METODOLOGIA PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS DE INGENIERIA GRAFICA

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1 METODOLOGIA PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS DE INGENIERIA GRAFICA Cristina Martín Doñate Departamento de Ingeniería Gráfica Diseño y Proyectos Universidad de Jaén España cdonate@ujaen.es Alfonso Martínez Ruiz Departamento de Ingeniería Gráfica Diseño y Proyectos Universidad de Jaén España aruiz@ujaen.es Resumen Durante el presente curso académico 2010/2011 y con motivo del comienzo de las nuevas titulaciones de grado en Ingeniería Industrial en la Universidad de Jaén, se han implantado metodologías docentes innovativas que tienen como objetivo aprovechar al máximo el potencial de los alumnos de nuevo ingreso. El propósito de dicha metodología es desarrollar, habilidades y competencias personales relacionadas con la Ingeniería Gráfica, en los alumnos de pregrado, previamente a su ingreso en la universidad. El trabajo de investigación realizado tiene por objetivo presentar los resultados obtenidos de la aplicación de estas nuevas metodologías en el curso 2010/2011 demostrando su eficacia tanto en el campo intelectual,a nivel de mejora en el rendimiento académico, como en el social, derivado de la aplicación de técnicas de aprendizaje cooperativo. Palabras clave: Ingeniería Gráfica, aprendizaje cooperativo, cursos pregrado. Abstract During the academic year 2010/2011, an innovative educational methodology, based in cooperative learning methods, has been applied in undergraduate courses in Industrial Engineering at Jaen University. In order to improve the skills and abilities of these students, new educational activities involved in Engineering Graphics have been developed. The aim of this paper is to present the results of applying this new methodology in the academic year 2010/2011 showing its efficacy in both, the intellectual, level of improvement in academic performance, and socially, from the implementation of cooperative learning techniques. Keywords: Engineering Graphics, cooperative learning, undergraduate courses.

2 1 Introducción Durante los últimos dos cursos académicos se llevan impartiendo en la Universidad de Jaén (Escuela Politécnica Superior) los cursos de nivelación, también llamados cursos de pregrado o cursos 0 para los alumnos de nuevo ingreso. El objetivo de dichos cursos es mejorar el nivel de conocimientos en el alumnado al inicio del primer curso, la docencia se centra en aquellas asignaturas que conllevan una mayor dificultad para el alumno. Con la entrada de los nuevos títulos de grado durante el presente curso académico, ha sido necesario adaptar las asignaturas de Expresión Gráfica y Dibujo industrial a una nueva metodología docente, centrada en el alumno, el cual, junto con un equipo de trabajo formado por compañeros de clase, es el encargado de resolver cuestiones y problemas de tipo técnico, relacionados con el temario a impartir. En relación con las materias de Expresión Gráfica objeto de estudio, durante los dos primeros años de realización del curso de pregrado se ha podido constatar cómo la carencia de un nivel básico común en materias de dibujo y representación gráfica en un alto porcentaje de alumnos dificulta el adecuado seguimiento de asignaturas obligatorias como Expresión Gráfica o Dibujo Industrial. Alumnos que no han cursado ninguna asignatura de dibujo técnico en bachiller y presentan un nivel muy inferior al requerido en el comienzo de las asignaturas conviven en una misma aula con alumnos de un nivel medio. Por otra parte, no menos importante es la falta de conocimiento y práctica en las metodologías de trabajo de tipo cooperativo, con las que se encontrarán tanto en la universidad como en su posterior vida profesional. Es dentro de este marco donde se han implantado metodologías docentes innovativas, que tienen como objetivo aprovechar al máximo el potencial de los alumnos de nuevo ingreso, con el objetivo de desarrollar habilidades y competencias personales relacionadas con la expresión gráfica, previamente a su entrada a las asignaturas de la universidad. El propósito de esta investigación es validar la utilidad en la aplicación de estas técnicas en alumnos de pregrado, realizando una comparativa a nivel de rendimiento académico entre los alumnos que han realizado el curso de pregrado 2010/2011 frente a los resultados académicos globales de la asignatura de Dibujo Industrial en dicho curso, la valoración de los resultados del estudio cobra importancia dado que la comparativa se ha realizado en el primer año de implantación de los títulos de grado en ingeniería Industrial, estando todos los alumnos al mismo nivel comparativo en la asignatura, al no existir alumnos repetidores en la misma.

3 2 Revisión de la literatura El desarrollo del alumno no sólo debe limitarse a habilidades de tipo intelectual. La educación debe preparar al alumno para la realidad que se va a encontrar, un mundo cultural y laboral basado en la información, la tecnología y la interdependencia. A través del aprendizaje cooperativo se alcanzan además habilidades sociales por medio del trabajo compartido y la resolución colectiva de problemas. Las investigaciones realizadas sobre aprendizaje cooperativo demuestran sus efectos positivos, tanto en el campo intelectual según Kagan S.(1989) y Sharan S.(1980 p 241) y social según Johnson D.(1992 p.173), Johnson D W(1981 p 47) Sharan S.(1980 p.241), Slavin R.(1980 p.315)como en el de la personalidad y la autoestima Slavin R.(1995). Entre otros, cabe reseñar que: mejora la valoración que de la institución educativa tienen los alumnos, aumenta la satisfacción de éste por la tarea realizada, facilita la creación de relaciones positivas entre grupos; se desarrollan nuevas habilidades sociales, favoreciendo un clima de cohesión de grupo entre los alumnos de la clase e integrando sujetos heterogéneos, etc. En el campo del rendimiento académico, los más beneficiados de esta innovación metodológica son los alumnos de bajo rendimiento. En el campo del desarrollo intelectual, afectivo y social es donde las ganancias son más sorprendentes, según los resultados de los estudios comparativos entre educación tradicional y aprendizaje cooperativo. En relación a la aplicación de las actividades de aprendizaje cooperativo en los cursos de pregrado no se han encontrado resultados sobre trabajos de investigación realizados sobre estos alumnos. 3 Diseño de las actividades de aprendizaje Aprovechando, el nuevo ingreso de los alumnos y el desconocimiento entre ellos, se dividió la clase en grupos de carácter temporal formados por cuatro o cinco alumnos, con el objetivo de unir en el mismo equipo alumnos con nivel básico, junto con alumnos más aventajados. De esta manera se pretende conseguir que dichos alumnos se beneficien de las respuestas de los alumnos de más nivel al mismo tiempo que los más aventajados afianzan sus conocimientos en base a la reflexión de las preguntas planteadas por el grupo. Los grupos deben responder a cuestiones adaptadas al nivel de pregrado, pero en orden de dificultad creciente, para evitar que los alumnos más rápidos pierdan su motivación. Tras la finalización de cada ejercicio, se analiza el resultado de cada grupo en común con la clase, comentando el profesor finalmente las dudas y problemas encontrados en los grupos.

4 Se utilizan medios de tipo audiovisual realizados con programas de diseño industrial (CATIA, SOLIDWORK) para presentar a los alumnos las soluciones a las cuestiones planteadas, esto ha sido valorado como un punto muy positivo y motivador por parte de los alumnos del curso ya que es la primera vez que pueden observar herramientas de diseño industrial utilizadas en el mundo profesional. CATIA (computer-aided three dimensional interactive application) es un programa informático de diseño, fabricación e ingeniería asistida por computador comercial realizado por Dassault Systèmes. El programa está desarrollado para proporcionar apoyo desde la concepción del diseño hasta la producción y el análisis de productos. CATIA también es ampliamente usado en aeronáutica y en la industria del automóvil para el diseño y desarrollo de componentes de carrocería.concretamente empresas como el Grupo VW (Volkswagen, Audi, SEAT y Škoda), BMW, Renault, Peugeot, Daimler AG, Chrysler, Smart y Porsche hacen un amplio uso del programa. SOLIDWORKS permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planos como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en trasvasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada. Finalmente se crearon una serie de módulos de autoaprendizaje situados en la plataforma de docencia virtual ILIAS para que el alumno desde su propio domicilio pudiera reforzar aquellos puntos en los que tenía una mayor debilidad. El objetivo final a conseguir con la implantación de estas actividades es el desarrollo de competencias tales como, capacidad de visión espacial y conocimiento de las técnicas de representación gráfica tanto por métodos tradicionales de geometría métrica y geometría descriptiva como mediante las aplicaciones de diseño asistido por ordenador, también se desarrollan conocimientos y capacidades para aplicar las técnicas de Ingeniería Gráfica y la capacidad para trabajar en grupo. 4 Desarrollo del estudio realizado El presente estudio pretende validar la eficacia de la metodología de trabajo activo centrada en el alumno aplicada en el curso de pregrado. Si bien estas metodologías van a aplicarse en las nuevas titulaciones, se pretende demostrar la eficacia de las mismas en cursos previos al comienzo del curso académico. Se presenta un estudio comparativo entre los resultados obtenidos en la asignatura de Dibujo.Industrial. por los alumnos que realizaron el curso de pregrado frente a los resultados globales de la asignatura. El estudio es de utilidad dado que es

5 el primer año de la titulación y la asignatura, no habiendo alumnos repetidores partiendo por tanto todos de las mismas condiciones. El estudio realizado está basado sobre una población de quince alumnos de la titulación de Grado en Ingeniería Industrial que realizaron el curso de pregrado durante el curso académico 2010/2011 y que además cursaron posteriormente las asignaturas de Expresión Gráfica y Dibujo Industrial en este curso. Dichos alumnos respondieron un cuestionario al finalizar el curso académico, de forma voluntaria. Un requisito imprescindible para saber si las opiniones del alumnado son válidas al respecto del estudio es la cantidad de horas asistidas al curso, siendo la media aritmética de valor 17,6 horas asistidas frente a un total de 20 horas totales de docencia presencial impartidas. Los datos estadísticos quedan indicados en la Tabla 1, y las respuestas de los alumnos en la fig 1. Tabla 1: Nº de horas de asistencia al curso Valor más seleccionado(moda) Nº de selecciones Mediana Media aritmética ,6 Figura 1: Horas de asistencia al curso por los alumnos de pregrado Los temas que se van a estudiar en profundidad en este trabajo son,_ Utilidad de los contenidos impartidos, Implantación de nuevas tecnologías, Validación de la metodología docente. 4.1 Utilidad de los contenidos impartidos El temario impartido en el curso se centra en cuatro bloques fundamentalmente: 1.- Introducción al Sistema Diédrico

6 2.- Visualización (Obtención de vistas) 3.- Trazados geométricos 4.- Introducción al diseño industrial. Uno de los objetivos del estudio es valorar qué contenidos o bloques temáticos resultan de mayor utilidad para el alumnado de pregrado.se pidió valorar de 1 a 5 (5 valor máximo)cada uno de los bloques temáticos del curso, siendo los parámetros estadísticos obtenidos los indicados en la tabla 2 y los valores totales en la figura 2. Tabla 2: Valoración de los bloques temáticos del curso Temas Valor más seleccionado (Moda) Número de selecciones Mediana Introducción al diseño Introducción al sistema diédrico Visualización(obtención de vistas) Trazados geométricos Figura 2: Valoración de 1 a 5 sobre la utilidad de los bloques temáticos del curso. Se observa en las respuestas que el tema en el cual los alumnos encuentran una mayor dificultad es en la resolución de cuestiones y problemas de visualización es por esto que consideran esta parte del curso como la de más utilidad y por lo tanto un 40 % de los alumnos dieron a esta parte un valor de 4 sobre 5 considerándola muy útil. Si bien gran parte del curso se focaliza en el desarrollo de esta competencia, sería conveniente englobar dentro de las cuestiones de visualización referencias a los,

7 bloques de introducción al diseño o resolución de problemas geométricos a modo de ejemplos para así poder utilizar el tiempo del curso de manera más eficaz en las cuestiones de visualización en la cual los alumnos encuentran mayor dificultad. Por el contrario los bloques de introducción al diseño han sido los menos valorados en cuanto a utilidad seleccionando el 40 % el valor de 2 en una escala de utilidad de 1 a 5 siendo 5 el valor máximo. Por otra parte como ya se ha comentado anteriormente se ha puesto a disposición de los alumnos unos módulos relacionados con la obtención de vistas diédricas, para favorecer la competencia del aprendizaje autónomo. Dichos módulos de aprendizaje sirven como material de refuerzo a las clases y tienen la ventaja de poder realizarse en cualquier momento por el alumno por encontrarse dentro de la plataforma de docencia virtual de la universidad. 4.2 Implantación de nuevas tecnologías Con el comienzo en el curso académico 2010/2011 de los títulos de grado, se ha implementado en las asignaturas de Expresión Gráfica nuevas tecnologías en la resolución de problemas, realizando las prácticas en laboratorios de DAO (Diseño Asistido por Ordenador) y resolviendo problemas con programas informáticos de diseño avanzado. Se planteó a los alumnos si creían conveniente, el utilizar una parte del tiempo del curso para introducirlos en el manejo de los sistemas CAD (en las actividades de trabajo cooperativo los sistemas CAD eran utilizados por el profesor como medio audiovisual) como se aprecia en las contestaciones representadas en la figura 3, un 86,67% contestaron que sería conveniente la utilización del sistema CAD en el curso, siendo la duración óptima estimada de un 30 % de la duración del mismo. Los parámetros estadísticos se indican en la tabla 3 y 4. Tabla 3: Introducción de sistemas CAD en las actividades de trabajo colaborativo. Valor más seleccionado(moda) Nº de selecciones Si 13 Tabla 4: Tiempo del curso a dedicar al manejo de las nuevas tecnologías Valor más seleccionado(moda) Nº de selecciones Mediana 30% 7 3

8 Figura 3: Introducción de sistemas CAD en las actividades. 4.3 Metodologia docente En este apartado, se comenta la valoración realizada por los alumnos al respecto de la metodología utilizada en el curso. Se demandó a los alumnos que valoraran en un rango de 1 a 5 (siendo 1 el valor inferior y 5 el superior) el curso y la metodología utilizada en cuatro aspectos, conocimientos impartidos, profesorado, utilidad de la metodología y duración del curso, alcanzando en los cuatro aspectos una valoración de 4 sobre 5 como se indica en la tabla 5. En la figura 4 se aprecia que el número de alumnos que votaron la metodología utilizada en el curso alcanzó el valor máximo de 4. Teniendo en cuenta una valoración global del curso y realizando los pertinentes cálculos estadísticos se obtiene que el valor más seleccionado a nivel global es 4 como se indica en la tabla 6. Tabla 5: Valoración de la metodología aplicada desglose por áreas. % Alumnos Conocimientos 0 33, ,67 0 Profesorado 0 13,33 26,67 53,33 6,67 Utilidad 13, ,67 33,33 6,67 Duración 0 26, ,33 Tabla 6: Valoración de la metodología aplicada curso completo. % Alumnos Curso completo 3,33 23,33 23,33 43,33 6,67 Valor más seleccionado(moda) Nº de selecciones Mediana ,5

9 Figura 4. Valoración de la metodología utilizada en el curso en un rango de valores de 1 a 5. 5 Resultados del trabajo de investigación El objetivo del presente trabajo de investigación es validar la influencia de la realización de un curso de pregrado, utilizando una metodología activa de trabajo en equipo, en los resultados académicos del alumnado de primer curso de grado en las asignaturas del área de Expresión Gráfica. Para validar su influencia, se ha realizado una comparación entre los resultados académicos obtenidos por los alumnos que realizaron el curso de pregrado y la nota media de aprobados de los alumnos que han cursado la asignatura de Dibujo Industrial durante el curso académico 2010/2011. Los resultados obtenidos se indican en la figura 5. y en la tabla 7. Tabla 7: Comparación en % de resultados académicos. Total de aprobados en Dibujo Industrial. en % Media de la asignatura Media del curso de pregrado 20,78 40 Figura 5:Comparativa de resultados académicos en la asignatura de Dibujo Industrial en el curso 2010/2011

10 A raiz del presente estudio a lo largo del curso 2010/2011 se ha realizado un seguimiento de los alumnos que participaron en el curso de pregrado. Muchos de los alumnos que comenzaron con un nivel inicial bajo en el curso de pregrado en las competencias relacionadas con la ingenieria gráfica, han conseguido aprobar la asignatura de Dibujo Industrial.El nível inicial se valoro trás la calificación de un examen de nível realizado a los alumnos. Se aprecia en los resultados que el valor porcentual de aprobados entre los alumnos que realizaron el curso de pregrado duplica al del valor de la media de aprobados del curso. Como ya se ha comentado en el apartado cuatro, no hay alumnos repetidores en la asignatura, si bien se puede reseñar la existencia de alumnos procedentes de otras titulaciones, siendo mínimo el número de los mismos y por tanto no significativo de cara a los resultados. Se puede constatar por tanto la positiva influencia que ha tenido sobre el rendimiento academico obtenido por los alumnos, la asistencia al curso de pregrado. 6 Conclusiones Los resultados obtenidos ponen de relieve la efectividad de la metodología de trabajo cooperativo aplicada en la realización de los cursos de pregrado Los alumnos indicaron en la encuesta que consideraban el curso de pregrado como positivo de cara a introducirse en el mundo universitario, conocer al futuro profesorado y a los futuros compañeros, así como para refrescar conocimientos que ya se tenían o que se han adquirido como nuevos. Los alumnos que nunca habían cursado dibujo lo encontraron de gran ayuda, ya que pudieron entrar a la titulación de grado con un nivel en Ingeniería Gráfica. Se ha realizado un seguimiento de los alumnos a lo largo del curso académico 2010/2011 y como resultado de las actividades de aprendizaje cooperativo se han constatado los siguientes beneficios: Mayor rendimiento académico. Mayor motivación por la asignatura en particular, y por su formación en general. Mayor creatividad. Desarrollo de habilidades sociales, ya que el trabajo en equipo obliga a resolver pequeños conflictos entre los propios alumnos. En cuanto a las mejoras a implementar en años siguientes cabe tener en cuenta la realización de actividades de trabajo cooperativo utilizando programas de diseño por los alumnos bien en su totalidad, o al menos en gran parte del curso.

11 Anexo A continuación se adjuntan algunas de las cuestiones más importantes planteadas en la encuesta a los alumnos de pregrado dicha encuesta se realizó por medio de la plataforma de docencia virtual de la Universidad de Jaén en la figura 6 se muestra parte de esta encuesta tal como aparece en la plataforma. 1.- Asistencia a las clases del curso de pregrado Indica el número de clases que asististe al curso de pregrado 2.- Importancia de los contenidos del curso de pregrado Valora en una escala de 1 a 5 (5 el valor máximo) que partes del curso de pregrado te han sido más útiles de cara a las asignaturas de dibujo cursadas en primer curso de grado Introducción al sistema diédrico,visualización(obtención de vistas),trazados geométricos, Introducción al diseño. 3.- Implantación de nuevas tecnologías Crees que sería interesante sustituir alguna parte del curso de pregrado por una introducción al manejo de sistemas CAD? Qué tanto por cien del tiempo del curso se debería dedicar a la formación en diseño asistido por ordenador? 4.- Valoración de la metodología aplicada Valora de 1 a 5 (5 máximo) distintos aspectos relacionados con la metodología aplicada en el curso de pregrado. Conocimientos, Profesorado, Utilidad, Duración. 5.- Indica tus opiniones al respecto del curso de pregrado. Figura 5: Encuesta realizada a los alumnos de pregrado mediante la plataforma de docencia virtual.

12 Referencias JOHNSON, D., JOHNSON, ROGER, T., Implementing cooperative learning, Contemporary Education, 63(3), 1992pp JOHNSON D.W., MARUYAMA, G. JOHNSON, R., NELSON, D. AND SKON, L, Effects of cooperative, competitive and individualistic goal structure on achievement: a meta- analysis. Psychological Bulletin 89, pp KAGAN S. Cooperative learning: Resources for Teachers, Laguna Naguel CA., SHARAN S. Cooperative learning. in small groups: recent methods and effects on achievement attitudes and ethnic relations. Review of Educational Research , pp SHARAN S., Cooperative learning. in small groups: recent methods and effects on achievement attitudes and ethnic relations. Review of Educational Research 50, pp ) SLAVIN R. Cooperative learning.review of Educational Research 50, 1980 pp ) SLAVIN R., Cooperative Learning Theory, Research and Practice. Allyn and Bacon, Massachusetts, MA1995.