LIBROS ELECTRÓNICOS E INNOVACIÓN EDUCATIVA EN LA ENSEÑANZA DE LA REGULACIÓN AUTOMÁTICA. Angel Montes Hernando,Arturo Gil Gil,CarlosCamiña Catala. Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño. Universidad Politécnica de Valencia.

[email protected] 1.- RESUMEN. En el marco de los planes de innovación docente, que se desarrollan en esta Escuela, en concreto en su aplicación a las asignaturas de Ingeniería de sistemas y Automática, a lo largo de los últimos años se han probado y modificado distintos planes para que el alumno disponga de documentación previa, que venga a clase con lo necesario para el trabajo, y que los que le van a proponer, “le suene”. En estos años se han entregado distintos formatos de unidades didácticas de trabajo en clase, sobre soporte papel, son fáciles de conseguir, en el centro de fotocopias de utilizar, su precio era asequible y menor que un libro tradicional. Para el profesor le permitía centrar y dirigir el trabajo de manera mas efectiva. Pero el aumento de tamaño, la introducción de documentación electrónica en formato PDF, ha hecho crecer el volumen, aumentar el precio, y ser comparable al de un libro tradicional. Los alumnos hoy en día, aplican el lema documentación que recomiendan, se imprime. Bajo el impulso del Vicerrectorado de Universitat Oberta, de esta UPV, se ha fomentado la realización de “libros electrónicos de bajo coste”. En este trabajo analizamos los planes de docencia cara a la implantación de los denominados planes EUROPA en la UPV, y adaptación de los ECTS a nuestras enseñanzas. 2.- ANTECEDENTES DE ESTA PROPUESTA. En la enseñanza de la regulación automática, al igual que otras muchas materias, ha tenido que cambiar en pocos años los contenidos docentes, la forma de trabajar los alumnos, la forma de transmitir la información los docentes, el material utilizado a la hora de comunicarse, la forma en que los alumnos trabajan sobre los contenidos, e incluso la forma en que se realizan las evaluaciones y los exámenes. Los libros “clásicos” que tratan sobre regulación automática, siguen presentando el estudio sobre la forma clásica de trabajo, en la que los cálculos se realizaban como elemento más avanzado, mediante una regla de cálculo, los procedimientos algebraicos tendían a sustituir el cálculo, por reglas de trabajo y diseño aproximadas, pero mas sencillas. Si no cambiamos los contenidos, y la forma de desarrollarlos, estaremos contando procedimientos inútiles por anticuados, contándolos como cuando se “inventaron” hace 30 ó mas años. Si no hacemos un cambio aunque sea mínimo, pero que si no se da, el trabajo que se haga y como se haga, resultará inútil.

Tomando como ejemplo la enseñanza de la regulación automática, comentamos las formas en que reelaboramos la presentación y el trabajo, proponiendo otras formas de realizarlo. 3.- RECOPILACIÓN Y DESARROLLO. Por supuesto desde este principio debe asumirse por el dúo profesor alumno que hay unos ciertos mínimos a cumplir por cada uno. Debe existir colaboración, trabajo conjunto, conocimientos mínimos, ganas de trabajar, etc.. y la lista podría seguir. Dando todo ese conjunto por supuesto, en el resto, es donde proponemos incidir para hacer ese resto mas efectivo y agradable si es posible. En muchos casos en el estudio de materias de Ingeniería, todavía se explican y demuestran métodos de cálculo basados en esas limitaciones, analicemos esas y otras propuestas si se deben cambiar. La mayoría de los profesores que actualmente enseñan estas materias, la estudiaron en los años 80, en los que el uso de calculadoras permitía facilitar los cálculos, pero en esencia estos seguían siendo los mismos, incluso la llegada de calculadoras programables no hizo cambiar en mucho el trabajo de enseñanza aprendizaje. También los libros utilizados suelen adolecer de esas características se escribieron y pensaron en años anteriores, no está de mas estudiar los clásicos, pero para apreciarlos a lo mejor ha de transcurrir un periodo de aprendizaje. Se repasan estos cambios a realizar, se estudian algunas cuestiones, se proponen algunos temas y se repasan algunos lugares para la ayuda al estudio de la regulación automática en la Web. 4.- RESUMEN DE LOS COMIENZOS. Los primeros cambios en el estudio de la regulación automática y el acercamiento a la situación actual tiene lugar en los últimos 20 años, quizá en la última década solamente. En los primero años 70 todavía era un lujo la calculadora con operaciones trigonométricas, logaritmos, etc..simplemente una regla de cálculo sin “apreciación” y con pantalla El primer gran cambio vino dado por los ordenadores programables tipo PC, que permitieron popularizar programas específicos de enseñanza aprendizaje dedicados a la regulación automática, y cuyos nombre por popular no mencionamos. Aun así estos programas eran caros, además los ordenadores se usaban pero no en gran medida, solo en ciertas ocasiones, y en aulas de prácticas. En los años 90 el uso del ordenador se populariza, hasta el grado de ser posible pensar en el uso continuado durante la clase, en las aulas de estudio y libre trabajo, y sobre todo en sus hogares, para cualquier tipo de trabajo. El desarrollo de la regulación automática, también hace necesario que en los últimos años se introduzcan nuevos temas mas avanzados, y mas cercanos a los estudios avanzados actuales, lo que incrementa los contenidos que debemos

introducir en los primeros años, con lo que se vuelve a plantear la necesidad de aumentar los contenidos en los años intermedios. Hoy se plantea la necesidad de variar los contenidos, y los métodos en función de que muchos de estos métodos están superados por la facilidad de cálculo presente en cada instante, muchos de esos métodos presentes en los libros, y que los docentes aprendimos hace años, están superados ampliamente hoy ya no tienen mas sentido que el anecdótico y la conservación de un “nombre” en los libros o en los programas. Es necesario variar los contenidos, los métodos de estudio, análisis y cálculo, la forma en que se trabaja y los métodos de trabajo. Esto lleva consigo la variación incluso en los exámenes, es impensable no realizar una evaluación continua, o casi, no realizar los exámenes con un ordenador y programas adecuados a la asignatura que facilite su trabajo. Es casi seguro que en esta década, esos programas y métodos serán a su vez superados, pero las variaciones actuales no son mas que un aviso de los que viene y vendrá en el futuro, debemos adaptarnos de forma continua. 5.- INTRODUCCIÓN DE SISTEMAS INTERACTIVOS. En el estudio de la regulación automática se propone la adopción de sistemas interactivos, que faciliten el aprendizaje, estos aparecen en la enseñanza como una nueva tecnología que afecta a todas las fases del proceso de enseñanza, aprendizaje, comprobación y corrección. Tienen grandes posibilidades no solo como medio de apoyo a la docencia sino en todas las fases del aprendizaje. Nos permiten preparar la enseñanza al profesor de distinta manera, en el momento de la preparación no permiten el acceso a muchas fuentes de información, tanto en soporte digital, en soporte CD, en páginas Web o archivos depositados en múltiples lugares. El docente debe mas ser un “recopilador” y crítico de esa múltiple información pues es tanta que marearía al alumno, y su posible selección. Hay como luego comentaremos cursos de formación a distancia, información y puesta al día sobre nuevos productos y desarrollos, programas en demos y tutoriales varios, apuntes de distintas escuelas, realizados por los alumnos, resúmenes de distintos profesores, etc.. es decir hay todo tipo de información. La información especializada o sencilla, está al alcance de cualquier docente simplemente conectándose a Internet. Estos medios tecnológicos facilitan la preparación de los temas, para las clases presenciales. Hay también una amplia oferta y posibilidades de presentación para los entornos virtuales o aulas virtuales, en que el que esta “desconectado” (off-line) es el docente. Por parte del docente, en función de las tecnologías que piense emplear para desarrollar la enseñanza, deberá comenzar por una fase de recopilación,

preparación, y diseño en el que se decida cuales son los medios a emplear y el papel a desempeñar en el proceso de enseñar. Cuantos medios, cuales y como se usarán, y también será el momento de prever el contenido que se va a introducir, mediante cada uno de los medios a usar. Se deberán adaptar los contenidos a las cualidades y características específicas de cada uno de los medios. Si disponemos de video proyector y ordenador, nuestras presentaciones deben tener movimiento, etc.. Una vez planificado, debemos desarrollarlo y ejecutarlo, si es necesario podemos pedir ayuda a especialistas en estos medios, no todos conocemos todos los programas. Sobre todo no proponemos revisar la enseñanza de regulación automática, y con profesor y alumnos en comunicación directa, interactuado al mismo tiempo aunque en diferente lugar, cada uno a un lado de la mesa. El docente para ejecutar el proyecto, debe usar técnicas y estrategias adecuadas para que la comunicación sea efectiva. Cada recurso didáctico tiene unas ventajas e inconvenientes, presenta unas exigencias en su utilización, si queremos que la comunicación sea efectiva. Las páginas Web son una gran fuente de información continua, que se modifican activamente y como luego enseñaremos muy efectivas, pues incluyen manuales, apuntes, cursos completos, con atractivos diseños muy cuidados en los mejores casos. También son parte del proceso de comunicación, como almacén y depósito por el profesor, de los materiales a utilizar. En muchos lugares, han sustituido las fotocopias impresas por documentos electrónicos depositados en la Web, el alumno puede trabajar con ellos sin tener que imprimirlos. El correo electrónico nos permite contactar con los alumnos, enviarles mensajes, avisos, propuestas, contestar a sus consultas plantear cuestiones. El chat es utilizado activamente por los alumnos para otras cuestiones, no en el apredizaje, hoy está en proceso de discusión y “diseño” su utilización en el aprendizaje activo. En la enseñanza de Electrónica se comprobó, hace años, que la presencia de moderador, y el momento de realizarlo eran elementos complejos y al mismo tiempo necesarios. La conexión on line desde fuera del centro de enseñanza suele ser telefónica, y mediante línea telefónica “normal”, por lo que la comunicación fuera de horario se complica, y como mucho es utilizada en forma moderada. Por último para completar el proceso, los materiales que han sido elaborados y puestos a disposición de los alumnos deben permitirles establecer sus propias estrategias para realizar el aprendizaje. El proceso de la enseñanza se realimenta con la evaluación, tanto si es continua, como in situ en el propio trabajo, como en exámenes o avaluaciones. Es imprescindible, o así creemos que deberán de contar con las mismas herramientas que utilizaron en el trabajo, tanto sea en evaluación continua, o la evaluación total. Las tecnologías de la información que interactúan con el usuario a su demanda, deben ser cada vez mas una herramienta imprescindible para el docente, y así establecer y facilitar una comunicación mas efectiva con sus alumnos. 6.- FASES DEL DESARROLLO.

En el trabajo de enseñanza y aprendizaje, entre alumnos y profesor, podemos establecer unas etapas diferenciadas como son, consulta de los elementos multimedia existentes, de todos se aprende algo y todos ayudan. Con todos ellos realizamos la preparación de los contenidos por el profesor, que deberá ordenarlos y conjuntarlos. Estos elementos se transmiten y trabajan con lo alumnos en las sesiones de puesta en común y aclaración de conceptos. Aprendizaje de los alumnos de los conceptos mas importantes, pero proponiendo diversas estrategias para posibles adaptaciones. Comprobación por los alumnos del grado de comprensión obtenido, evaluación por alguno de los posibles métodos. En estos procesos. Los métodos interactivos multimedia, deben estar presentes en todas las fases, hoy en día hasta en la evaluación tradicional. Si analizamos brevemente este proceso podemos observar que los sistemas iteractivos multimedia, no eliminan el docente, siguen necesitando su experiencia y conocimientos, siempre me propusieron si el sistema en si es suficiente, el profesor no hace falta, y no es así, pues este siempre es necesario en todos los estadios excepto al fina, cuando el alumno ya a adquirido bastantes conocimientos y está en disposición de elaborar nuevos conceptos a partir de los básicos. 7.- LAS TECNOLOGÍAS UTILIZABLES. Elementos como el video proyector conectado a ordenador, para poder proyectar transparencias y animaciones, conexión USB, donde conectar reproductores o memorias, el retro proyector donde proyectar transparencias fijas, y la pizarra donde escribir, comunicar o repentizar de forma ejemplar un concepto, ya se dan por supuestos, pasemos a otros. El docente como conocedor de la materia, y en formación continua, recopila información, prepara nuevos contenidos, y obtiene nuevas ideas de los sitios mas variados. El tiene tiempo y experiencia para acceder a bases remotas de información. El es el responsable de esa recopilación. La distribución hoy todavía debe realizarse en un soporte, y el de mayor capacidad y mas baratos para proporcionar la información bajo demanda concreta de los usuarios, el soporte CDROM. El barato fácilmente cambiable su capacidad enorme, y a un precio muy barato reescribible, podemos cambiar el contenido casi inmediatamente. Muchas personas siguen siendo reacias a su uso, “no puedo leer, estudiar, si no lo tengo en papel”. Aparte de otras muchas consideraciones, en el momento en que los alumnos paguen de su bolsillo, a precio real, la impresión, veremos como desciende esa opinión. Las tecnologías actuales permiten distribuir información mediante soportes de alta capacidad de almacenamiento como el CD-ROM que sustituye en un soporte pequeño un gran contenido, en texto, imagen en movimiento, animaciones,

sonido, etc. Su facilidad de escritura reescritura, lo hace rapidísimo en los cambios. El acceso por el alumno directamente a redes informáticas en esta etapa inicial, resulta desaconsejable por la dispersión posible, y e diferente régimen de acceso a que estarían sometidos. El CDROM puede contener casi todos esos contenidos más rápido y más barato. El docente experimentado debe ser el recopilador t el filtro, facilitando material básico, complementario y avanzado para satisfacer todas las necesidades. Si el alumno necesita mas, puede acceder el solo a redes de información. Existen disponible bibliotecas virtuales, no muchas, y no suelen ser libremente accesible en nuestro tema, con algunas posibilidades de acceso en Web de otras Escuelas, y centros. Es de resaltar en este punto, que en nuestra materia a pesar de la tradición suelen aparecer bastantes y variados temas en Español, rompiendo la tradición anglófila imperante, en España, Méjico, Argentina, cada vez son mas. Y por supuesto encontramos catálogos, servicios de publicaciones de distintos organismos, catálogos de librerías y editoriales y bibliografía en trabajos publicados en la red. Los repositorios de apuntes gestionados en principio por los propios alumnos, deben revisarse con mucho cuidado, pues se ha extendido la costumbre de recopilar material de manera gratuita y cobrar de alguna manera por la descarga de datos, por lo que su contenido deja de ser fiable en beneficio del almacenista. Dentro de este panorama, la búsqueda correcta es imprescindible para la información resulte útil, el resto de material no enmascare la información correcta. Otro asunto es que la información recopilada pueda ser distribuida libremente. En general si se consulta a los autores la posibilidad de establecer un “mirror” de la información en la Web propia, para así ahorrar tiempos de descarga no suelen oponerse, pues por lo general no tienen interés mas que en mencionar la procedencia. Por último mencionar que el papel del docente debe ser de seleccionador, clasificador y filtro de la información, para evitar la tendencia actual de recopilar e imprimir todo lo que cae bajo la pantalla del ordenador del alumno, y además si puede lo imprime. 8.- LOS ELEMENTOS ANALIZADOS. Los elementos utilizados y recomendados en el aprendizaje, podemos agruparlos y comentarlos en varios grupos indicando los problemas y ventajas de cada unos de ellos. Los libros de texto “clásicos”, con mas o menos años de antigüedad, han sufrido modificaciones para adaptarse a estas nuevas herramientas, pero casi todos siguen conservando la estructura y contenidos típicos, se estructuran y utilizan de la misma manera, y todo lo mas utilizan alguna de las herramientas de cálculo

actuales. Hemos de decir además que la herramienta de cálculo por antonomasia, es un programa carísimo, inaccesible al bolsillo de los alumnos, y por tanto solo utilizable en la clase presencial, mientras se está conectado a la red informática de la Universidad. Eso los hace a estos libros no útiles para que el alumno pueda trabajar en su casa, use su propio ordenador portátil en cualquier lugar del centro. Surge además el problema de que esta asignatura para algunos alumnos es optativa o troncal pero de un solo año, por lo que para los alumnos que no piensen seguir el estudio de esta especialidad, y mediante los métodos propios de la regulación automática, es innecesario libros y programas que le restrinjan de esta manera. Todavía me pregunto (en voz baja) como lo hacen los alumnos que usan esos libros y programas en Universidades a distancia, o cosas similares, ¿se hace uso legal de esos productos?. Como ejemplo citaré que el libro de aprendizaje junto con la versión estudiantil, solo para aprender el programa, vale mas caro que el libro clásico, la enciclopedia por antonomasia de la Regulación automática. Concluimos que son necesarios programas-herramienta que sean baratos accesibles y útiles, que puedan usarse libremente y sin gran coste, o que la Escuela disponga de suficientes licencias para poder usarlos los alumnos casi libremente. Incluso en algún caso nos es suficiente trabajar con el programa Demo y sus limitaciones. En nuestro caso seguimos trabajando con programas licenciados hace años o sus versiones Demo, si el estudiante siguiera en sus estudios de especialidad, podrá optar por los otros programas. Como libro clásico se sigue recomendando la consulta en informativa de los temas en alguno de los libros tradicionales, grandes clásicos en estos temas, no por antiguos y uso de métodos tradicionales debemos despreciarlos. En paralelo encontramos alguna Web, en que los profesores han volcado sus apuntes de muchos años elaborados, ordenados y completados, generalmente en formato PDF, lo que los hace muy utilizable por parte del alumno. Se suelen recomendar 2 o 3 Webs, de texto y transparencias de clase, y que duren en activo. Es de elogiar su existencia pues es obvio que llegaron a la conclusión antes que otros, que esos líos de derechos de autor, publicación y derechos de reproducción etc.. no valen la pena, que la publicación en la Web y la cita del autor es suficiente. Esperemos que los tribunales de oposiciones así lo crean. Es de destacar el sitio que el Profesor Jose Mari González de Durana mantiene, con un gran texto de apuntes, transparencias de clase y problemas. También existen aunque en tamaño limitado alguna Web en que se proponen y resuelven problemas prácticos, pero son escasas, y en la mayoría son problemas de examen resueltos. Paginas Web completas que traten todo el tema cubierto en estas asignaturas existen pocas, es obligado citar la biblioteca virtual relacionada en: www.cds.caltech.edu/extras/Virtual_Library/Control_VL.html

Y el gran clásico, completo detallado y muy gráfico de varios años de antigüedad, que realizó el Profesor Bill Messner del Departamento de Mechanical Engineering at Carnegie Mellon University, es un gran sitio completado con manuales y gráficos, que trata de forma muy completa la Regulación automática, basándose en un conjunto de ejemplo concreto y siempre similares, con estructura adaptada a las situaciones actuales de utilización de herramientas de cálculo. Aunque el uso exclusivo del susodicho programa, necesita de corrección y adaptación a nuestros alumnos. Durante algún tiempo fue accesible una traducción, y un mirror, solo traducida en parte, y también en formato de página Web, en la Universidad de Málaga, hoy parece que desaparecida. Para aprovechar las grandes ventajas de la información en página Web, junto con la necesidad de contener gran cantidad de información y la posibilidad de interactuar se rescribieron las unidades didácticas y se conformaron como un libro electrónico en soporte CDROM. 9.- REALIZACIÓN DE EL LIBRO ELECTRÓNICO. En la enseñanza de la regulación automática en nuestro centro desde hace mas de 10 años, coincidiendo con la implantación de planes PIE, que permitieron popularizar la herramienta de trabajo “ordenador PC”, y que esta estuviera presente en directo en todas las clases que se desearan, se vio la necesidad de elaborar guías didácticas que optimizaran el aprendizaje. En los primeros casos fueron un resumen optimizado para su uso en el ordenador, de los apuntes y libros hasta entonces utilizados en la clase. Estos apuntes o unidades de aprendizaje se complementaron con propuestas de trabajo para acompañar a las unidades de aprendizaje, con ejercicios propuestos y resueltos, adaptados al uso en el ordenador. De estos trabajos iniciales y tras sucesivas modificaciones, surgió bajo el empuje y patrocinio del Vicerrectorado de Universitat Oberta de la Universidad Politécnica de Valencia, la posibilidad de reelaborar los documentos disponibles para confeccionar un libro electrónico bajo las premisas indicadas. Que contenga el texto necesario para un seguimiento básico de la asignaturas de regulación automática, reordenado a la utilización de herramientas de ordenador, y trabajando fundamentalmente con ellas en todos los cálculos. Contiene cuestiones y problemas de acuerdo con los criterios de trabajo establecidos previamente, tanto la cuestiones como los problemas resueltos, desvelan la solución tras actuar sobre el programa, permaneciendo la solución oculta, hasta que se solicita, se complementa con propuestas a realizar tanto en las sesiones de aula, con en el trabajo propio del alumno. Cara a la implantación de sesiones de trabajo y seminarios de estudio dirigido, contienen propuestas de trabajo pensadas en estas sesiones.

Contiene animaciones y elementos multimedia, videos, animaciones, gráficos que se completan al actuar sobre ellos, con varias posibilidades. Se han implementado animaciones y aplets Java, que sin ocupar excesivo espacio, dan un atractivo nuevo al trabajo. Cada tema o unidad adaptado a la sesión presencial, contiene un resumen y una cantidad de trabajos propuestos, sin resolver, para que el alumno una vez completados y corregidos en el aula, durante las sesiones de trabajo, pueda guardarlo en su unidad en red, y posteriormente grabarlo en su propio CD-RW, para poder conservarlo. Son de tamaño reducido y pocas páginas, para que los “recalcitrantes” puedan imprimirlo y conservarlo en papel. El libro en formato de hiperenlaces, permite conectar con las definiciones situadas en el resumen final, y propone añadir a un formulario a salvar e imprimir siempre que se desee, para utilizarlo en las sesiones de evaluación si se necesitan. Un detalle importante es que al patrocinar parte del coste, puede resultar de un coste entre 4 y 8 €, lo que le hace incopiable por bajo costo, es mas barato adquirirlo que copiárselo, pero tampoco hay mayor problema, puesto que los derechos de autor, no van ser apreciables, y el ISBN, está cubierto por la propia UPV en su departamento de publicaciones e impresión. Las sucesivas correcciones, adaptaciones y modificaciones, a plazo fijo de cada dos años una revisión completa, nos permitirá experimentar con esta nueva forma de trabajar. Una parte importante del trabajo con el alumno en las sesiones de trabajo libre, es proponer trabajo de resumen y adaptación de “textos clásicos” a las nuevas herramientas y programas de trabajo, que se proponen al alumnos como complemento interesante y activo. Se disponen actualmente de una gran colección de herramientas multimedia, en formato Toolbook, ó flash sobre muchos de los temas de Regulación automática. BIBLIOGRAFÌA.BRAVO RAMOS, JL. (1999) Los sistemas multimedia en la enseñanza. Madrid: ICE de la Universidad Politécnica de Madrid. Talleres ICE en la UPV. VIZCARRO, C. y LEON, JA. (1998) Nuevas tecnologías para el aprendizaje. Madrid: Pirámide. Madrid, octubre 1999