APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS COMO ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE DE INGENIERÍA TÉRMICA

Asier Aranzabal MaiztegiDpto. Ingeniería Química, Facultad de Ciencia y Tecnología,

Universidad del País Vasco/EHUBarrio Sarriena, s/n 48940 LEIOA.

asier.aranzabal@ehu.es

El objetivo de esta comunicación es presentar una experiencia de aplicación de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (PBL) en la asignatura de Ingeniería Térmica (curso 3º) de la Titulación de Ingeniero de la Universidad del País Vasco/EHU.

Comenzaré por exponer la motivación que como profesor me llevó a pasar de una estrategia de enseñanza-aprendizaje basada en clases “magistrales + clases de aplicación en ejercicios + evaluación por examen final” a la estrategia PBL.

La motivación surge de un análisis crítico de los resultados académicos de los alumnos (cursos 2002-2005), que se caracterizan por un elevado número de alumnos que no se presentan a la primera convocatoria de examen (∼ 45%). La estrategia de enseñanza-aprendizaje, de ese momento, se basa en la mera aplicación de los fundamentos teóricos, que el profesor ha explicado previamente e incluso los ha aplicado en algún ejercicio resuelto por el mismo. Por lo tanto, se presupone que si los estudiantes entienden y estudian los contenidos teóricos, deben ser capaces de resolver los ejercicios. Sin embargo este modelo de enseñanza-aprendizaje presenta las siguientes deficiencias:

• Se produce una asincronía temporal entre el aprendizaje individual de la teoría (habitualmente, en torno a las últimas semanas previas al examen) y la clases de problemas de aplicación.

• Los estudiantes contemplan el conocimiento científico y técnico como una colección fija e inmutable de hechos y fórmulas no relacionadas que tienen poca conexión con el mundo real.

• Su papel como estudiantes consiste en memorizar los hechos y las fórmulas y reproducirlas en exámenes.

• Sus estrategias para aprender ponen excesivo énfasis en las habilidades de bajo nivel, tales como la memorización y utilización acrítica de los modelos matemáticos, en vez de aquellas de alto nivel como son el análisis, la síntesis y la autoevaluación.

• Normalmente, los estudiantes no usan su conocimiento conceptual para analizar cualitativamente la situación problemática, ni planean una posible solución antes de comenzar las manipulaciones numéricas y algebraicas de las ecuaciones, ni razonan la estrategia a seguir en la resolución, ni tampoco ponen en duda el resultado obtenido. Más bien tratan de buscar una receta o problema tipo, siguiendo un modelo operativista.

Analizando los ejercicios de aplicación, en sus enunciados encontramos que:• No se considera el posible interés de resolver la situación problemática planteada.• El tipo de situación problemática hace casi siempre referencia a una situación

académica y en pocas ocasiones a situaciones de un contexto cotidiano o profesional.

• La información que se presenta en el enunciado es específica del contexto en el cual se ubica la magnitud pedida, incluye todos los datos y valores numéricos de los mismos y, además, muchas veces aclara las acotaciones y simplificaciones que es necesario realizar.

• En cuanto a la manera de presentar lo que se pide, en los enunciados utilizados por los profesores se incluye, prácticamente siempre, una pregunta directa y rara es la ocasión en la que se hace uso de una orientación o pregunta abierta que de pié a que los estudiantes analicen, valoren y acoten la situación por ellos mismos.

Con objeto de cambiar esta dinámica y pasar a una estrategia de aprendizaje en el que, el alumno

• emita hipótesis,• tome conciencia de lo que sabe y necesita saber,• tome decisiones,• analice y evalúe los resultados,• se sienta contextualizado en su profesión,• encuentre la actividad desafiante,

se planta una estrategia PBL, en el que los alumnos trabajan tanto en clase como fuera de ella en dos proyectos consecutivos:

Proyecto 1: Bajo las pregunta ¿Son las centrales térmicas de ciclo combinado la solución a la crisis energética y medioambiental actual?, se pide a los alumnos realizar el diseño preliminar de una central térmica de ciclo combinado de 800 MW.

Proyecto 2: Bajo la pregunta ¿Qué es más barato y limpio, conducir un coche de gasolina, diesel o eléctrico?, se pide a los alumnos que realicen el diseño termodinámico de un motor de gasolina, un motor diesel y comparen los rendimientos energéticos con los de un coche eléctrico.

Estos dos proyectos, han sido planteados de acuerdo con los objetivos de aprendizaje de la asignatura: Ser capaz de analizar y comparar procesos para la transformación de energía, en especial los que involucran la energía calorífica obtenida por reacción química y energía generada en los procesos de compresión y expansión, en cuyo caso se traduce en:

1. Analizar y diseñar procesos cíclicos de Rankine y Brayton, y de Otto y Diesel para la conversión de la energía calorífica de un combustible en energía mecánica, mediante los cálculos de balance de energía, materia y entropía.

2. Utilizar los cálculos psicométricos para el diseño de procesos de refrigeración y deshumidificación.

Las clases tradicionales de teoría + ejercicios (3 ETCS: 30 h P + 45 h NP) se transforman en clases de trabajo de equipo en los proyectos. La metodología de trabajo consiste en:

1. Se presentan los objetivos del trabajo, las actividades y su programación temporal.

2. Cada grupo trata de identificar el problema, empleando sus conocimientos previos y utilizando las fuentes de información propuestas, y establece las necesidades de aprendizaje para hacer frente al problema.

3. Los alumnos leen y analizan la información en relación a las necesidades identificadas. Realizan una visita a una Central Térmica de Ciclo Combinado (Bizkaia Energía en Amorebieta).

4. Cada grupo establece las condiciones de operación de las diferentes etapas del proceso así como una estrategia de cálculo.

5. Cada grupo realiza los cálculos para su diseño y redacta el proyecto. El profesor actúa de observador y reúne de forma periódica con los grupos.

6. Los alumnos publican el proyecto mediante la herramienta BASE DE DATOS de Moodle.

7. Los grupos se evalúan los proyectos entre sí unos criterios de evaluación preestablecidos y conocidos. El profesor evalúa todos los proyectos.

8. Cada grupo realiza una presentación oral de su proyecto.9. Cada alumno realiza una evaluación de trabajo colaborativo de sus

compañeros de grupo.