La coordinación de los equipos se llevó a cabo por el maestro de Introducción a la Ingeniería. Los maestros de las materias involucradas fungieron como asesores y evaluadores al final del proyecto. Particularmente el proyecto diseñado para esta ocasión consistía en la construcción de un Digestor Anaeróbico. Se seleccionó un Digestor Anaeróbico para hacer que los alumnos resolvieran un problema real de la región, además que su construcción implicaba el conocimiento de materias como física, química y matemáticas. El proyecto se les definió a los alumnos de la siguiente forma: “La ganadería intensiva sonorense está compuesta básicamente por la porcicultura, avicultura, ganado de engorda y ganado productor de leche. La gran cantidad de residuos orgánicos (estiércol) generado por estos animales ha provocado un problema de contaminación al medio ambiente, ya que en la mayoría de los casos estos residuos son arrojados a ríos, arroyos o estanques. Una de las posibles soluciones al problema de contaminación es el tratamiento y aprovechamiento de estos residuos en digestores anaeróbicos. El efluente del digestor anaeróbico es completamente estable e inodoro, además conserva el 100 % de los nutrientes y puede ser utilizado como fertilizante o como refuerzo en la alimentación de otras especies animales. Otra de las ventajas del digestor es que en el proceso se genera un biogas que está compuesto en un 60 % de gas metano, que puede ser utilizado en la producción de energía (térmica o eléctrica). El proyecto que se desarrollará durante el semestre consistirá en lo siguiente: - Selección del tipo de digestor anaeróbico apropiado para diferentes granjas - Tiempo de retención ideal del material dentro del digestor para la máxima generación de biogas - Determinación de la producción de efluente y de biogas del digestor

- Características químicas de los residuos orgánicos durante todo el proceso del digestor y a la salida de éste. - Determinación de las características físicas del digestor anaeróbico y sus requerimiento de instalación. - Construcción de un prototipo del digestor”

Resultados Implementación de la Técnica de POL en CSN El programa piloto efectuado en el Campus Sonora Norte ayudó, entre otras cosas, a comprender mejor las ventajas y desventajas o implicaciones que se tienen al aplicar POL. Podemos decir que entre las principales ventajas se encuentran: • Motivación por parte de los estudiantes al ver que lo que aprenden se puede aplicar directamente en proyectos reales. • Mayor preparación de los maestros en la planeación de los proyectos y la necesidad de trabajar en equipo con sus colegas.

Las principales desventajas encontradas fueron:

• La logística de selección de alumnos en los últimos semestres o en campus grandes es muy complicada por la irregularidad de los estudiantes. • Los costos se incrementan al utilizar lugares especiales para el trabajo en equipo de los estudiantes y con ciertos tipos de proyectos que requieren de materiales o maquinados especiales.

Proyecto de Estrategias Didácticas En marzo de 2000 inició el proyecto de estrategias didácticas en el que se seleccionaron a 20 maestros de diferentes campus y de diferentes disciplinas del área de ingeniería y computación para la técnica de POL. Estos maestros tomaron el Taller Básico, hicieron la Documentación e Investigación y fueron capacitados en el Taller Avanzado que se llevó a cabo en la Universidad de Twente, Holanda, durante el verano de 2000 para poder fungir como facilitadores en el proceso multiplicativo de la técnica. Durante el semestre Agosto-Diciembre de 2000, los maestros-facilitadores aplicarán POL en sus materias respectivas para adquirir experiencia y poderla transmitir durante el proceso multiplicativo de la técnica a otros profesores. El resultado de este proyecto ayudó a la capacitación de maestros de preparatoria, profesional y graduados (UV), cada uno representante de las diferentes rectorías del Sistema.

Conclusiones El Aprendizaje Orientado a Proyectos no contradice los objetivos de la Misión del Sistema ITESM, por el contrario los refuerza. Las actividades que el proyecto genera, desarrollan en los alumnos la mayoría de las Habilidades, Actitudes y Valores (HAV) mencionadas en la Misión. Entre los Valores y Actitudes que más destacan se pueden mencionar que los alumnos sean responsables e innovadores, y que tengan: conciencia de las necesidades del país y de su región, y compromiso de actuar como agentes de cambio. Habilidades: la capacidad de aprender por cuenta propia; la capacidad de análisis, síntesis y evaluación; el pensamiento crítico; la capacidad de identificar y resolver problemas; y el trabajo en equipo. Algunos beneficios adicionales que el estudiante tendrá al utilizar la metodología POL son: Interdisciplinariedad, Motivación, Mejor comunicación, Respeto a fechas límites, Toma de decisiones. El proyecto también beneficiará a los maestros involucrados, al Campus y a la comunidad.

Capitalización

La experiencia obtenida ha servido a los maestros-facilitadores en la selección del modelo y proyecto a implementar en Agosto-Diciembre de 2000. La experiencia que adquieran estos facilitadores, servirá a otros maestros en la mejora de la técnica y la selección de cursos ideales para la aplicación de POL. Con el proceso multiplicador, se espera capacitar alrededor de 100 profesores del Sistema durante Agosto-Diciembre de 2000 en POL. Esto enriquecerá y fortalecerá los rediseños del área de ingeniería y computación además del proceso enseñanza-aprendizaje en la aplicación de las HAV.

Referencias [1] Powell, Peter. Project Group Learning, Who is Afraid of Project-Led Education? Seminar on “Quality of Education in Engineering Courses” Universidade do Minho. Mayo 1997.