Universidad del País Vasco UPV/EHU
Gonzalo Perrella Rojo
Universidad del País Vasco UPV/EHU
Resumen
El aprendizaje basado en proyectos, Project-Based Learning (PBL), es un metodología que organiza el aprendizaje alrededor de proyectos; definidos como complejas tareas, basadas en preguntas o proble- mas desafiantes, que involucran a los estudiantes en el diseño, en la resolución del problema, en la toma de decisiones o en las actividades de investigación, que permiten al alumnado trabajar relativamente de manera autónoma para culminar en productos realistas. Siguiendo estas ideas, y dado que una de las principales tareas del ingeniero civil en su vida laboral es el desarrollo de proyectos; el profesorado de la asignatura Infraestructura del Transporte del Grado de Ingeniería Civil decidió incorporar esta meto- dología como herramienta de evaluación en la asignatura desde la implantación de las nuevas titulacio- nes del plan Bolonia.
Partiendo de un caso real, y con datos reales procedentes de las Administraciones, los alumnos, en gru- pos de dos, deben realizar un trazado propio de la carretera propuesta, ajustándose a la normativa exis- tente. La utilización de estos proyectos ha provocado una mejora en el aprendizaje por parte del alum- nado de los criterios de diseño de carreteras, reflejado en las encuestas de opinión del alumnado.
Palabras clave: Aprendizaje basado en proyectos, Project-Based Learning, Proyecto, Diseño geomé- trico de carre te ras.
Abstract
Project-Based Learning (PBL) is a methodology that organizes learning around projects, defined as com- plex tasks, based on challenging questions or problems, that involve students in design, problem-solv- ing, decision-making or investigative activities; give students the opportunity to work relatively auton- omously in order to culminate in realistic products. Following these concepts, and since one of the main tasks of the civil engineer during his career is to develop projects, the professors of the subject «Trans- port Infrastructure» of the B Sc. in Civil Engineering decided to incorporate this methodology as an evaluation tool in the subject since the introduction of new degrees of Bologna System.
From a real case, and with real data from different Administrations, students gathered in groups of two, must project their own layout of the proposed road, always following the applicable regulations. The use of these projects has resulted in improvement in road design criteria learning, reflected in the stu- dents’ opinion surveys.
Introducción: aprendizaje basado en proyectos
El aprendizaje basado en proyectos, o Project-Based Learning (PBL) en su denominación en inglés, es una metodología que organiza el aprendizaje a través de proyectos. De acuerdo con las definiciones existentes sobre Project-Based Learning en los manuales para profesores, los proyec- tos son complejas tareas, basadas en preguntas o problemas desafiantes que involucran a los es- tudiantes en el diseño, en la solución del problema, en la toma de decisiones o en las tareas de investigación; que dan a los estudiantes la oportunidad de trabajar relativamente de manera au- tónoma durante prolongados periodos de tiempo y que culmina en productos o presentaciones realistas (Jones, Rasmussen & Moffitt, 1997; Thomas, Mergendoller & Michaelson, 1999). Otras ca- racterísticas que definen este método encontradas en la literatura son la utilización de contenido o material auténtico, la existencia de una evaluación real, la ayuda y guía por parte del profesorado pero no la dirección, objetivos educacionales explícitos (Moursund, 1999), aprendizaje conjunto y cooperativo, necesidad de reflexión y la incorporación de habilidades de adultos (Diehl, Grobe, Lopez et al., 1999). Además de estas características, los modelos particulares de PBL de cada caso añaden características únicas adicionales al mismo.
Esta diversidad de características definitorias junto con la falta de un modelo o teoría sobre el aprendizaje basado en proyectos universalmente aceptada ha conducido a la consideración de numerosas prácticas realizadas en las aulas bajo la denominación de métodos de Project-Based Learning. Con el objetivo de capturar su singularidad, se ha propuesto una serie criterios que ayuden a establecer qué proyectos pueden ser considerados como PBL (Thomas, 2000), que sin pretender aportar una definición, sirven para filtrar y eliminar ejemplos que no pueden ser consi- derados como tales. Los criterios a cumplir son cinco: centralidad, pregunta conductora, investi- gaciones constructivas, autonomía y realismo.
— La centralidad implica que el proyecto es la base de la asignatura o del plan de estudios, mediante el cual aprenden los conceptos básicos y centrales de la materia y no otros con- ceptos alejados de la misma.
— Los proyectos están enfocados en cuestiones o problemas que dirigen a los estudiantes a enfrentarse a los conceptos centrales de la disciplina.
— Los proyectos involucran a los estudiantes en una investigación constructiva, requirién- doles investigación, conocimiento constructivo y resolución.
— Los proyectos dirigen al estudiante a un grado significativo de conocimiento, no estando preparados o programados por el profesor, tales como ejercicios de laboratorio. No fina- liza con un resultado previsto, sino que, por el contrario, la solución es abierta.
— Los proyectos son reales o realistas, no propios de escuela. Este tipo de características dan una sensación de autenticidad a los estudiantes.
Aprendizaje basado en proyectos en la enseñanza de ingeniería Civil
En los últimas décadas la enseñanza de Ingeniería Civil y su propia actividad profesional ha experimentado un severa crisis, acompañada de un decreciente reconocimiento público y meno- res salarios; resultando en una menor matricula de estudiantes (Nehdi, 2002). Además, durante los últimos años, numerosos autores subrayan la cada vez mayor diferencia entre los estudios de ingeniería civil y las habilidades no técnicas requeridas por las empresas, entre las que se in- cluyen un pensamiento crítico e innovador, el trabajo en equipo, la comunicación, el liderazgo y habilidad emprendedora (Arlett, Lamb, Dales et al., 2010; Kirschenman, 2011; Reyes & Galvez, 2011). Además, los estudiantes suelen carecer de la habilidad para resolver problemas adversos o problemas enrevesados reales (Schneck 2002).
Los análisis realizados de los planes de estudio de ingeniería civil han concluido que existe una falta de cursos innovadores, especialmente los que enseñen las habilidades no técnicas rela-
Enseñanza sobre diseño de carreterasa través del aprendizaje basado en proyectos
cionadas anteriormente. Mientras que en los cursos iniciales son impartidas las materias funda- mentales que servirán de base, en los últimos cursos se imparten las asignaturas prácticas, tecno- lógicas y de diseño; lo que provoca que una desconexión entre las asignaturas y una estructura compartimentada del plan de estudios (Aparicio & Ruiz-Teran, 2007).
La metodología clásica de aprendizaje en los estudios universitarios está centrada en el pro- fesor, el cual habla en un aula a más de 100 alumnos que toman notas. Tras la lección, los alum- nos completan sus anotaciones con la bibliografía recomendada. Este modelo de clase tradicional es la más habitual en la universidad española y también en las escuelas de ingeniería civil de Es- paña, pero ha sido constatado ser la menos eficiente y que contribuye a un alto índice de abando- nos (Bernold, 2005).
Ante ésta situación, y siendo conocedor el equipo docente de la asignatura de Infraestructura del Transporte del Grado de Ingeniería Civil de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Minas y Obras Públicas (actualmente, tras la remodelación de centros, integrada dentro de la Escuela de Ingeniería de Bilbao) de la Universidad del País Vasco UPV/EHU decidió la incor- poración de las metodologías de aprendizaje basada en proyectos para la enseñanza del diseño geométrico de carreteras. Dicha inclusión en la guía docente y en el sistema de evaluación de la asignatura comenzó en el curso académico 2012/13, primer año de impartición de la asignatura bajo el plan de estudios renovado tras la entrada en vigor del Plan Bolonia. Este tipo de metodo- logía ha sido también introducido en otras escuelas de ingeniería civil en España (López-Queiros, Sánchez-Cambronero, Rivas et al., 2014).
El objetivo de esta comunicación es presentar la metodología llevada a cabo en la asignatura Infraestructura del Transporte del Grado de Ingeniería Civil, describir el tipo de proyectos que el alumnado debe realizar para la adquisición del conocimiento relacionado con la geometría via- ria y su diseño y, finalmente, exponer los resultados obtenidos durante el tiempo de aplicación de este modelo en contraposición con los del anterior plan de estudios, mediante un análisis compa- rativo de las encuestas de opinión del alumnado.
Metodología implantada en la asignatura «Infraestructura del Transporte»
La capacidad para el dimensionamiento, proyecto, construcción y conservación de infraes- tructura viaria y ferroviaria ha estado íntimamente ligada a la profesión del ingeniero civil desde su creación. Dichas competencias profesionales están reguladas y asignadas en exclusiva a las profesiones de Ingeniero Técnico de Obras Públicas y de Ingeniero de Caminos, Canales y Puer- tos, nombres utilizados en España, a través de sus correspondientes Reales Decretos (BOE 1986; BOE, 2008).
La impartición de la ingeniería civil en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Mi- nas y Obras Públicas dio comienzo en el curso 2000/01 con la titulación Ingeniería Técnica de Obras Públicas, Especialidad Construcciones Civiles (EUITMOP, 2013) a través de su correspon- diente homologación (BOE, 2000). En su plan de estudios, de 3 años académicos, existían en el 3er
curso las asignaturas Infraestructura del Transporte I (IdT-I), de 4,5 créditos (1 crédito = 10 horas lectivas) e Infraestructura del Transporte II (IdT-II), de 6 créditos. En la primera se impartían te- mas relacionados con las carreteras; estudio de tráfico, proyecto, diseño geométrico, dimensiona- miento de firmes, conservación y explotación. En la segunda se centraba en la descripción de la infraestructura ferroviaria; sus características geométricas, de los carriles, traviesas, balasto, su- jeciones y de las operaciones habituales de construcción y mantenimiento de líneas ferroviarias. La impartición de los conocimientos en ambas asignaturas se realizaba según la manera tradicio- nal anteriormente descrita, centrada en el profesor, que desarrollaba los temas teóricos e incluía cierto número de problemas de solución prefijada e inequívoca que resolvía en la pizarra. El sis- tema de evaluación consistía en un único examen final donde se evaluaba los conocimientos ad-
quiridos por el alumnado. Existían dos grupos de alumnos, según el idioma de impartición de las asignaturas: grupo 01 en castellano y 31 en euskera.
A partir de la Declaración de Bolonia, firmada por los ministros responsables de la educa- ción superior de 29 países europeos, la educación universitaria sufrió una gran transformación. Como consecuencia de la dicho acuerdo, la Ley de Orgánica 4/2007 de Universidades introdujo muchas novedades, entre las que cabe señalar la necesidad una reordenación de las titulaciones para una mejor homologación europea, un cambio metodológico, que pasa a centrarse en el pro- ceso de aprendizaje del estudiante y la elaboración de planes de estudio basados en la adquisición de competencias por parte de los estudiantes (BOE, 2007). En ese proceso de revisión, la nueva ti- tulación pasa a denominarse Grado en Ingeniería Civil (GIC), tiene una duración de 4 años y co- mienza a impartirse en el curso 2010/11.
El profesorado actual de dicha asignatura, impartió en el curso 2011/12 el último curso de la titulación Ingeniería Técnica de Obras Públicas (ITOP), según el modelo de docencia descrita. Atendiendo a los requerimientos de la European Higher Education Area (EHEA) (European Hig- her Education Area, 2014), aprovechando el cambio de plan de estudios, la introducción de los nuevos títulos de Grado y teniendo en cuenta las directrices de la Declaración de Bolonia decide la implantación de la metodología de aprendizaje basada en proyectos, llevada a cabo desde el curso 2012/13, primero de impartición de la asignatura en el GIC.
Descripción de la asignatura «infraestructura del Transporte»
Infraestructura del Transporte (IdT), es una asignatura anual de 10,5 créditos ECTS (Euro- pean Credit Transfer System) impartida en el 3.er curso de la titulación Grado de Ingeniería Civil,
de los 4 de los que consta la titulación. En el plan de estudios, mientras durante los dos primeros años académicos, se cursan las materias básicas de la ingeniería, orientadas a la ingeniería civil; a partir del 3.er curso el alumnado empieza a recibir formación específica dentro de las áreas de tra-
bajo de la Ingeniería Civil, como son los transportes, la gestión de recursos hidráulicos, cálculo y diseño de estructuras metálicas y de hormigón, etc. las cuales desarrollan las capacidades orienta- das al desarrollo de la actividad profesional propia del ingeniero civil. Esta estructura de los pla- nes de estudios es similar en otras escuelas del ámbito universitario español (Aparicio & Ruiz-Te- ran, 2007).
Dentro de ese contexto, en la asignatura el alumnado adquiere competencias relacionadas con las infraestructuras más utilizadas para el transporte de viajeros y mercancías: la carretera y el ferrocarril, amplio campo donde muchos ingenieros civiles desarrollan su labor profesional. Así, se prepara a los alumnos para poder acometer la gestión de una infraestructura viaria o fe- rroviaria, desde su planificación, elaboración y redacción de proyectos, seguimiento y ejecución de las obras hasta la conservación y explotación.
Según el modelo de aprendizaje a través de la adquisición de competencias promovido en la Declaración de Bolonia, en la asignatura se desarrollan las competencias transversales, junto con el resto de asignatura del 3.er curso, en el nivel de Dominio 3, el correspondiente al curso (Ta-
bla 1), junto con las competencias específicas de la asignatura (Tabla 2) (Ministerio de Ciencia e Innovación 2009).
Enseñanza sobre diseño de carreterasa través del aprendizaje basado en proyectos
Tabla 1
Competencias transversales de la asignatura IdT, desarrolladas en la EUITMOP a partir de las MEC del Ministerio (Ministerio de Ciencia e Innovación 2009)
Código Definición (Dominio 3)
MEC1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender los conocimientos propios de las materias impartidas en el módulo de especialidad, sobre la base de sus conoci- mientos previos.
MEC2 Resolución de problemas específicos de su especialidad de forma razonada inte-grando los conocimientos adquiridos tanto en el módulo básico como en el común de la rama.
MEC3 Reunir e interpretar datos relevantes que le permita plantear soluciones justificadas te-niendo en cuenta aspectos técnico-científicos legales y económicos. MEC4
(escrita) Transmitir por escrito opiniones y temas específicos de las asignaturas con confianza y soltura y de forma estructurada. MEC4
(verbal) Transmitir verbalmente opiniones y temas específicos de las asignaturas con confianza y soltura y de forma estructurada. MEC5 Integrar conocimientos de distintas áreas para plantear soluciones adecuadas en campos técnicos concretos con autonomía (manejo de normativas, reglamentación, software, ma-
nejo de bibliografía compleja). Fuente: Guía docente de la asignatura.
Tabla 2
Competencias específicas de la asignatura IdT desarrolladas en la EUITMOP a partir de las MEC del Ministerio (Ministerio de Ciencia e Innovación 2009)
Código Definición
M04CM04 Capacidad para la construcción y conservación de carreteras, así como para el di-mensionamiento, el proyecto y los elementos que componen las dotaciones viarias básicas.
M04CM05 Capacidad para la construcción y conservación de las líneas de ferrocarriles con cono-cimiento para aplicar la normativa técnica específica y diferenciando las características del material móvil
M04CM07 Capacidad para la construcción de obras geotécnicas Fuente: Guía docente de la asignatura.
El programa de la asignatura se divide en dos partes muy diferenciadas. Una primera parte, que ocupa todo el primer cuatrimestre, que desarrolla los temas relativos a las carreteras (te- mas 1-14) y aeropuertos (15); y una segunda parte, durante el segundo cuatrimestre, que desarro- lla los temas relativos a ferrocarriles (16-28), puentes (29) y túneles (30). El temario completo de la asignatura se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3
Temario de la asignatura Infraestructura del Transporte
1.ª parte: Carreteras y aeropuertos 2.ª parte: Ferrocarriles, puentes y túneles Tema 1. Características básicas del sistema viario.
Tema 2. Circulación de vehículos y estudio de trá- fico.
Tema 3. Capacidad y niveles de servicio. Tema 4. Diseño geométrico. Trazado en planta. Tema 5. Trazado en alzado.
Tema 6. Sección transversal. Representación en pla- nos.
Tema 7. Nudos viarios.
Tema 8. Movimiento de tierras. Servidumbre. Tema 9. Drenaje superficial y subterráneo. Tema 10. Suelos y capas granulares y tratadas. Tema 11. Pavimentos bituminosos.
Tema 12. Pavimentos de hormigón.
Tema 13. Características superficiales. Dimensiona- miento.
Tema 14. Conservación y rehabilitación de firmes. Tema 15. Infraestructura aeroportuaria.
Tema 16. El ferrocarril en su contexto. Tema 17. Geometría de la vía.
Tema 18. El carril. Tema 19. Sujeciones. Tema 20. Traviesas.
Tema 21. Plataforma y capas de asiento. Tema 22. Juntas.
Tema 23. Liberación de tensiones. Tema 24. Aparatos de vía.
Tema 25. Maquinaria de vía.
Tema 26. Trabajos de renovación de vía. Tema 27. Calificación de vía.
Tema 28. Líneas de Alta Velocidad. Tema 29. Puentes.
Tema 30. Túneles ferroviarios y carreteros
Fuente: Guía docente de la asignatura.
Comparando las asignaturas en ambos planos de estudios, se puede afirmar que la asigna- tura de Infraestructura del Transporte (IdT) de GIC es la unión de las asignaturas Infraestructura del Transporte I (IdT-I) e Infraestructura del Transporte II (IdT-II) de ITOP, tanto a nivel de tema- rio como a nivel de carga lectiva; IdT: 10,5 créditos; IdT-I (4,5) + IdT-II (6) = 10,5 créditos.
Estos 10,5 créditos ECTS de IdT se dividen en 7,5 créditos de docencia magistral (M) y 3,0 de prácticas de aula (PA). Esto supone la impartición de 2,5 horas semanales de clases magistrales, durante las cuales se exponen los conceptos teóricos de la asignatura,
A través de bibliografía básica (Pérez-Acebo, 2016) y las principales normas utilizadas (Mi- nisterio de Fomento, 1999; Ministerio de Fomento, 2003; Ministerio de Fomento, 2012). Las clases prácticas de aula (PA) se imparten desde la semana 6 a la 15 en el primer cuatrimestre y desde la semana 16 a la 25 en el segundo cuatrimestre. En ellas se aplican los conceptos básicos adquiridos en las clases magistrales a problemas básicos del área. Se resuelven problemas elementales donde se aplican los conceptos teóricos adquiridos, con soluciones fijas y conocidas de antemano, si- guiendo ejemplos de ejercicios básicos de la ingeniería civil (Oña & Oña, 2004). Para esas 20 clases prácticas hay desarrolladas 15 prácticas donde se explican estos problemas elementales. En las 5 prácticas restantes, se expone el proyecto a desarrollar por el alumnado, base de la metodología de PBL, que se describe en el apartado siguiente.
Por último, el sistema de evaluación de la asignatura consta de una examen escrito (80% de la nota) y el proyecto de la asignatura (20%). En cada una de las convocatorias, ordinaria y extraordinaria, se realiza un examen sobre la totalidad de la material, compuesto por pre- guntas de tipo teórico (75% de la nota del examen) y de ejercicios prácticos similares a los de- sarrollados en las PA (25% de la nota del examen). Además, en febrero, en el inicio del 2.º
Enseñanza sobre diseño de carreterasa través del aprendizaje basado en proyectos
cuatrimestre, se realiza un examen parcial sobre la primera parte del temario, la cual no será objeto de evaluación en la convocatoria ordinaria (mayo) si la nota obtenida es superior a 6,0. En la convocatoria extraordinaria, en julio, se evalúa toda la materia mediante un único exa- men. El proyecto de la asignatura (PBL) se presenta al inicio del 2.º cuatrimestre y los alum- nos deben concluirlo dos semanas antes del final del 2.º cuatrimestre. Para aprobar la asig- natura es imprescindible tener aprobadas ambas partes; el examen escrito y el proyecto de la asignatura. El sistema de evaluación y la ponderación de las competencias evaluadas se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Sistema de evaluación de la asignatura «Infraestructura del Transporte» %
Nota
final Tarea/Actividad MECnumero
% Nota
60
Examen final (Teoría) MEC1, M04CM04, M04CM05, M04CM07 90
Examen final (Teoría) MEC4 (Com, escrita), M04CM04, M04CM05, M04CM07 10
20
Examen final (Ejerc.) MEC2, M04CM04, M04CM05, M04CM07 80
Examen final (Ejerc.) MEC4 (Com, escrita), M04CM04, M04CM05, M04CM07 20
20 Proyecto de la asignatura en grupos de 2 alumnos
MEC1, M04CM04, M04CM05, M04CM07 MEC3, M04CM04, M04CM05, M04CM07
MEC4 (Com, escrita), M04CM04, M04CM05, M04CM07 MEC5, M04CM04, M04CM05, M04CM07 50 20 20 10 Fuente: Guía docente.
Descripción del proyecto de la asignatura «infraestructura del Transporte»
El proyecto a realizar en la asignatura «Infraestructura del Transporte», base de la metodolo-