Recomendaciones para el diseño de una titulación de Grado en Informática

Revista Iberoamericana de Tecnologías del/da Aprendizaje/Aprendizagem (Latin-American Learning Technologies Journal) Una publicación de la Sociedad de la Educación del IEEE Uma publicação da Sociedade de Educação do IEEE A publication of the IEEE Education Society

NOV. 2007

VOL. 2

NÚMERO/NUMBER 2

(ISSN 1932-8540)

Engineering Education Journals: Global Dissemination of Innovations in Teaching………………… …………………………………………………..………………..................... Charles B. Fleddermann Publicações Periódicas em Educação em Engenharia: Disseminação Global da Inovação no Ensino … …………………………………………………..………………..................... Charles B. Fleddermann Revistas en Educación en Ingeniería: Diseminación Global de Innovaciones en la Enseñanza………... ……………………………………………………..……………….................Charles B. Fleddermann

i iii v

ARTÍCULOS/ARTIGOS/PAPERS Tutorial introdutório para as competições de futebol robótico……………………………………….. …...………...…………………………..……........................................…José A. Carvalho Gonçalves, Pedro H. Portela Pinheiro, José L. S. Magalhães Lima e Paulo J. C. Gomes da Costa

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Aplicación de Metodologías Activas en la Enseñanza de Informática en la Licenciatura en Matemáticas…………Miguel A. Salido Gregorio, Adriana Giret Boggino y Montserrat Abril López

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Caso práctico basado en FPGAs y Sistemas de Telefonía Móvil para la Docencia en la Titulación de Ingeniería Telemática………………………………...........Juan Suardíaz Muro y Basil M. Al-Hadithi

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Aprendizaje de Electrónica de Potencia basado en competencias en el Espacio Europeo de Educación Superior……………..........……María Isabel Muñoz San Ildefonso y José Ignacio García Quintanilla

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Recomendaciones para el diseño de una titulación de Grado en Informática...………………………... ………………….……Jordi Garcia Almiñana, Fermín Sánchez Carracedo y Ricard Gavaldà Mestre

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IEEE-RITA (http://webs.uvigo.es/cesei/RITA) CONSEJO/CONSELHO EDITORIAL Presidente (Editor Jefe): Martín Llamas Nistal, Universidad de Vigo, España Vicepresidente: Manuel Castro Gil, UNED, España

Miembros: Melany M. Ciampi, COPEC, Brasil Javier Quezada Andrade, ITESM, México Carlos Vaz do Carvalho, INESP, Portugal

Edmundo Tovar, UPM, España Secretaría: Pedro Pimenta, Universidade do Minho, Portugal Francisco Mur, UNED, España

COMITÉ CIENTÍFICO Alfredo Fernández Valmayor, Universidad Complutense de Madrid, España Antonio J. López Martín, Universidad Estatal de Nuevo Méjico, USA Antonio J. Méndez, Universidad de Coimbra, Portugal Arturo Molina, ITESM, México Baltasar Fernández, Universidad Complutense de Madrid, España Carlos Delgado, Universidad Carlos III de Madrid, España Carlos M. Tobar Toledo, PUC-Campinas, Brasil Claudio da Rocha Brito, COPEC, Brasil Daniel Burgos, Universidad Abierta de Holanda, Holanda Fernando Pescador, UPM, España

Francisco Arcega, Universidad de Zaragoza, España Francisco Azcondo, Universidad de Cantabria, España Francisco Jurado, Universidad de Jaen, España Gustavo Rossi, Universidad Nacional de la Plata, Argentina Héctor Morelos, ITESM, México Hugo E. Hernández Figueroa, Universidad de Campinas, Brasil Inmaculada Plaza, Universidad de Zaragoza, España Jaime Sánchez, Universidad de Chile, Chile Javier Pulido, ITESM, México José Bravo, Universidad de Castilla La Mancha, España José Carpio, UNED, España José Palazzo M. De Oliveira, UFGRS, Brasil

Juan Quemada, UPM, España Juan Carlos Burguillo Rial, Universidad de Vigo, España J. Fernando Naveda Villanueva, Universidad de Minnesota, USA Luca Botturi, Universidad de Lugano, Suiza Luis Anido, Universidad de Vigo, España Luis Jaime Neri Vitela, ITESM, México Manuel Caeiro Rodríguez, Universidad de Vigo, España Manuel Fernández Iglesias, Universidad de Vigo, España Manuel Ortega, Universidad de Castilla La Mancha, España M. Felisa Verdejo, UNED, España Maria José Patrício Marcelino, Universidad de Coimbra, Portugal

Mateo Aboy, Instituto de Tecnología de Oregón, USA Miguel Angel Sicilia Urbán, Universidad de Alcalá, España Miguel Rodríguez Artacho, UNED, España Paloma Díaz, Universidad Carlos III de Madrid, España Paulo Días, Universidade do Minho, Portugal Rosa M. Vicari, UFGRS, Brasil Víctor H. Casanova, Universidad de Brasilia, Brasil Vitor Duarte Teodoro, Universidade Nova de Lisboa, Portugal Vladimir Zakharov, Universidade Estatal Técnica MADI, Moscú, Rusia Yannis Dimitriadis, Universidad de Valladolid, España

Revisores Addison Salazar Afanador, Universidad Politécnica de Valencia, España André Luís Alice Raabe, Universidade do Vale do Itajaí, Brasil Alberto Jorge Lebre Cardoso, Universidad de Coimbra, Portugal Ana Arruarte Lasa, Universidad del País Vasco, España Angel García Beltrán, Universidad Politécnica de Madrid, España Angel Mora Bonilla, Universidad de Málaga, España Angélica de Antonio Jiménez, Universidad Politécnica de Madrid, España Antonio Sarasa Cabezuelo, Universidad Complutense de Madrid, España Basil M. Al-Hadithi, Universidad Alfonso X El Sabio, España Basilio Pueo Ortega, Universidad de Alicante, España Carmen Fernández Chamizo, Universidad Complutense de Madrid, España Cecilio Angulo Bahón, Universidad Politécnica de Catalunya , España

César Alberto Collazos Ordóñez, Universidad del Cauca, Colombia Crescencio Bravo Santos, Universidad de Castilla-La Mancha, España Daniel Montesinos i Miracle, Universidad Politécnica de Catalunya, España David Benito Pertusa, Universidad Publica de Navarra, España Faraón Llorens Largo, Universidad de Alicante, España Gabriel Díaz Orueta, UNED, España Gloria Zaballa Pérez, Universidad de Deusto, España Gracia Ester Martín Garzón, Universidad de Almeria, España Ismar Frango Silveira, Universidad de Cruzeiro do Sul, Brasil Javier Areitio Bertolin, Universidad de Deusto, España Javier González Castaño, Universidad de Vigo, España Joaquín Roca Dorda, Universidad Politécnica de Cartagena, España Jorge Alberto Fonseca e Trindade, Escola Superior de Tecnología y Gestión, Portugal

Equipo Técnico: Ana Losada Pérez, Universidad de Vigo, España

DOI (Digital Object Identifier) Pendiente

Luis Fernando Mantilla Peñalba, Jose Ángel Irastorza Teja, Universidad de Cantabria, España Universidad de Cantabria, España Luis Gómez Déniz, Universidad de José Angel Martí Arias, Las Palmas de Gran Canaria, Universidad de la Habana, Cuba España José Javier López Monfort, Luis Zorzano Martínez, Universidad Politécnica de Universidad de La Rioja, España Valencia, España Manuel Benito Gómez, José Luis Guzmán Sánchez, Universidad del Pais Vasco, Universidad de Almeria, España España José Luis Sánchez Romero, Manuel Gromaz Campos, Centro Universidad de Alicante, España José Ramón Fernández Bernárdez, de Supercomputación de Galicia, Universidad de Vigo, España España Juan Carlos Soto Merino, Manuel Pérez Cota, Universidad de Universidad del Pais Vasco, Vigo, España España Margarita Cabrera Bean, Juan I. Asensio Pérez, Universidad Universidad Politécnica de de Valladolid, España Catalunya, España Juan Meléndez, Universidad Maria Antonia Martínez Carreras, Pública de Navarra, España Universidad de Murcia, España Juan Suardíaz Muro, Universidad Mario Muñoz Organero, Politécnica de Cartagena, España Universidad de Carlos III, España Juan Vicente Capella Hernández, Marta Costa Rosatelli, Universidad Universidad Politécnica de Católica de Santos, Brasil Valencia, España Mercedes Caridad Sebastián, Luis Benigno Corrales Barrios, Universidad Carlos III, España Universidad de Camagüey, Cuba Miguel Angel Gómez Laso, Luis de la Fuente Valentín, Universidad Pública de Navarra, Universidad Carlos III, España España

Miguel Ángel Redondo Duque, Universidad de Castilla-La Mancha, España Miguel Angel Salido, Universidad Politécnica de Valencia, España Oriol Gomis Bellmunt, Universidad Politécnica de Catalunya, España Óscar Martínez Bonastre, Universidad Miguel Hernández de Elche, España Rafael Pastor Vargas, UNED, España Raúl Antonio Aguilar Vera, Universidad Autónoma de Yucatán, México Robert Piqué López, Universidad Politécnica de Catalunya, España Víctor González Barbone, Universidad de la República, Uruguay Victoria Abreu Sernández, Universidad de Vigo, España Xabiel García Pañeda, Universidad de Oviedo, España

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Engineering Education Journals: Global Dissemination of Innovations in Teaching Charles B. Fleddermann Editor-in-Chief, IEEE Transactions on Education

As the new editor of IEEE Transactions on Education, I am very pleased that IEEE-RITA has become part of the journal offerings of the IEEE Education Society. I am looking forward to a productive partnership with the editors of RITA as we jointly seek to help improve engineering education worldwide. Engineering education in the US is undergoing rapid changes, partly in response to changes in accreditation criteria, but also because of several reports produced by the US government and by professional societies outlining the needs for change in the way we train engineers and computer scientists to meet the challenges of this century. Reports such as Educating the Engineer of 2020 and Rising Above the Storm describe these challenges in great detail. I don’t know if similar concerns have arisen in Latin America and the Iberian Peninsula, but it seems that these reports express concerns that apply to all of the Americas and the world as well. In order to address these concerns, we should consider the nature of the engineering students we teach. In an editorial in Transactions on Education, I wrote that “The students who are pursuing engineering education today are different from those of the past. On average, today’s students read less, have shorter attention spans, and expect to be entertained more in the classroom than did students of the past. The hands-on tinkering skills they bring to our classrooms are not learned from working

on their own cars or taking apart the family radio as in my generation, but rather come from manipulating the high-tech environment they find themselves in: they possess amazing skills in making cell phones, television remote controls, and video games perform to perfection. Today’s students also bring a diverse range of learning styles to our classrooms. In the past we could assume that blackboard presentations were best for teaching our students. This assumption no longer holds true…” We have to inculcate in our students the same level of technical knowledge and skills we have come to expect, even though many of these students bear little resemblance to the engineering students we ourselves went to school with.” Although I was describing our typical engineering student in the US, I know that these characteristics are common to all students around the world. An important question for all engineering educators is: how do we best design our curricula to teach this new type of student, and how do we disseminate the best practices in engineering education to our colleagues throughout the world? The answers to these questions are at the heart of the mission of engineering education journals such as IEEE Transactions on Education and IEEE-RITA. These journals provide a mechanism for disseminating and archiving well-written and well-documented results on research in innovations in engineering education. It is incumbent upon engineering educators to

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IEEE-RITA Vol. 2, Num. 2, Nov. 2007 ensure that the research being published in engineering education journals is well documented, properly assessed, and therefore relevant to educators throughout the world. As editor-in-chief of Transactions on Education, I look forward to working with the IEEE-RITA community to disseminate the best practices and innovative strategies that will ensure our students meet the needs of the new global engineering workplace.

ii Dr. Charles B. Fleddermann, Professor of Electrical and Computer Engineering; Associate Dean, School of Engineering; and Dean of Graduate Studies, University of New Mexico. Prof. Fleddermann earned his Ph.D. and M.S. degrees in electrical engineering from the University of Illinois at Urbana-Champaign, and a B.S. degree, also in electrical engineering from the University of Notre Dame. His research interests are in engineering education, photovoltaics, plasma processing of electronic materials, optical diagnostics of plasma systems, and engineering ethics. Dr. Fleddermann has been on the faculty at UNM for over twenty-two years and has taught a variety of courses at both the undergraduate and graduate levels.

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Publicações Periódicas em Educação em Engenharia: Disseminação Global da Inovação no Ensino Charles B. Fleddermann Editor-in-Chief, IEEE Transactions on Education (Traduzido por P. Pimenta)

Na qualidade de novo editor do IEEE Transactions on Education, muito me apraz que IEEE-RITA se tenha tornado parte da oferta da IEEE Education Society. Procurarei uma parceria produtiva com os editores de IEEE-RITA, já que todos nós desejamos melhorar a educação em engenharia à escala mundial. Nos Estados Unidos da América, a educação em engenharia está a atravessar mudanças rápidas, em parte como resposta às alterações dos critérios de acreditação, mas também como consequência de relatórios produzidos por entidades governamentais e por Associações Profissionais, apontando a necessidade de mudança na forma como treinamos os nossos alunos para enfrentar os desafios deste século. Relatórios como “Educating the Engineer of 2020” e “Rising Above the Storm” descrevem estes desafios com grande detalhe. Não sei se preocupações análogas surgem na América Latina e na Península Ibérica, mas, aparentemente, estes relatórios exprimem preocupações aplicáveis a todas as Américas e ao Mundo em geral. De forma a enfrentar estas preocupações, conheçamos os nossos alunos de engenharia. Num editorial de Transactions on Education, escrevi que “os alunos que hoje cursam engenharia são diferentes dos seus congéneres de outrora. Em média, os alunos de hoje lêm menos, têm menos capacidade de concentração, e

têm expectativas de aulas mais ‘divertidas’ que outrora. As “habilidades manuais” que eles trazem para a sala de aula não foram desenvolvidas explorando os seus carros ou desmontando o rádio da família – como na minha geração – mas pela manipulação do ambiente de alta tecnologia em que se encontram imersos: são capazes de fazer funcionar na perfeição telefones celulares, controlos remotos de televisão e vídeojogos. Os alunos de hoje também trazem para a sala de aula uma diversidade de estilos de aprendizagem. No passado, podíamos assumir que apresentações num quadro negro eram a melhor forma de ensinar os nossos alunos. Esta conjectura não será verdadeira, hoje…” Temos que inculcar nos nossos alunos o nível de conhecimentos e competências que desejamos, ainda que muitos destes alunos sejam pouco parecidos com os alunos de engenharia com que nós fomos para a escola”. Ainda que estivesse a descrever o típico aluno Americano, sei que as características acima mencionadas são comuns a todos os estudantes, no Mundo inteiro. Um pergunta importante para todos os educadores em engenharia é: Qual a melhor forma de ensinar os nossos curricula a este novo tipo de aluno, e como disseminar as melhores práticas em educação em engenharia por todo o Mundo ? As respostas a estas perguntas são o núcleo da missão de publicações periódicas

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IEEE-RITA Vol. 2, Num. 2, Nov. 2007 de educação em engenharia como IEEE Transactions on Education e IEEE-RITA. Estas publicações constituem um mecanismo de disseminação e arquivo de resultados e inovação, bem descritos e bem documentados, de educação em engenharia. É da responsabilidade dos educadores em engenharia assegurar que a investigação publicada em publicações periódicas seja bem documentada, adequadamente avaliadas, e, consequentemente, relevante para os educadores de todo o Mundo. Na qualidade de editor de Transactions on Education, é meu desejo trabalhar em conjunto com a comunidade IEEE-RITA de forma a disseminar as melhores práticas e estratégias inovadoras

iv que contribuam para assegurar que os nossos estudantes satisfaçam os requisitos do novo mercado de trabalho global. O Dr. Charles B. Fleddermann (Professor of Electrical and Computer Engineering; Associate Dean, School of Engineering; e Dean of Graduate Studies, University of New Mexico) concluiu o seu Ph.D. e M.S. en engenharia electrotécnica na University of Illinois at UrbanaChampaign, e o seu B.S., também em engenharia electrotécnica, na University of Notre Dame. Nos seus interesses de investigação incluem-se as áreas de educação em engenharia, sistemas fotovoltaicos, processamento de materiais por plasma, diagnóstico óptico de sistemas de plasma e ética na engenharia. O Dr. Fleddermann é membro da UNM (University of New Mexico) há mais de vinte anos, tendo assegurado uma grande variedade de disciplinas a nível de graduação e pós-graduação.

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Revistas en Educación en Ingeniería: Diseminación Global de Innovaciones en la Enseñanza Charles B. Fleddermann Editor-in-Chief, IEEE Transactions on Education (Traducido por M. Llamas)

Como nuevo editor de IEEE Transactions on Education, estoy muy satisfecho de que IEEE-RITA haya llegado a ser parte de las ofertas de revistas de la Sociedad de Educación del IEEE. Espero una productiva asociación con los editores de IEEE-RITA, ya que conjuntamente buscamos contribuir a la mejora de la educación de la ingeniería a escala mundial. En los Estados Unidos de América, la educación en la ingeniería está experimentando cambios rápidos, parcialmente en respuesta a los cambios de los criterios de acreditación, pero también debido a varios informes del gobierno y de sociedades profesionales que apuntan a las necesidades de cambio en la manera en la que estamos enseñando a nuestros estudiantes a enfrentarse a los desafíos de este siglo. Informes como “Education the Engineer of 2020” y “Rising Above the Storm” describen estos cambios con gran detalle. Desconozco si en América Latina y la Península Ibérica han surgido preocupaciones análogas, pero todo parece indicar que estos informes expresan preocupaciones aplicables a toda América y al mundo en general. Con el propósito de señalar estas preocupaciones, deberíamos considerar la naturaleza de los alumnos a los que tenemos que enseñar. En un editorial de IEEE Transactions on Education, escribí que “los estudiantes que actualmente están estudiando ingeniería son diferentes de los del pasado. Por término medio, los

estudiantes de hoy leen menos, tienen menos capacidad de concentración, y esperan métodos más divertidos en el aula que sus predecesores. Las habilidades manuales que traen al aula no han sido aprendidas trabajando en sus coches o desmontando la radio familiar como en mi generación, sino más bien manipulando el entorno de alta tecnología en el que se encuentran inmersos: controlan a la perfección los teléfonos móviles, los mandos a distancia de la televisión, y los videojuegos. Los estudiantes de hoy también traen al aula una diversidad de estilos de aprendizaje. En el pasado podíamos asumir que las presentaciones en la pizarra eran lo mejor para enseñar a nuestros alumnos. Esta suposición ya no es válida…” Tenemos que inculcar a nuestros alumnos el nivel de conocimientos y competencias que esperamos de ellos, aunque muchos de estos alumnos no se parezcan en nada a aquellos alumnos de ingeniería con los que fuimos a la escuela. Aunque estuviera describiendo a nuestro típico alumno de Estados Unidos, sé que las características del mismo son comunes a todos los estudiantes del mundo. Una pregunta importante para todos los educadores en ingeniería es: ¿Cuál es la mejor forma de diseñar nuestros curricula para enseñar a este nuevo tipo de alumnos, y cómo diseminamos las mejores prácticas en educación de ingeniería por todo el mundo?

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Las respuestas a estas preguntas son el núcleo de la misión de revistas en educación en ingeniería, como IEEE Transactions on Education e IEEE-RITA. Estas revistas proporcionan un mecanismo para la diseminación y archivo de resultados correctamente escritos y documentados en innovación en educación de la ingeniería. Es responsabilidad de los educadores en ingeniería asegurar que la investigación que se está publicando en las revistas de educación en ingeniería está bien documentada, evaluada apropiadamente y por lo tanto es relevante para todos los educadores de todo el mundo. Como editor en jefe de IEEE Transactions on Education, espero trabajar con la comunidad de IEEE-RITA para diseminar las mejores prácticas y

vi

estrategias innovadoras que asegurarán a nuestros alumnos satisfacer las necesidades del nuevo mercado de trabajo global. Dr. Charles B. Fleddermann (Professor of Electrical and Computer Engineering; Associate Dean, School of Engineering; y Dean of Graduate Studies, University of New Mexico) finalizó su Ph.D. e M.S. en ingeniería electotécnica en la University of Illinois at Urbana-Champaign, y su B.S., también en ingeniería electotécnica, en la University of Notre Dame. Entre sus intereses de investigación se incluyen las áreas de educación en ingeniería, sistemas fotovoltáicos, procesamiento de materiais por plasma, diagnóstico óptico de sistemas de plasma y ética en la Ingeneiría. El Dr. Fleddermann es miembro de la UNM (University of New Mexico) desde hace más de veinte años, y ha impartido una gran variedad de disciplinas a nível de graduado y post-graduado.

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Tutorial introdut´orio para as competic¸o˜ es de futebol rob´otico Jos´e A. Carvalho Gonc¸alves, Pedro H. Portela Pinheiro, Jos´e L. S. Magalh˜aes Lima e Paulo J. C. Gomes da Costa

Title—Introductory tutorial for robotic soccer competitions Abstract—Soccer was the original motivation for Robocup. Besides being a very popular sport worldwide, soccer brings up a set of challenges for researchers while attracting people to the event, promoting robotics among students, researchers and general public. RoboCup chose to use soccer game as a central topic of research, aiming at innovations to be applied for socially significant problems and industries. This paper describes the implementation of a system similar to the used by the teams participating in the Robocup small size league (SLL). The system, developed in Object Pascal, allows real time localization and control of an omnidirectional mobile robot. The objective of this paper is to be an introductory tutorial for Robocup soccer games, focusing in the base topics real time localization and control. Index Terms—Artificial vision, Mobile robots, Real time systems.

construc¸a˜ o de um sistema que possibilita a abordagem de diferentes a´ reas associadas a` rob´otica e motiva trabalhos circunscritos a essas a´ reas, por exemplo, localizac¸a˜ o baseada em vis˜ao, fus˜ao sensorial, projecto de controladores, gerac¸a˜ o de traject´orias, navegac¸a˜ o, etc. O sistema apresentado e´ vers´atil, sendo uma mais valia em v´arias etapas de aprendizagem no dom´ınio da rob´otica m´ovel. E´ utilizado para validac¸a˜ o de controladores e t´acticas (monitorizando em tempo real jogos segundo as regras do Robocup Junior), permite a validac¸a˜ o de sistemas de localizac¸a˜ o e navegac¸a˜ o para ambientes estruturados (monitorizando o desempenho do sistema de localizac¸a˜ o e navegac¸a˜ o de um robot) e e´ tamb´em utilizado em actividades de investigac¸a˜ o (estudo de controlo e t´ecnicas de fus˜ao sensorial). A. Robocup junior

˜ I. I NTRODUC¸ AO

A

s competic¸o˜ es de robots s˜ao eventos apropriados para a experimentac¸a˜ o, investigac¸a˜ o e desenvolvimento em muitas a´ reas relacionadas com ciˆencia e tecnologia [1]. Servem tamb´em de motivac¸a˜ o a` investigac¸a˜ o e a` aprendizagem pois inspiram os alunos a abordar mat´erias que poderiam parecer complexas ou desinteressantes fora do enquadramento fornecido pelo projecto. Este artigo descreve detalhadamente um sistema inspirado no que e´ utilizado pelas equipas participantes na Small Size League (SLL) do Robocup, o qual serve de bibliografia introdut´oria sob a forma de tutorial para os aspectos essenciais das competic¸o˜ es do Robocup, tais como localizac¸a˜ o e controlo em tempo real. E´ claro que certos aspectos relativos ao desempenho foram relaxados para permitir uma maior simplicidade no projecto e assim torn´a-lo adequado a um trabalho did´actico assim como permitir o uso de material (cˆamaras, Sistema de aquisic¸a˜ o, PC para o processamento) mais comum e barato. Esta descric¸a˜ o permite assim duas abordagens did´acticas potencialmente interessantes: pode ser usado como um tutorial, quase um gui˜ao, para um aluno que queira implementar um sistema rob´otico funcional, por outro lado pode permitir a Jos´e Gonc¸alves e Jos´e Lima s˜ao professores assistentes do departamento de Electrotecnia da Escola Superior de Tecnologia e Gest˜ao do Instituto Polit´ecnico de Braganc¸a, Portugal. Email: {goncalves, jllima}@ipb.pt Pedro Pinheiro foi aluno de licenciatura de Engenharia Inform´atica da Escola Superior de Tecnologia e Gest˜ao do Instituto Polit´ecnico de Braganc¸a, Portugal, trabalha neste momento na empresa AEIOU. Email: [email protected] Paulo Costa e´ professor Auxiliar do departamento de Engenharia Electrot´ecnica e de computadores da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Portugal. Email: [email protected] DOI (Digital Object Identifier) Pendiente

O Robocup Junior [2] consiste na realizac¸a˜ o de jogos de futebol entre equipas de 1 ou 2 robots, cada um deles devendo caber dentro de um cilindro com o diˆametro de 18 cm. A prova decorre num campo pintado com n´ıveis de cinzento para os robots determinarem a sua orientac¸a˜ o e posic¸a˜ o. A bola emite radiac¸a˜ o infravermelha o que permite aos robots determinarem a sua posic¸a˜ o. Esta competic¸a˜ o est´a associada a alunos de escolas secund´arias, os quais desenvolvem trabalhos extra-curriculares pelo gosto da aprendizagem, motivados pelo desafio e pela competic¸a˜ o. O sistema desenvolvido permite colocando um marcador em cima de um robot monitorizar o seu desempenho, tal como descrito na secc¸a˜ o III. Com esta ferramenta de validac¸a˜ o podem-se comparar dados de v´arios controladores, servindo de apoio a` escolha do melhor controlador. Os robots desenvolvidos pelos alunos para esta competic¸a˜ o utilizam tipicamente a tecnologia Lego Mindstorms [3], aproveitando as suas potencialidades relativas a` prototipagem r´apida [4] [5]. B. Localizac¸a˜ o e navegac¸a˜ o em ambientes estruturados Existem v´arias competic¸o˜ es cujo objectivo e´ a localizac¸a˜ o e navegac¸a˜ o de robots m´oveis em ambientes estruturados, tais como o Robˆo Bombeiro do Instituto Polit´ecnico da Guarda e o concurso Micro-Rato da Universidade de Aveiro. Como exemplo ser˜ao apresentadas as regras do concurso MicroRato [6]. O concurso Micro-Rato e´ uma competic¸a˜ o entre pequenos robots m´oveis e aut´onomos, com dimens˜oes n˜ao excedendo os 300×300×400 mm. No decurso da competic¸a˜ o, estes robots devem cumprir dois objectivos em sequˆencia: o primeiro objectivo e´ ir desde a ”´area de partida”at´e a` ”´area de farol”; o segundo objectivo consiste em regressar a` a´ rea de

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partida, ou aproximar-se dessa a´ rea o mais poss´ıvel utilizando, para tal, a informac¸a˜ o recolhida durante o cumprimento do primeiro objectivo. Em qualquer dos casos os robots devem evitar todos os obst´aculos que se lhes deparem, incluindo outros robots. O farol emite radiac¸a˜ o infravermelha o que permite aos robots determinarem a sua posic¸a˜ o. O sistema descrito na secc¸a˜ o III pode ser usado para validar os sistemas de localizac¸a˜ o e navegac¸a˜ o desenvolvidos pelos alunos, comunicando este por rede com o robot. Isto e´ feito durante a navegac¸a˜ o de um robot, gerando-se um ficheiro que regista a traject´oria real (Sistema de vis˜ao global) e a estimada (sistema de localizac¸a˜ o desenvolvido pelos alunos). O ficheiro gerado e´ um auxiliar valioso para a an´alise e avaliac¸a˜ o do desempenho dos algoritmos de navegac¸a˜ o e localizac¸a˜ o. A comunicac¸a˜ o por rede com o robot (figura 1), foi realizada utilizando o protocolo UDP, sendo o mais apropriado para sistemas de tempo-real. Esta utilizac¸a˜ o deve-se, sobretudo, a factores de velocidade no envio dos pacotes. Se se tiver em conta que num sistema de tempo-real a 25 Hz s˜ao enviados 25 pacotes de dados pela rede por segundo, n˜ao e´ obrigatoriamente necess´ario ter a certeza que o pacote e´ entregue, e caso o seja, se e´ na ordem correcta. Como o envio/recepc¸a˜ o e´ constante, na eventualidade de um pacote n˜ao ser entregue, o pacote seguinte e´ recebido num per´ıodo de tempo t˜ao reduzido que torna a falha praticamente impercept´ıvel.

velocidades lineares e angular controladas, contribui tamb´em para a simplificac¸a˜ o na estrat´egia de jogo [8]. O sistema de localizac¸a˜ o em tempo real est´a a ser utilizado para actividades de investigac¸a˜ o apresentando-se o exemplo do controlo de um robot omnidireccional de trˆes rodas na secc¸a˜ o IV. Neste n´ıvel de aprendizagem para que possam ser aplicados algoritmos de fus˜ao sensorial e´ essencial que as medidas relativas (velocidade de cada roda) e as medidas absolutas (vis˜ao) estejam dispon´ıveis no mesmo instante. Por esse motivo o controlador deve estar na mesma aplicac¸a˜ o que o sistema de localizac¸a˜ o, evitando-se ao m´aximo atrasos, por exemplo de transmiss˜ao de dados por rede. Um diagrama de blocos de um controlador que tem acesso a estes dados no mesmo instante de tempo est´a exemplificado na imagem 9 da secc¸a˜ o IV. II. S ISTEMA DE C APTURA

Fisicamente, o sistema representado na figura 2, e´ constitu´ıdo pelos seguintes componentes: • Cˆ amara: Sony Video8 XR SteadyShot; • Placa de Aquisic ¸ a˜ o de V´ıdeo: Pinnacle - chipset Bt878 (driver: Conexant’s BtPCI WDM Video Capture); • PC: AMD Athlon 64BIT 3500+, 1024 MB Ram, placa gr´afica GECUBE ATI RADEON 512MB DDR e Windows XP Profissional SP2;

Figura 2.

Figura 1.

Sistema de validac¸ a˜ o do sistema de navegac¸a˜ o

C. Investigac¸a˜ o em navegac¸a˜ o, localizac¸a˜ o e controlo de robots m´oveis no dom´ınio do Robocup O futebol serviu de inspirac¸a˜ o para a definic¸a˜ o do Robocup, pois para al´em de ser um jogo bastante popular em todo o mundo, o que atrai visitantes a estes eventos, tem um conjunto muito significativo de desafios para os investigadores, pelo facto de ser um jogo cooperativo em ambiente dinˆamico [2]. Tratando-se o futebol rob´otico de um ambiente dinˆamico, e´ necess´ario que a informac¸a˜ o da posic¸a˜ o do robot e da bola esteja dispon´ıvel com o m´ınimo de atraso poss´ıvel [7], sendo que para a aplicac¸a˜ o descrita, se est´a a falar de requisitos de tempo-real a 25 Hz, ou seja, 25 frames por segundo. A utilizac¸a˜ o de robots omnidireccionais nas competic¸o˜ es de futebol rob´otico tamb´em traz vantagens tais como diminuic¸a˜ o do tempo de reacc¸a˜ o do robot e a diminuic¸a˜ o do n´umero de manobras. O facto de o robot se poder deslocar com

DE I MAGEM

Sistema de captura de imagem

Assim, este sistema consiste em: • Colocar uma cˆ amara perpendicular a` zona de acc¸a˜ o da bola e do robot (tapete verde, que simula um relvado). A cˆamara est´a presa no centro de uma estrutura met´alica, que permite uma altura m´axima de 3 metros. Neste caso a cˆamara est´a colocada a 2 metros. Quanto maior for a altura da cˆamara em relac¸a˜ o ao relvado, menor ser´a o erro devido a` paralaxe, reduzem-se problemas de ocultac¸a˜ o da bola e o campo de vis˜ao angular da cˆamara aumenta, por´em a qualidade de imagem baixa e a distorc¸a˜ o em barril e´ maior. Estes aspectos ser˜ao discutidos em pormenor nas subsecc¸o˜ es seguintes. – Paralaxe: O efeito de paralaxe e´ minimizado aumentando a altura da cˆamara. Na figura 3 pode-se ver que para uma altura h2 > h1 o erro de paralaxe e´ reduzido consideravelmente [9]. Este factor pode ser compensado se a altura a que est˜ao colocados os marcadores (c´ırculos coloridos) no robot for conhecida. Este mecanismo de compensac¸a˜ o foi implementado, permitindo uma maior precis˜ao na determinac¸a˜ o da posic¸a˜ o quer da bola quer do robot. Os

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´ ˜ ´ GONC¸ALVES et al.: TUTORIAL INTRODUTORIO PARA AS COMPETIC ¸ OES DE FUTEBOL ROBOTICO

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mapeamento pixel-mundo capaz de compensar esse tipo de distorc¸a˜ o. III. S ISTEMA

Figura 3.

Erro de paralaxe para diferentes alturas da cˆamara

marcadores s˜ao utilizados para extrair informac¸a˜ o sobre a localizac¸a˜ o absoluta do robot m´ovel. – Ocultac¸a˜ o da bola: Este e´ um problema ainda mais grave que a paralaxe. Para uma cˆamara colocada a uma distˆancia insuficiente h´a situac¸o˜ es em que o corpo do robot oculta, parcial ou totalmente, a bola. Tipicamente, esta situac¸a˜ o ocorre quando a bola fica encostada ao robot, ou ent˜ao quando a sombra do robot coincide com a bola, provocando tamb´em que a bola seja ocultada. Nestas situac¸o˜ es, e uma vez que o robot n˜ao possui chuto, a soluc¸a˜ o passa pela intervenc¸a˜ o humana, ou seja, e´ necess´ario posicionar a bola. Na aplicac¸a˜ o desenvolvida, para evitar erros, nestas situac¸o˜ es a bola e´ dada como estando fora da zona de acc¸a˜ o admiss´ıvel. – Qualidade da Imagem: O conceito de qualidade, neste caso, prende-se com o facto de, quanto mais alta estiver colocada a cˆamara, menos ser˜ao os pixeis que servir˜ao para identificar os marcadores. Sendo estes de dimens˜oes reduzidas poder´a haver situac¸o˜ es em que os marcadores n˜ao tenham um n´umero suficiente de pixeis que o permitam identificar e consequentemente o localizar. – Distorc¸a˜ o em barril: E´ uma das distorc¸o˜ es o´ pticas das objectivas mais frequente, que consiste no facto de nas extremidades da imagem as linhas rectas ficarem curvas, com a forma de um barril. E´ causada por uma construc¸a˜ o assim´etrica, na qual o diafragma est´a colocado na parte anterior do sistema o´ ptico. Como no sistema que se est´a a tratar a a´ rea de acc¸a˜ o e´ de 1 m2 e a cˆamara est´a colocada a uma altura de 2 metros, o efeito da distorc¸a˜ o em barril e´ vis´ıvel, mas por ser uma a´ rea de dimens˜oes reduzidas, este efeito n˜ao acrescenta um erro de localizac¸a˜ o significativo, sendo por isso desprezado. Caso o erro n˜ao fosse desprezado, este efeito poderia ser corrigido recorrendo a uma func¸a˜ o de

˜ DE LOCALIZAC ¸ AO

Nesta secc¸a˜ o ser´a feita uma descric¸a˜ o do sistema que, a partir da imagem capturada, permite extrair a informac¸a˜ o necess´aria para poder localizar os marcadores. Assim sendo, o sistema de vis˜ao deve possuir as seguintes caracter´ısticas: – Precis˜ao: Uma vez que estamos a lidar com um robot com 16 cm de diˆametro (forma circular) e uma bola com 4 cm de diˆametro, e´ necess´ario que o erro na sua localizac¸a˜ o n˜ao exceda alguns mil´ımetros. – Rapidez: Tratando-se de um ambiente dinˆamico, e´ necess´ario que a informac¸a˜ o da posic¸a˜ o do robot e da bola esteja dispon´ıvel com o m´ınimo de atraso poss´ıvel. Por forma a perceber a importˆancia desta caracter´ıstica, descreve-se o seguinte cen´ario: atendendo a velocidades na ordem dos 2 ms−1 , quer para a bola quer para o robot, e´ f´acil de perceber que um atraso de 100 ms pode ser considerado muito grave. Este e´ um intervalo de tempo suficiente para que o robot e/ou a bola se desloquem cerca de 20 cm. Para que estas situac¸o˜ es n˜ao acontec¸am, os requisitos de tempo-real tˆem de ser cumpridos, sendo que neste caso, se est´a a falar de requisitos de tempo-real a 25 Hz, ou seja, 25 frames por segundo. – Robustez: A interpretac¸a˜ o da imagem pode, por vezes, dar origem a medidas de posic¸a˜ o completamente erradas devido a uma m´a identificac¸a˜ o dos marcadores. Uma das condic¸o˜ es mais importantes, sen˜ao mesmo a mais importante, e´ a iluminac¸a˜ o. Por vezes, a presenc¸a de sombra, por mais t´enue que seja, pode alterar significativamente a cor, contribuindo assim, para eventuais erros, quer na calibrac¸a˜ o da cor, quer na detecc¸a˜ o e localizac¸a˜ o de marcadores. A. Dos Pixeis para o Estado do Sistema Considerando que a partir deste momento se disp˜oe da representac¸a˜ o digital da imagem do relvado, esta ser´a constitu´ıda por uma matriz de elementos de imagem pxy , designados por pixeis, contendo cada um uma representac¸a˜ o da a´ rea de imagem abrangida. Cada pixel corresponde a um vector com trˆes componentes que representam a intensidade das trˆes componentes de cor: vermelho, verde e azul (normalmente designadas de R, G e B). Assim, pode-se definir a seguinte func¸a˜ o: RGB : I −→ +CMGS: 54 0 +CMTI: "MT", 1 +CMGR: "REC UNREAD", "+34nnnnnnnnn", , "03/12/03,12:53:49+00" #T36*H3*A45*# 0 0 (nnnnnnnnn : número de teléfono del usuario)

Del texto procedente de la FPGA se puede interpretar lo siguiente: - Las primeras siete líneas corresponden a comandos utilizados en la configuración del módem GSM. - La 8ª línea muestra el comando utilizado para realizar la llamada de petición de confirmación de comienzo de ejecución. - En las líneas 9 y 10 se redacta y envía un SMS informativo. - En las líneas 11 y 12 se redacta y envía un SMS de alarma - La línea 13 manda la orden de lectura del SMS almacenado en el registro 1. - La línea 14 borra el registro 1. Del texto procedente del módem se puede destacar lo siguiente:

Rutas Redes Conexiones Periodo mínimo Retardo máximo Frecuencia máxima

Análisis de recursos Cantidad utilizada 1.719 1.315 2.739 27 29.354 Análisis de retardos

% de los disponibles 73% 27% 58% 19%

1.893,413 1.315 1.271 44 ns 7,397ns 38,879MHz

Como es posible observar en la tabla anterior, han sido utilizados 1.719 slices, lo que supone el 73% de la capacidad de la FPGA. Xilinx recomienda una ocupación de estos dispositivos inferior al 80. Teniendo en cuenta este dato, se puede decir que la elección de la FPGA ha sido correcta, si bien se están rozando los límites de capacidad del dispositivo. Por otro lado, de los 140 pines de entrada/salida disponibles, únicamente han sido utilizados 27. Esto corresponde con el 19% del total, lo cual indica que esta característica de la FPGA está siendo infrautilizada. Esto permitiría una gran ampliación, pudiendo dotar al sistema de un gran número señales de control y variables de entrada adicionales. Por último, tras el análisis de retrasos en las señales, se obtiene un periodo de funcionamiento mínimo de 26ns, lo cual permite una frecuencia de trabajo de 38MHz. Esta frecuencia es más que suficiente para desempeñar las funciones para las cuales el sistema ha sido diseñado.

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SUARDÍAZ MURO Y AL-HADITHI: CASO PRÁCTICO BASADO EN FPGAs

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Fig. 7. Ejemplo de evolución de las salidas del controlador de temperatura desarrollado

REFERENCIAS

VI. CONCLUSIONES Se ha diseñado un caso práctico de aplicación capaz de realizar las siguientes funciones: • Control automático de un proceso en base a unos parámetros dados. • Operación remota: - Solicitar información del estado del proceso a controlar. - Modificar los parámetros de control. - Programación de alarmas. - Respuesta automática de mensajes de alarma, según lo programado. Desde un principio se ha querido realizar un dispositivo que pueda tener una determinada aplicación real, con el fin de que no quede en un mero trabajo teórico. Con esta intención, se ha decidido concretar en un proceso de control de temperatura. Éste no es más que un ejemplo de las múltiples aplicaciones posibles, que se ha escogido por ser un caso muy frecuente en tareas industriales (calderas, procesos químicos, cultivos en invernadero,...) y cotidiano a nivel de usuario (pensemos en cualquier sistema de climatización de una vivienda, local o automóvil). De la forma que ha sido planteado, resultará fácil realizar una posterior modificación del dispositivo para trabajar en circunstancias diferentes, variando la programación del sistema de control, modificando la sintaxis de los mensajes SMS, etc. La experiencia ha supuesto un reto para los alumnos, si bien el esfuerzo inicial ha sido grande en el arranque de la experiencia, el grado de satisfacción medido al finalizar la asignatura ha sido elevado. Un 70% de los alumnos han presentado un nivel de satisfacción elevado, el 20% indican un grado medio de satisfacción y un 10% presenta un grado bajo de satisfacción.

[1] [2]

Wireless Module White Paper. Siemens Inc. 2002. Kevin Mayer and Ken Taylor; “An Embedded Device Utilizing GPRS for Communications”; International Conference On Information Technology and Applications, Bathurst, Australia, 25-28 November 2002. [3] Lukas Tan and Ken Taylor; “Mobile SCADA with Thin Clients - A Web Demonstration”; International Conference On Information Technology and Applications, Bathurst, Australia, 25-28 November 2002. [4] Telemetrix Inc.: http://www.tlxt.net [5] David Van den Bout . “The practical Xilinx Designer Lab Book”. Ed. Prentice Hall, 1999.. [6] Peter J Ashenden. “The Designer’s Guide to VHDL”. Morgan Kaufmann, 1996 [7] Manual usuario MC35T. Xacom Inc: http://www.xacom.com [8] Xilinx Inc: http://www.xilinx.com [9] Digilent Inc: http://www.digilent.com [10] The IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, ANSI/IEEEStd-1076-1993. Juan Suardíaz Muro obtiene el título de ingeniero industrial en 1997 y el de doctor ingeniero industrial en 2001. Actualmente trabaja como profesor titular de universidad en el departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad Politécnica de Cartagena (Murcia, España), donde imparte clases de circuitos integrados analógicos lineales y diseño de sistemas electrónicos. Sus principales líneas de investigación se centran fundamentalmente en diseño de sistemas electrónicos mediante FPGAs, control electrónico y visión por computador. Basil M. Al-Hadithi obtiene el título de B. Sc. en ingeniería de control y sistemas en el año 1983 y el M. Sc. en ingeniería de control e instrumentación en el año 1988. Posteriormente, obtiene el título de Doctor ingeniero industrial en control de procesos e inteligencia artificial en el año 2002. Trabaja desde 1999 como profesor en la universidad Alfonso X (Madrid, España), donde imparte clases de teoría de sistemas, regulación automática y diseño de sistemas electrónicos. Su interés se centra principalmente en el área de control adaptativo, control borroso y control de estructura variable. Además actualmente se encuentra investigando en el área del diseño de sistemas electrónicos mediante FPGAs.

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Aprendizaje de Electrónica de Potencia basado en competencias en el Espacio Europeo de Educación Superior María Isabel Muñoz San Ildefonso y José Ignacio García Quintanilla

Tittle— Power Electronics learning based on competencies within the European Higher Education Area. Abstract— This paper presents the teaching-learning programme based on competency development and planned according to ECTS credits, that has been defined for the Power Electronics subject at Universidad of Deusto. The first section of the paper includes a review of those context aspects shared by every university engaged in the Bolonia process and then introduces the specific characteristics of the Deusto Education Model. The programme, planned within this frame, is the result of a progressive cooperative work over six years and it has been validated with respect to the learning results obtained and students comments. Index Terms— Education, competencies, Power Electronics.

Engineering,

Learning

by

I. INTRODUCCION

L

OS centros de educación superior inmersos en el proceso de convergencia europea están trabajando en la adaptación de sus titulaciones, estructuras y procesos de enseñanza-aprendizaje para poder alcanzar los objetivos que recoge la declaración de Bolonia, en cuanto a movilidad, transferibilidad, comprensibilidad y calidad. Los procesos de cambio llegan hasta las aulas, a cada materia, a cada profesor, a cada alumno. Es una oportunidad de acometer la innovación necesaria para que se garantice el aprendizaje para toda la vida (Long Life Learning, LLL) y la formación de ciudadanos íntegros que se desea [1]. Se ha creado la necesidad de que los profesores nos preguntemos qué enseñamos, qué queremos que aprendan nuestros alumnos, qué necesitan aprender estos alumnos y cómo deben ser diseñadas las tareas y actividades para que este aprendizaje significativo, que capacite para la profesión y la ciudadanía, tenga lugar en nuestros centros [2]. Es una inevitable ocasión de reflexionar sobre los perfiles académicoprofesionales de los titulados, las modalidades, métodos y Los autores pertenecen al departamento de Arquitectura de Computadores, Automática y Electrónica y Telecomunicaciones, de la Facultad de Ingeniería (ESIDE) de la Universidad de Deusto (e-mail: [email protected]) DOI (Digital Object Identifier) Pendiente

materiales de enseñanza-aprendizaje y los instrumentos de evaluación [3]. La Universidad de Deusto ha definido su Modelo de Aprendizaje que se integra en el contexto del Espacio Europeo de Educación Superior y favorece el desarrollo de competencias, no sólo específicas, sino también genéricas o transversales. Un modelo que pretende que el alumno sea cada vez más autónomo y realice aprendizaje significativo, que no sea una mera reproducción, sino que permite una puesta en práctica competente en situaciones auténticas y complejas [4]. Los autores han compartido la docencia de la asignatura Electrónica de Potencia del tercer curso de Ingeniero Técnico Industrial, especialidad en Electrónica Industrial (6 créditos), durante 6 años, en los que han mantenido reflexión constante sobre su planificación, la definición de los objetivos de aprendizaje y el diseño de estrategias y materiales docentes orientados a la consecución de los objetivos. Desde el inicio, se han considerado no sólo los conocimientos conceptuales, sino también aspectos procedimentales, actitudinales y de valores. En este momento, la asignatura está planificada en base a competencias y programada con medida en créditos ECTS. Las características más destacables de la asignatura son: - Asignatura Troncal. - 6 créditos. 4,5 créditos teóricos y 1,5 créditos prácticos. - 3 h/semana de clase en aula. - 1 h/semana de clase en el laboratorio - 30 horas semanales horario libre disponible para un total de 180 alumnos. - 90 alumnos por grupo, subdivididos a su vez en 9 parejas, 18 alumnos, por cada hora de clase.

II. CONVERGENCIA EUROPEA EN EDUCACIÓN SUPERIOR La voluntad de la Unión Europea de convertirse para el final de la primera década del siglo XXI en una economía dinámica en el contexto mundial, basada en el conocimiento, inspiró los denominados objetivos de Lisboa, que se han traducido en unos objetivos educativos comunes que deberían alcanzarse para el año 2010. Estas metas están orientadas a mejorar la calidad y la eficacia de la educación, facilitar el acceso a la educación y la formación y abrir los sistemas educativos a un mundo más amplio.

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El segundo proceso es el proceso de Bolonia, que está obligando a los países europeos a adaptar sus estructuras educativas al nuevo Espacio Europeo de Educación Superior. A. El proceso de Bolonia: la construcción del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) A partir de los principios de calidad, movilidad, diversidad y competitividad, esta iniciativa persigue el logro de objetivos estratégicos, como el incremento del empleo en la Unión Europea y la conversión del sistema Europeo de Formación Superior en un reclamo de calidad para estudiantes y profesores de otras partes del mundo, concretándolo en seis objetivos, que recoge la Declaración de Bolonia (junio de 1999), entre los que se cuentan el establecimiento de un sistema de créditos (ECTS) y la promoción de la cooperación europea para asegurar un nivel de calidad para el desarrollo de criterios y metodologías comparables [5] [6]. La piedra angular en la creación de esta área común y convergente es la formación de ciudadanos europeos, completos, íntegros y capaces de vivir, adaptarse y contribuir a la sociedad. El fin último es hacer posible y real el aprendizaje a lo largo de toda la vida y una formación que persiga el desempeño competente, es decir, un aprendizaje hacia la capacitación y cualificación de los alumnos que ahora llenan las aulas y que serán los profesionales del mañana [7]. B. Los créditos ECTS (European Credit Transfer System) Uno de los objetivos clave de la declaración de Bolonia es la adopción del sistema de créditos ECTS de modo que los programas de estudios sean comprensibles y comparables para todos los estudiantes y se facilite la movilidad y el reconocimiento académico [8]. El ECTS se basa en una convención: 60 créditos miden la carga de trabajo académico de un estudiante medio a tiempo completo durante un año académico. En la Universidad de Deusto 1 crédito equivale a 25 horas de trabajo del estudiante. El proceso de enseñanza-aprendizaje se compone de dos polos: enseñanza, cuyo protagonista principal es el profesorado, y aprendizaje, cuyo protagonista principal es el alumnado. La adopción del crédito europeo supone no sólo un método de cuantificación sino la elección de una filosofía de fondo basada en el trabajo del estudiante (workload) que implicará un nuevo enfoque sobre métodos docentes [9]. C. De la enseñanza al aprendizaje: cambio del centro del proceso Sin enseñanza no puede existir aprendizaje. La enseñanza puede ser intencional o no, pero la intencionalidad es consustancial a la educación universitaria [10]. Lo esencial de la enseñanza es facilitar los procesos de aprendizaje [2] [11] [12]. En ocasiones se imparte enseñanza y no se produce aprendizaje. El proceso de construcción del Espacio Europeo de Educación Superior conlleva una serie de cambios que pueden representar una buena oportunidad para introducir en la universidad aires nuevos que la empujen a replantearse

prácticas docentes aún muy extendidas que parecen olvidar que no se puede pensar en enseñanza sin hacerlo a la vez en aprendizaje [3]. La tarea de aprender también debe ser cualificada: se distinguen, básicamente, el aprendizaje superficial y el profundo. Lo que aprende un estudiante a partir de unos motivos y estrategias superficiales es solamente un conjunto de conocimientos técnicos con una fecha de caducidad, en el sentido de que no será capaz de desarrollar unas estructuras sólidas que le permitan actuar como un profesional dinámico y activo en una sociedad cambiante. Sin embargo, un estudiante que afronte las tareas de aprendizaje adoptando un enfoque profundo, comprendiéndolas y dándoles significado, estará desarrollando no solamente competencias técnicas (saber) sino también y quizás de forma más importante estará desarrollando competencias metodológicas (saber hacer), participativas (saber estar) y personales (saber ser). Estas competencias le prepararán para la vida en sociedad, para su inserción en el mercado laboral, y quizás, como uno de los aspectos más importantes en torno a las bondades del enfoque profundo en este sentido harán posible, viable y factible el reto del aprendizaje a lo largo de toda la vida. Podemos decir, de forma sintética, que el aprendizaje superficial es un aprendizaje orientado hacia la reproducción, mientras que el aprendizaje profundo es un aprendizaje orientado hacia el significado y es el único compatible con el desarrollo de competencias [13]. D. Nuevo escenario: nuevo rol del profesor y nuevas estrategias docentes El EEES otorga un nuevo papel al profesor: su misión no es tanto enseñar como lograr que el alumno aprenda, y que no sólo aprenda conocimientos, sino que también desarrolle competencias profesionales [14] [15]. Así, una tarea importante del profesor va a ser el diseñar tareas de estudio y aprendizaje autónomo [16]. El profesor se convierte en un facilitador del aprendizaje. Son necesarias unas herramientas docentes que activen la reflexión y la experimentación. La metodología expositiva se complementa con otros métodos como: estudio de casos, seminarios, aprendizaje basado en problemas, etc.[17]. En cuanto al papel del alumno, será necesaria una mayor implicación y dedicación a su propio aprendizaje, en el que será menos dependiente y más autónomo, en un proceso progresivo desde los primeros cursos hacia los últimos.

III. FORMACIÓN EN COMPETENCIAS A. En qué consiste la formación en base a competencias “La competencia es un conjunto de conductas organizadas en el seno de una estructura mental, también organizada y relativamente estable y movilizable cuando es preciso” [18]. En consecuencia, las competencias están vinculadas a una actividad o a una tarea determinada. Este aspecto las

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MUÑOZ SAN ILDEFONSO Y GARCÍA QUINTANILLA: APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA distinguen también de las aptitudes, entendidas como rasgos latentes y potenciales. En la Universidad de Deusto entendemos por competencia “la capacidad de un buen desempeño en contextos complejos y auténticos. Se basa en la integración y activación de conocimientos, habilidades y destrezas, actitudes y valores”.

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B. Planificación en base a competencias Este nuevo escenario exige a las universidades [19]: Definir perfiles profesionales y resultados académicos deseables en las diferentes titulaciones a través de competencias específicas de cada una. Describir competencias comunes a todas las titulaciones universitarias, que forman parte del bagaje formativo universitario; son las competencias genéricas o transversales. Diseñar proyectos formativos adecuados para el desarrollo de los perfiles. Diseñar y programar currículos tomando como referencia el trabajo del alumno (crédito ECTS). Elaborar diseños metodológicos que favorezcan una formación apoyada en el aprendizaje activo del estudiante y propuestas que garanticen la calidad de los procesos de aprendizaje y de los resultados en cada titulación.

Las competencias específicas son las propias exclusivamente de un perfil o compartidas por un escaso número de ellos. Generalmente, se expresan a través de conocimientos relacionados con las disciplinas o habilidades específicas de las prácticas profesionales más comunes en el perfil definido. El mapa de competencias de la titulación es el reflejo del proyecto formativo e incluye competencias genéricas y específicas. Las competencias incluyen saber, saber hacer, saber ser y saber estar. A partir del proyecto formativo, cada profesor puede programar las asignaturas como un proyecto docente. La programación en equipo facilita la tarea y dota de mayor coherencia a los proyectos parciales que componen el proyecto formativo de cada titulación. La tarea del profesor es diseñar métodos y estrategias, acompañados de tareas concretas y materiales, que permitan al alumno ser el protagonista y responsable de su proceso de aprendizaje, para realizar el desarrollo de competencias que se propone como objetivo [20]. En este proceso, la evaluación debe ser un elemento que se va definiendo transversalmente e integrado con los objetivos y la metodología, en la definición de modalidad y métodos de enseñanza. y en la definición y planificación de tareas y actividades [21]. No se pueden evaluar competencias si la metodología no se orienta a su desarrollo, por eso la planificación de todo el currículum debe realizarse en base a competencias. La programación de materias en la UD incluye: - Justificación en el perfil profesional - Prerrequisitos - Competencias (expresión de los resultados de aprendizaje) - Contenido

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Estrategias de enseñanza-aprendizaje (con detalle de los tiempos asignados) Sistema de evaluación Documentación

IV. LA ASIGNATURA ELECTRÓNICA DE POTENCIA A. Situación de la planificación de la asignatura en otras universidades españolas Se ha revisado la información que las universidades españolas ofrecen al público en sus páginas web sobre las asignaturas equivalentes a esta en la misma titulación y se puede concluir que: - No se han encontrado evidencias explicitas de la integración de las prácticas de laboratorio en la secuencia de aprendizaje con las enseñanzas teóricas; para el aprendizaje teórico y el aprendizaje práctico se siguen metodologías aisladas. Quizás en el desarrollo de la enseñanza sí se produce esa integración. - La evaluación se especifica con poco detalle. - Se observa una coincidencia en la dificultad de incluir las memorias o informes de prácticas de los alumnos en la evaluación y calificación. Esto lleva a decisiones como valorar las prácticas sólo con apto/no apto, o que su peso en la calificación sea prácticamente residual. - Se confirma que la evaluación sigue siendo un punto débil en la enseñanza universitaria. Se han encontrado algunos trabajos presentados en forma de comunicaciones en congresos de adaptación de asignaturas equivalentes en otras universidades españolas [22][23]. B. Electrónica de Potencia y Modelo de Aprendizaje de la Universidad de Deusto La modalidad de enseñanza diseñada incluye clases presenciales de aula y laboratorio. Estas sesiones incluyen tiempos expositivos, por parte del profesor, y de actividad por parte del alumno. Además, el alumno realiza ejercicios de aplicación y completa las prácticas de laboratorio en horario libre. Los materiales proporcionados son un libro de texto, que incluye desarrollos teóricos, ejemplos de aplicación y ejercicios propuestos, y el libro de prácticas que contiene los guiones y cuestionarios de prácticas. El diseño se ha hecho en base al Modelo de Aprendizaje de la Universidad de Deusto, que tiene estructura cíclica en cinco fases: - Contexto experiencial - Observación reflexiva - Conceptualización - Experimentación activa - Evaluación. Las clases en aula junto con el trabajo personal de estudio del alumno, constituyen la fase de conceptualización. Las clases prácticas y el trabajo en horario abierto, son los medios de realización de las fases de observación reflexiva y

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experimentación activa. La correlación de contenidos teóricos y prácticos y sincronización en su desarrollo, permite que las prácticas de la asignatura constituyan realmente una fase integrada en un único proceso de aprendizaje [24]. La observación es un método natural de aprendizaje; por sí misma, podría ser asistemática y acientífica, pero acompañada de la reflexión se convierte en un proceso fértil para la generación de aprendizaje. El propósito de esta fase del ciclo es que la persona que aprende se haga preguntas, ya que no puede haber aprendizaje significativo si uno no se pregunta. Los alumnos suelen tener dificultades para hacerse preguntas; están demasiado acostumbrados a no preguntarse ellos mismos, sino a dirigir, en todo caso, sus preguntas a sus profesores. Esta realidad pone de manifiesto una actitud de dependencia, que es contraria a la pretendida autonomía. Vemos así, que significatividad y autonomía en el aprendizaje, son aspectos caracterizados como diferentes pero no completamente independientes y que se favorecen mutuamente [14]. A continuación se explica cada una de las metodologías y estrategias, medios de enseñanza aprendizaje en la asignatura, con especial detalle en lo concerniente a las prácticas: - Clases de aula Son fundamentalmente expositivas, si bien se procura favorecer la participación activa del alumno provocándole interrogantes. - Clases de prácticas El laboratorio de Electrónica de Potencia y Máquinas Eléctricas de la Facultad de Ingeniería está equipado con mesas y paneles que facilitan su uso con múltiple propósito a la vez que cumple con la normativa en materia de seguridad e higiene. Además, las normas y recomendaciones de seguridad se incorporan en la gestión y organización de las prácticas (guiones, montajes y diseño de experimentos). El laboratorio está dotado de los medios y equipos de seguridad adecuados (protecciones eléctricas, extintores y botiquín). El máximo número de alumnos que está simultáneamente en el laboratorio durante una clase práctica es 18, en parejas, ocupando 9 puestos de trabajo. El contenido práctico se desarrolla a través de clases semanales de 50 minutos de duración. Al dedicarse una mañana a las prácticas de laboratorio de dos asignaturas troncales (Electrónica de Potencia e Informática Industrial), los grupos por parejas se confeccionan de tal manera que no se solapen los horarios y que las mismas parejas que trabajan en una asignatura lo hagan en la otra. Cada alumno dispone de un libro de prácticas en el que se incluyen: objetivos, presentación de equipos, instrucciones para la realización de los montajes y un cuestionario para cada práctica. El profesor realiza una breve explicación al comienzo de la clase si se introduce equipamiento nuevo. En los cuestionarios los alumnos recogen los resultados experimentales y responden a las preguntas que tienen como objetivo ayudarles a reflexionar, relacionar los conceptos teóricos y prácticos con la realidad física y comprenderlos para poder aprenderlos. La mayoría de las prácticas para ser

completadas requieren más tiempo del que disponen los alumnos en una clase práctica. - Horario abierto en el laboratorio Aquellos alumnos interesados y/o necesitados en avanzar en su tarea de estudio y aprendizaje pueden continuar la realización de las prácticas en el tiempo de horario abierto de los laboratorios, respetando un plazo máximo de 15 días desde la clase práctica. El alumno tiene a su disposición todo el equipamiento del laboratorio y el apoyo de dos alumnos (monitores) de 2º ciclo. La Universidad de Deusto destina dos becas de colaboración a estos dos alumnos.

Fig. 1. Alumnos completando los cuestionarios en el laboratorio de Electrónica de Potencia y Máquinas Eléctricas.

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Trabajo del alumno en el laboratorio El trabajo del alumno es aprender y no rellenar o simplemente cumplir con el horario de clases prácticas. Se exige la asistencia y el trabajo en los 50 minutos de clase; el trabajo durante el horario libre será responsabilidad del alumno según su disponibilidad y necesidad. Este trabajo personal añadido, si es realizado, es evaluado y valorado positivamente. Este sistema de trabajo tiene una gran aceptación entre los alumnos que, en general, tienden a completar todas las prácticas. Se trata no de un tiempo robado al estudio sino de un medio para facilitar y garantizar el estudio comprensivo. Las actividades que deben realizar constituyen el medio para la experimentación activa, y las preguntas planteadas, a las que deben dar respuesta, son la guía para la observación reflexiva. Como media, cada alumno dedica 20 horas en horario abierto a lo largo del semestre. La fase de experimentación activa incluye toda “actividad que favorezca el desarrollo de las habilidades y destrezas de los alumnos en la aplicación de conceptos, teorías o modelos con el fin de obtener un mayor afianzamiento de los mismos, con un propósito de resolución de problemas, o con la finalidad de realizar un diseño o implementación de un modelo o estrategia” [14]. La experimentación activa en esta asignatura ocurre, evidentemente, en el laboratorio. Al realizar el montaje en el

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MUÑOZ SAN ILDEFONSO Y GARCÍA QUINTANILLA: APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA laboratorio, una vez conocida la resolución matemática a través de su desarrollo en la clase de teoría, el alumno observa el funcionamiento real de los dispositivos y circuitos, corroborando así la validez del modelo. El conocimiento previo del modelo matemático y la solución de las ecuaciones que describen su comportamiento permite al alumno la detección de errores en el montaje y su corrección [25]. La idoneidad de la guía para la práctica (datos que debe recoger e interpretar, cuestiones que debe razonar y argumentar) es la garantía de que habrá observación reflexiva. Se espera que el alumno sepa responder a las preguntas que se plantean en el cuestionario, dando razón de su respuesta y de lo que ocurre, que sepa argumentar, relacionando la práctica con el comportamiento predicho por la naturaleza física de los dispositivos y las leyes físicas que rigen su comportamiento, que son la base del modelo matemático que describe los sistemas. Así, el alumno hace suyo lo expuesto por el profesor expresándolo en forma de explicación en una situación concreta, de modo que se cierra, de alguna manera, el ciclo en una fase de conceptualización. El desarrollo de las clases de prácticas en grupos de no más de 9 puestos de trabajo permite una atención suficientemente directa del profesor, que favorece la detección y clarificación de errores conceptuales “en el momento” y el planteamiento de preguntas al alumno para que pueda detectarlos. El trabajo de los alumnos en parejas en los puestos de trabajo del laboratorio, ofrece también oportunidad de reflexión y contraste en el trabajo compartido.

que, en los próximos años, la electrónica de potencia va a controlar y acondicionar la electricidad en algún punto de la red de transmisión entre su generación y los usuarios [27]. Alcanzados los objetivos de la asignatura, el estudiante que se enfrente a un problema de control y conversión de energía eléctrica sabrá diferenciar y elegir el dispositivo más adecuado para la aplicación, estará familiarizado con sus valores característicos y su comportamiento en servicio y será capaz de integrarlo en sistemas electrónicos de potencia. B. Prerrequisitos El alumno debe tener conocimientos previos sobre: - Circuitos eléctricos, transformación trifásica de energía. - Análisis, simulación e implementación de circuitos analógicos (Electrónica Analógica) - Conceptos y procedimientos para afrontar el análisis de sistemas físicos en el dominio del tiempo y de la frecuencia (Sistemas y Señales).

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V. PLANIFICACIÓN Y DESARROLLO DE LA ASIGNATURA ELECTRÓNICA DE POTENCIA EN BASE A COMPETENCIAS Y EN CRÉDITOS ECTS Como se ha dicho, el trabajo de colaboración continuado a lo largo de seis cursos, ha dado lugar a la planificación de la asignatura que ahora se presenta. En las sucesivas revisiones, se han considerado elementos de evaluación de la metodología, como son el análisis de los resultados académicos, la opinión de los alumnos, (a través de cuestionarios) y el análisis de los datos objetivos de permanencia de los alumnos en el laboratorio en horario libre. A. Justificación El Ingeniero Técnico Industrial, especialidad en Electrónica Industrial, debe manejar con soltura los conceptos relativos a la conversión electrónica de potencia. La electrónica de potencia se basa principalmente en la conmutación de dispositivos de potencia (diodos, tiristores y transistores) implementados en materiales semiconductores. El avance tecnológico de estos dispositivos ha sido rápido y permanente en las últimas décadas, de forma que en el momento actual, la capacidad de control de potencia y la velocidad de conmutación los ha convertido en elementos imprescindibles en cualquier instalación industrial [26]. El Ingeniero Técnico Industrial debe estar capacitado para desarrollar y aplicar estos avances tecnológicos. Además, ya no hay ninguna duda de

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C. Resultados de aprendizaje en términos de competencias genéricas y específicas 1) Competencias genéricas Orientación al aprendizaje. Es la capacidad de las personas para utilizar el aprendizaje de manera estratégica y flexible en función del objetivo perseguido, a partir del reconocimiento del propio sistema de aprendizaje y de la conciencia del aprendizaje mismo (relacionando la nueva información con los esquemas mentales previos y la utilización del nuevo esquema mental generado). Resolución de problemas. Es la capacidad de identificar, analizar y definir los elementos significativos que constituyen un problema para resolverlo con criterio y de forma efectiva. Planificación. Es la capacidad de determinar eficazmente los objetivos, prioridades, método y controles para desempeñar tareas mediante la organización de las actividades con los plazos y los medios disponibles. Gestión del tiempo. Es la capacidad de distribuir el tiempo de manera ponderada en función de las prioridades, teniendo en cuenta los objetivos personales a corto, medio y largo plazo y las áreas personales y profesionales que interesa desarrollar. 2) Competencias específicas: Seleccionar los dispositivos semiconductores de potencia (diodos, tiristores o transistores) más adecuados para una aplicación determinada. Diferenciar los principios de activación y desactivación de cada dispositivo y estudiar sus valores característicos conociendo su comportamiento en servicio. Diferenciar y estudiar los valores característicos y el comportamiento en servicio los dispositivos de potencia que han aparecido en los últimos años. Reconocer los circuitos básicos asociados a cada dispositivo de potencia. Determinar los efectos de un sistema electrónico de potencia sobre la red de alimentación.

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IEEE-RITA Vol. 2, Núm. 2, Nov. 2007 Integrar los esquemas básicos de potencia en sistemas electrónicos más complejos. Estudiar y diseñar circuitos electrónicos de potencia con la ayuda de una herramienta software de simulación. Considerar el mayor número de soluciones posibles para un sistema electrónico de potencia concreto (rectificadores, inversores, pulsadores, etc).

D. Contenidos En la tabla I se presenta en contenido teórico: TABLA I CONTENIDO TEÓRICO --Diodos semiconductores de potencia y circuitos básicos asociados. Tema 1. Diodos semiconductores de potencia. Tema 2. Circuitos con diodos y circuitos rectificadores. --Tiristores y circuitos básicos asociados. Tema 3.Tipos de tiristores. Tema 4. Convertidores monofásicos y trifásicos. --Nuevos dispositivos de potencia. Transistores de potencia. Tema 5. Tipos de transistores. Tema 6. Circuitos inversores y convertidores de continua. --Sistemas electrónicos de potencia. Tema 7. Reacción de los convertidores de corriente sobre la red. Tema 8. Variadores de corriente continua. Tema 9. Convertidores de frecuencia directos. Tema 10. Inversores con circuito intermedio. Tema 11. Aplicaciones de Electrónica de Potencia.

El contenido práctico correspondiente a las prácticas de laboratorio se presenta en la tabla II. TABLA II CONTENIDO PRÁCTICO (PRÁCTICAS DE LABORATORIO) Práctica 1. Diodos. Circuitos monofásicos básicos Práctica 2-3. Diodos. Rectificadores trifásicos Práctica 4. Tiristores. Rectificadores controlados monofásicos. Práctica 5. Tiristores. Convertidores trifásicos. Práctica 6. Convertidor de corriente bidireccional. Práctica 7. Transistores BJT, MOSFET y IGBT. Práctica 8. Variadores de corriente continua. Práctica 9. Convertidores de frecuencia. Práctica 10. Modelización de sistemas de potencia. Simulink® TABLA III INTEGRACIÓN TEÓRICO-PRÁCTICA DE CONTENIDOS Contenido Contenido práctico Tiempo del alumno Tiempo del teórico (solo aula) alumno (laboratorio) Tema 1 Práctica 1 2h 3h Tema 2 Prácticas 2,3 y 4 6h 9h Tema 3 Práctica 5 3h 3h Tema 4 Práctica 6, 7, 8 y 10 7h 3h Tema 5 Práctica 7 3h 1h Tema 6 Práctica 8 y 9 4h 2h Tema 7 Práctica 7 y 10 2h 2h Tema 8 Práctica 8 3h 1h Tema 9 Práctica 6 3h 1h Tema 10 Práctica 6 y 9 3h 2h Tema 11 Práctica 8, 9 y 10 3h 3h

En la tabla III, de acuerdo con los contenidos teóricos y prácticos presentados en las tablas I y II, se muestra la

distribución temporal estimada para dichos contenidos. Las competencias transversales, por su propia naturaleza, están distribuidas a lo largo del semestre. E. Estrategias de enseñanza-aprendizaje Se utiliza una metodología de aprendizaje autónomo y significativo, con diseño intencional de las fases de experimentación activa y observación reflexiva a través de las clases de prácticas de laboratorio [28]. En las sesiones de clase de aula (45 sesiones de 50 minutos de duración) se explican los diferentes tipos de dispositivos de potencia, los circuitos básicos asociados a cada uno y su integración en sistemas electrónicos de potencia más complejos. Asimismo, se plantean y resuelven ejercicios numéricos de aplicación, se facilita a los estudiantes una colección de problemas en cada tema con y sin soluciones. También se les facilitan problemas resueltos (incluidos los de examen de cursos anteriores) con la recomendación de bibliografía especializada que aborde problemas acordes con los conocimientos y métodos aprendidos. Las clases en aula, junto con el trabajo personal de estudio del alumno, constituyen la fase de conceptualización. Las clases prácticas y el trabajo en horario abierto (fuera de su horario lectivo en el que el laboratorio está a su disposición), son los medios de realización de las fases de observación reflexiva y experimentación activa. Los contenidos teóricos desarrollados en aula a través de las herramientas matemáticas para el análisis de los circuitos se experimentan y observan realizando el montaje en el laboratorio. El contenido de prácticas de laboratorio se desarrolla a través de clases semanales de 50 minutos de duración en el laboratorio de Electrónica de Potencia y Máquinas Eléctricas. En estas sesiones (15 en todo el semestre) se realizan un número importante de ejercicios prácticos trabajando directamente con dispositivos semiconductores de potencia reales formando parte de los circuitos electrónicos de potencia presentados y analizados en las clases teóricas. Como ya se ha expuesto, los alumnos cuentan con una guía de la práctica para reflejar los resultados y responder a las cuestiones con el objeto de ayudarles a reflexionar y comprender significativamente los conceptos de modo que sean competentes para transferirlos y aplicarlos en otras situaciones. El trabajo durante el horario libre, en el que cuentan con el apoyo de monitores y del profesor encargado del laboratorio, permite al alumno completar o ampliar trabajos, y contribuye a que el alumno desarrolle mayores niveles de autonomía y responsabilidad, así como de organización de su tiempo, priorización de tareas y toma de decisiones [29]. Los cuestionarios no pueden completarse fuera del laboratorio, deben ser entregados al monitor al finalizar la experimentación, de manera que se garantiza que no habrá copias entre los alumnos. De acuerdo con los 5 créditos ECTS asignados, la dedicación media requerida al alumnado para el seguimiento de la asignatura y el cumplimiento de sus requisitos es de

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MUÑOZ SAN ILDEFONSO Y GARCÍA QUINTANILLA: APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA 125h, distribuidas de acuerdo presentadas en la tabla IV.

con

las

TABLA IV ESTIMACIÓN DE HORAS DE DEDICACIÓN Exposición del profesor en el aula Trabajo y actividades prácticas en el aula Exposición del profesor en el laboratorio Trabajo y actividades prácticas de laboratorio Trabajo presencial en el aula / laboratorio (suma) Trabajo de laboratorio en horario libre Lectura y estudio del material de laboratorio Estudio y preparación de examen Resolución de ejercicios fuera del aula Tutoría y consultas Tiempo de exámenes: aula (2,5 h) y laboratorio (1,5 h) Trabajo fuera del aula / laboratorio (suma) Total (51h + 74 h)

estimaciones

26 h 13 h 2h 10 h 51 h 20 h 4h 25 h 20 h 1h 4h 74 h 125 h

F. Evaluación 1) Sistema de evaluación El sistema de evaluación está básicamente formado dos partes: el examen de aula y el laboratorio con examen y evaluación de los cuestionarios. - Examen de aula Para evaluar el desarrollo de las competencias se hará un examen escrito, de 2,5 h de duración, que tendrá una parte teórica y una parte práctica, de aplicación. La parte teórica constará de varias preguntas que permiten detectar si el alumno ha asimilado los conceptos básicos de la asignatura (desarrollo de algún tema, preguntas de comprensión, análisis y comparación de comportamientos en servicio de dispositivos de potencia) y la parte práctica constará de tres ejercicios numéricos sobre los diferentes circuitos electrónicos de potencia tratados a lo largo del curso.

Fig. 2. Puesto de trabajo disponible para el alumno para completar o ampliar trabajos en horario libre.

-

Laboratorio Durante el curso, los alumnos, por parejas, deberán contestar un cuestionario por cada práctica realizada basándose en los resultados experimentales obtenidos en el laboratorio. Los cuestionarios se entregarán al finalizar la clase y deben ser completados hasta un mínimo establecido

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por el profesor. Estos cuestionarios serán corregidos y aportarán datos para la evaluación. El trabajo personal añadido por el alumno por encima del mínimo establecido, también será evaluado y valorado positivamente. Además, el alumno es convocado a un examen individual de prácticas de laboratorio, en el que realizará correctamente algunas de las prácticas desarrolladas a lo largo del curso. La asistencia al laboratorio en horario libre queda registrada por los monitores del laboratorio y se tiene en cuenta para mejorar la calificación de prácticas. La asistencia a todas las clases de laboratorio y la superación del examen de laboratorio son condiciones imprescindibles para superar esta parte de la asignatura. 2) Calificación: La evaluación correspondiente a cada parte, aula y laboratorio, es individual. La calificación total (una vez superadas ambas partes) se obtiene con peso del 65% para los contenidos teóricos y ejercicios de aplicación y un 35% para las prácticas de laboratorio. Es imprescindible obtener el 50% de la calificación asignada a las competencias genéricas para superar la asignatura. Estas competencias se evalúan en la aplicación en el examen escrito, donde se formulan algunas cuestiones en las que, además del contenido, se pone de manifiesto el grado de desarrollo de la competencia. Se valorará positivamente, mejorando la nota de la asignatura, la realización de un trabajo que aborde temas de actualidad en el campo de la Electrónica de Potencia, pero en ningún caso libera de la obligación de realizar y aprobar los exámenes de teoría y laboratorio. Podrá tener un peso de hasta un 20% de la nota final siempre que se hayan superado las partes teórica y práctica de la asignatura. Se trata de trabajos de temas propuestos por los alumnos y aceptados por el profesor que consisten en la búsqueda de información y elaboración de la misma relacionándolo con los contenidos de la asignatura. El alumno escoge si desea exponerlo o entregar memoria escrita. - Examen de aula Parte teórica del examen escrito: desarrollo de un tema, preguntas de comprensión, preguntas de análisis y comparación de comportamientos en servicio de dispositivos de potencia) (50%). Ejercicios de aplicación del examen escrito (40%). La evaluación de las competencias genéricas tendrá un peso del 10 % en la calificación final de teoría, correspondiendo un 5% a “Orientación al aprendizaje” y el restante 5% a “Resolución de problemas”. - Laboratorio Cuestionarios entregados por los alumnos hasta el grado de completitud mínimo, establecido por el profesor (35%). Examen de prácticas (25%). Trabajo personal añadido (incluyendo el tiempo dedicado a las prácticas de la asignatura en horario libre y grado de completitud de la práctica y el cuestionario), si es realizado, es evaluado y valorado positivamente con un máximo del 30% de la calificación de prácticas de laboratorio.

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La evaluación de las competencias genéricas tendrá un peso del 10% en la calificación final de laboratorio. G. Resultados La experiencia de los seis años de esta asignatura, compartida por dos profesores y más de mil alumnos, y los resultados obtenidos permiten concluir que el sistema satisface objetivos de integración teoría-práctica, acercamiento a la forma de trabajo profesional, desarrollo de destrezas y habilidades propias del perfil profesional de la titulación, autonomía personal y actitud colaborativa en el aprendizaje, toma de conciencia del protagonismo en el proceso de aprendizaje y trabajo necesario para alcanzarlo. Los resultados obtenidos por los alumnos en la evaluación han mejorado en el transcurso de estos años. En la convocatoria ordinaria se ha pasado de 1/3 hasta casi 1/2 de alumnos que superan la asignatura y en la extraordinaria de 1/2 hasta casi 2/3. Se constata un incremento de las horas dedicadas al trabajo en laboratorio por los alumnos, pasando de 12 horas/semana a 20 h/semana en los últimos 6 años. Esto significa una dedicación adicional de 2 horas por cada hora de clase práctica. TABLA V RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN POR PARTE DE LOS ALUMNOS 1 2 3 4

5 6 7 8 9

10 11 12

13 14 15 16 17

La metodología de la asignatura facilita la comprensión de los contenidos prácticos a través de las clases de teóricas. La metodología de la asignatura facilita la comprensión de los contenidos teóricos a través de las prácticas. Es positivo que el trabajo en horario libre no sea obligatorio. Es un buen sistema que el alumno pueda decidir cuánto completa las prácticas o si no las completa, cuándo lo hace,... El plazo de dos semanas para completar las prácticas (excepto las dos últimas) es adecuado. Este sistema podría aplicarse a más asignaturas. Me gustaría que este sistema se aplicara a otras asignaturas. La relación de carga teoría/práctica es adecuada al reparto de créditos (4,5 - 1,5) de la asignatura. Me parece adecuado que no se exija llegar a 5 en teoría y se pueda superar la asignatura haciendo media con las prácticas. Es positivo el mismo profesor de teoría y prácticas. Existe una buena correlación entre los contenidos teóricos y prácticos a lo largo de la asignatura. Pienso que en esta asignatura hay una buena integración entre conocimientos teóricos, ejercicios de aplicación y prácticas. El libro de prácticas es un buen material para la asignatura. Los cuestionarios de las prácticas ayudan a su realización y comprensión. Estoy satisfecho/a con el sistema de evaluación de la parte práctica (cuestionarios y examen). Estoy satisfecho/a con el sistema de evaluación de la asignatura. En conjunto, valoro la metodología de aprendizaje de esta asignatura como bastante buena en comparación con otras.

1

2

3,5

0,8

3,6

0,9

4

0,9

4,1

0,8

3,9

1

3,8 3,6 3,1

1,1 1,1 1,1

4,4

0,9

4,4 3,8

0,8 0,8

3,5

0,9

3,5 3,5

0,9 0,8

3,4

1,1

3,5

1

3,7

1

Para recabar la visión de los alumnos se les realizó una encuesta de 17 afirmaciones con las que manifestaron su grado de acuerdo (de 1 a 5, de menos a más). Este cuestionario fue respondido por una muestra de 183 alumnos meses después de haber concluido la asignatura. Las afirmaciones se refieren a los siguientes aspectos: - Metodología que facilita la comprensión de la teoría y la práctica. - Capacidad de decisión del alumno en cuanto al trabajo fuera del horario lectivo. - Integración del sistema de evaluación teoría/práctica. - Correlación del desarrollo de contenidos teórico-prácticos. - Libro de prácticas y cuestionarios. Los resultados de la evaluación por parte de los alumnos se muestran en la tabla V: (1: Media, 2: Desviación Típica).

VI. CONCLUSIÓN La experiencia de estos años, el análisis de los datos y las reflexiones, permiten concluir que: - El diseño de las modalidades de aprendizaje, metodología, actividades y materiales realizado favorecen la responsabilidad y autonomía del estudiante. Esta afirmación queda avalada por los datos recogidos en los cuestionarios anónimos que responden los alumnos y en los datos consignados en los registros de permanencia en el laboratorio en horario abierto y los cuestionarios de prácticas evaluados. - Una de las mayores dificultades a las que nos enfrentamos en el nuevo escenario es la falta de cultura de aprendizaje autónomo de nuestros alumnos, por lo que es fundamental el diseño de actividades y materiales adecuados para favorecer el aprendizaje autónomo y de calidad, en cuanto a significatividad y profundidad. - Los estudiantes responden positivamente a la propuesta de toma de decisión personal sobre el tiempo a invertir en el aprendizaje en el laboratorio, que estará en función de sus necesidades y disponibilidad. - La evaluación ha sido tradicionalmente uno de los puntos más débiles de nuestro sistema universitario, y aún lo sigue siendo en esta nueva propuesta, por lo que es uno de los aspectos que merece mayor atención y mejora. - El planteamiento de la asignatura que se presenta en este trabajo es pionero en el panorama universitario español en su área y puede ser un buen punto de partida inspirador para la reflexión y diseño de nuestros colegas. REFERENCIAS [1]

[2] [3] [4]

J. Delors, Introducción “La educación o la utopía necesaria “ en Informe a la UNESCO. La educación encierra un tesoro. Comisión Internacional sobre la Educación para el siglo XXI, presidida por Jacques Delors, Madrid: Santillana, Ediciones UNESCO, 1996. M.A. Zabalza, “La enseñanza universitaria. El escenario y sus protagonistas”, Madrid: Narcea, 2002. A. Parcerisa, “Materiales para la docencia universitaria. Orientaciones para elaborarlos y mejorarlos”, Barcelona: Octaedro, 2005. Universidad de Deusto, “Marco Pedagógico UD. Orientaciones Generales”, Bilbao, 2001.

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MUÑOZ SAN ILDEFONSO Y GARCÍA QUINTANILLA: APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA [5] [6]

[7]

[8]

[9] [10]

[11] [12] [13]

[14] [15]

[16] [17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

J. González, R. Wagenaar, “Tuning Educational Structures in Europe. Informe Final. Fase I”, Universidad de Deusto, Bilbao, 2003. J. González, R. Wagenaar, “Tuning Educational Structures in Europe. Informe Final. Fase II La contribución de las universidades al proceso de Bolonia”, Universidad de Deusto, Bilbao, 2006. P. Colás, J. Pablo, “La Universidad en la Unión Europea. El Espacio Europeo de Educación Superior y su impacto en la docencia”, Málaga: Aljibe, 2005. R. Lavigne, “Créditos ECTS y Métodos para su asignación”, ECTS Counsellor for ECTS & Diploma Supplement Promoter for the European Commission, 2003. R. Pagani, “El crédito europeo y el sistema educativo español. Informe Técnico”, Madrid, 2002. A. Hannan, H. Silver, “La innovación en la Enseñanza Superior. Enseñanza, aprendizaje y culturas institucionales”, Madrid: Narcea, 2005. P. Hernández, L.A. García, “Psicología y enseñanza del estudio”, Madrid : Pirámide, 1991. P. Morales, “Implicaciones para el profesor de una enseñanza centrada en el alumno”, Madrid: UPCo., 2005. F. Hernández, P. Martínez, P. Rosario, M. Rubio, “Aprendizaje, competencias y rendimiento en Educación Superior”, Madrid: La Muralla, 2005. M.A. Zabalza, “Competencias docentes del profesorado universitario. Calidad y desarrollo profesional”, Madrid: Narcea, 2003. C. Yániz, “Las competencias en el currículo universitario: implicaciones para la formación del profesorado”. Revista de la Red Estatal de Docencia Universitaria, 2005, Vol. 4 nº 2. pag. 31-39. A. Benito, A. Cruz, “Nuevas claves para la docencia universitaria en el Espacio Europeo de Educación Superior”, Madrid: Narcea, 2005. P. Morales, “Lectio de la investidura como Doctor Honoris Causa en Humanidades. Universidad Rafael Landívar. Guatemala de la Asunción, 21 de Agosto de 2004, en “Hacia una Enseñanza universitaria centrada en el aprendizaje. Libro homenaje a Pedro Morales Vallejo, S.J. “, Madrid: Publicaciones de la Universidad Pontificia Comillas, 2004. C. Levy-Leboyer, J.M. Prieto, “Gestión de las competencias: cómo analizarlas, cómo evaluarlas, cómo desarrollarlas”. Barcelona: Gestión 2000, 1997 C. Yániz, L. Villardon, “Planificar desde competencias para promover el aprendizaje. El reto de la sociedad del conocimiento para el profesorado universitario”, Universidad de Deusto, Bilbao, 2006. A. Villa, “Convergencia europea y actualización del profesorado, en “Hacia una Enseñanza universitaria centrada en el aprendizaje. Libro homenaje a Pedro Morales Vallejo, S.J. “, Madrid: Publicaciones de la Universidad Pontificia Comillas, 2004. F.D. Trujillo, J.D. Aguilar, E. Duran, J. García-Aznar, A. Quiros, J.J. González “Experiencia piloto de créditos europeos en las universidades andaluzas: el caso de la electrónica de potencia” Libro de actas del 7º congreso “Tecnologías aplicadas a la enseñanza de la electrónica”, TAEE 2006, Madrid 2006. M.I. Muñoz, J.I. García, “Una experiencia integradora: prácticas de Electrónica de Potencia” Libro de Actas del SAAEI’02, Alcalá de Henares, 2002, Vol. II pag 389-392.

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[23] M. Miguel, “Metodología de enseñanza y aprendizaje para el desarrollo de competencias. Orientaciones para el profesorado universitario ante el Espacio Europeo de Educación Superior”, Madrid: Alianza Editorial, 2006. [24] J.K. Espinosa, J. Jiménez, M. Olabe, X. Basogain, “Innovación docente para el desarrollo de competencias en el EEES” Libro de actas del 7º congreso “Tecnologías aplicadas a la enseñanza de la electrónica”, TAEE 2006, Madrid 2006. [25] J.I. García , M.I. Muñoz, “Laboratorio de Electrónica de Potencia: Observación reflexiva y experimentación activa”, III Symposium Iberoamericano de docencia Universitaria, Bilbao, 2004. [26] M.H. Rashid, “Electrónica de potencia (tercera edición)” Prentice Hall, 2004. [27] D.W. Hart, “Electrónica de potencia”, Prentice Hall, 2001. [28] J.I. García , M.I. Muñoz, “Prácticas de Electrónica de Potencia”, Libro de Actas del 4º Congreso internacional “Docencia universitaria e innovación”, Barcelona, 2006. [29] M.I. Muñoz, J.I. García, “Prácticas de Electrónica de Potencia: horario libre en laboratorio” I Jornadas de Innovación y calidad “Buenas prácticas pedagógicas en la Docencia Universitaria”, Bilbao, 2005.

Mª Isabel Muñoz es Licenciada en C. Físicas, especialidad en Automática y Electrónica, por la Universidad del País Vasco y es Master of Science in Advanced Manufacturing Technologies por la Victoria University of Manchester. Ha obtenido el Diploma de Especialización en Docencia Universitaria en la Universidad de Deusto y el Diploma de Estudios Avanzados (Suficiencia Investigadora) en la misma universidad. Ha participado en proyectos de innovación pedagógica y de adaptación al EEES. Su línea de investigación se centra en la enseñanza-aprendizaje en ingeniería. Ha sido docente en la Universidad Pontificia Comillas de Madrid, en la Universidad Politécnica de Madrid y en centros de secundaria y bachillerato. En la actualidad es profesora en el Departamento de Arquitectura de Computadores, Automática y Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad de Deusto (Bilbao). José Ignacio García es Ingeniero Industrial, especialidad Electricidad, por la Universidad del País Vasco. En la actualidad es doctorando de la universidad de Deusto habiendo obtenido el Diploma de Estudios Avanzados (Suficiencia investigadora) en la misma universidad. Sus líneas de investigación se centran en la enseñanza-aprendizaje en ingeniería y el control de sistemas eólicos de generación de energía. En la actualidad es profesor en el Departamento de Arquitectura de Computadores, Automática y Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad de Deusto (Bilbao).

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Recomendaciones para el diseño de una titulación de Grado en Informática Jordi Garcia Almiñana, Fermín Sánchez Carracedo, y Ricard Gavaldà Mestre

Tittle— Recommendations for the design of an Informatics Degree. Abstract— This paper is intended to be a guide, with practical recommendations, for the curricula design of an Informatics Degree. It is focused in the Informatics Degree design, but it can be applied to any other degree with a professional orientation. In this paper, we describe a methodology to design the curricula from a list of professional competences and another list of constrains and criterions decided by the centre. At the end of this process, the curricula structure is obtained with all subjects specified in terms of objectives and the corresponding number of ECTS credits associated to each objective. Index Terms—European Higher Education Area, Informatics Degree, professional competences, general and specific objectives, curricula. I.

INTRODUCCIÓN

A. Antecedentes no de los objetivos del nuevo Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) es crear un conjunto de titulaciones fácilmente comprensible y comparable en todos los estados europeos, de forma que se favorezca la movilidad de sus ciudadanos y se aumente la capacidad de creación de empleo. Para ello, los nuevos títulos de Grado y Postgrado del EEES deben hacer especial énfasis en la formación profesional del titulado. Esto no significa que se vaya a descuidar la formación básica, sino que la formación para la profesión va a jugar un papel mucho más importante del que tenía hasta ahora. Tal como se anticipaba en [1], en el estado español todos los planes de estudio de una misma titulación tendrán el mismo número de créditos, lo cual facilitará la homogeneidad entre todas las carreras que otorguen el mismo título en España y su comparación con las titulaciones equivalentes europeas. Por lo tanto, es oportuno plantearse cuanto antes cómo deben organizarse unos estudios de Grado [2] y Postgrado [3] en Informática. Este artículo propone un conjunto de recomendaciones sobre cómo debe abordarse este tema.

U

Jordi Garcia Almiñana is with the Barcelona School of Informatics, Barcelona, Spain (e-mail: [email protected]). Fermín Sánchez Carracedo is with the Barcelona School of Informatics, Barcelona, Spain (e-mail: [email protected]). Ricard Gavaldà Mestre is with the Barcelona School of Informatics, Barcelona, Spain (e-mail: [email protected]). DOI (Digital Object Identifier) Pendiente.

Un documento básico de partida para el diseño de un Grado en Informática es el libro blanco de la Ingeniería Informática [4]. En su redacción participaron 53 universidades y la totalidad de centros públicos y privados que imparten estudios universitarios de informática en España. En el documento se definen un conjunto de competencias deseables en un ingeniero informático, pero no se explica la forma de dotar al ingeniero de dichas competencias. Para definir las competencias profesionales de un Ingeniero en Informática se deben considerar también los trabajos desarrollados en el marco de la comunidad europea por Career Space, un consorcio formado por once grandes compañías de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) y la Asociación Europea de Industrias de TIC [5],[6]. B. Propuestas previas En los últimos años, varios autores han realizado estudios sobre cómo debe ser una titulación de Grado en Informática en el estado español dentro del nuevo EEES, efectuando incluso algunos experimentos en sus propias escuelas o facultades. Citaremos algunos de los trabajos más relevantes. En [7] se propone una estructura curricular para los estudios de informática de gestión. Es una propuesta orientada a la realidad socio-económica de la zona fronteriza EspañaPortugal, realizada conjuntamente por la Universidad de Salamanca y la Escola Superior de Tecnología e Gestão de Bragança (Portugal). El punto más débil de la propuesta es su orientación hacia un currículo de informática de gestión, en lugar de diseñar unos estudios generalistas, tal como se indica en el Real Decreto de Grado [2]. En [8] se propone adaptar un formato de diseño curricular de informática, ya utilizado en niveles preuniversitarios, a la enseñanza de informática en titulaciones universitarias. El modelo está orientado a la obtención de competencias. Para cada unidad (un tema o una asignatura) deben especificarse los objetivos, antecedentes, contenidos, actividades y evaluación. La propuesta es interesante, pero está muy poco detallada y no explica la forma de llegar desde las competencias a los contenidos y a las estrategias docentes, ni propone una estructura docente determinada. En [9] se describe un interesante estudio sobre la adecuación de los conocimientos adquiridos por los alumnos al mercado laboral. Se analizan en primer lugar las necesidades del mercado laboral español y, a continuación, lo que los alumnos aprenden. El estudio se hace mediante encuestas a profesionales de la educación en informática, a

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titulados que ya llevan tiempo trabajando y a titulados recientes. Para conocer las necesidades del mercado, se han analizado datos procedentes del análisis de ofertas de empleo insertadas en diferentes medios de comunicación españoles y bolsas de empleo desde 1999 a 2004. El estudio se centra exclusivamente en analizar el grado de conocimiento y uso de determinados términos técnicos por parte de los diferentes agentes (empleador, profesor, alumno). Se concluye que, tras un año de experiencia laboral, el conocimiento y familiarización con los términos encuestados mejora notablemente respecto al de los alumnos recién titulados. Consideramos que los resultados son significativos, pero habría sido más interesante que el estudio hubiese ido más allá del problema puramente terminológico. En [10] se presenta una propuesta para introducir en las titulaciones de informática competencias que ayuden a sensibilizar a los estudiantes sobre el impacto que su actividad técnica futura, y la de las empresas informáticas en general, tendrá sobre el medio ambiente. La propuesta es interesante porque afecta a los contenidos de las asignaturas y al enfoque de muchos de los temas que se imparten en asignaturas de muy distinta orientación. En [11] se propone una metodología para el diseño de planes de estudio basada en un análisis previo bottom-up de competencias y un posterior diseño top-down. El artículo plantea realizar un estudio de las capacidades que se exigen actualmente a los alumnos en las diferentes asignaturas, como se propone en [12], cruzar esos datos con las competencias definidas en [4] y elaborar así una lista a la que posteriormente se añadirán las competencias transversales. Finalmente, a partir de esa lista, se propone diseñar las diferentes unidades didácticas, incluyendo metodología y evaluación. El trabajo está muy bien planteado, pero dedica demasiado espacio a la exhaustiva revisión bibliográfica y muy poco, apenas media página, a la propuesta. C. Objetivos y organización de este artículo En este artículo se hace una propuesta de guía para el diseño de un plan de estudio de Grado en Informática a partir de una lista detallada de competencias y de un conjunto de restricciones determinado por el centro. La propuesta está basada en la experiencia adquirida durante el diseño de los actuales planes de estudio de la Facultat d’Informàtica de Barcelona (FIB) y sigue las recomendaciones del Proyecto Tuning [13]. Aunque se centra en el diseño de un Grado en Informática, la guía descrita puede ser aplicada a cualquier titulación de Grado que tenga orientación profesional, tanto en España como en cualquier país del EEES. Tal como se indica en [1], para garantizar la capacitación laboral del estudiante al finalizar el Grado se debe diseñar el currículo de arriba hacia abajo: desde las competencias profesionales hasta los planes de estudio y la definición detallada de las asignaturas. Por tanto, el primer paso es definir el conjunto de competencias profesionales que deben tener los titulados del Grado. Las competencias profesionales de la titulación deben ser definidas teniendo en cuenta:

• •

las competencias reguladas por ley, las recomendaciones de organismos especializados (como por ejemplo ACM, IEEE, colegios y otras asociaciones profesionales), • las recomendaciones de los profesionales del sector, especialmente los más próximos al entorno socio-económico del centro, y • la capacidad docente del propio centro. La Sección II contiene una descripción de cómo se puede definir este conjunto de competencias. A continuación, hay que identificar y decidir los criterios de diseño y las posibles restricciones de organización que determinarán la estructura del plan de estudio. Estas restricciones vendrán condicionadas por la legislación vigente (número y tipo de créditos) y por los criterios docentes del propio centro (estructura de los estudios, restricciones de recursos –profesorado, espacios o equipamiento-, etc.). En la Sección III se discuten algunas de las restricciones a considerar. A partir de la lista de competencias profesionales y de las restricciones de diseño, se puede elaborar el plan de estudio. Se trata de asociar competencias a asignaturas en forma de objetivos formativos y de organizar estas asignaturas en cursos académicos. Hay que tener en cuenta las relaciones verticales y horizontales entre asignaturas para tener un plan de estudio consistente. El resultado de este proceso es la estructura del plan de estudio, como se detalla en la Sección IV. El siguiente paso consiste en especificar cada asignatura en términos de objetivos formativos y de carga lectiva para el estudiante (en el nuevo EEES, esta carga se mide en créditos ECTS, acrónimo de European Credit Transfer System [14],[15]). Esta especificación representa un compromiso entre el profesor y el estudiante, donde queda claramente reflejado lo que debe aprender el estudiante y según el cual el profesor se compromete a respetar el tiempo requerido por el estudiante en su proceso de aprendizaje. Una vez especificadas todas las asignaturas del plan de estudio, harán falta una o varias iteraciones adicionales que revisen la coherencia global y detecten posibles solapamientos de objetivos entre asignaturas o la existencia de objetivos que no se alcanzan en ninguna asignatura. Es importante que se haga esta revisión tanto horizontalmente (entre asignaturas del mismo curso) como verticalmente (entre asignaturas relacionadas de diferentes cursos). La Sección V desarrolla este punto. Para terminar, aunque en este punto se puede considerar que el plan de estudio está completo, hay que tener en cuenta que los planes de estudio nunca son definitivos. Por un lado, hay que realizar periódicamente una evaluación sobre su rendimiento y determinar si se están alcanzando los objetivos propuestos: por otro lado, y teniendo en cuenta los constantes cambios que se producen en el campo de las tecnologías de la información, hay que revisar y renovar constantemente el conjunto de competencias profesionales definido para la titulación y, por consiguiente, los objetivos formativos de las asignaturas. Este aspecto se plantea en la Sección VI. Finalmente, la Sección VII presenta algunas conclusiones.

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GARCÍA, SÁNCHEZ Y GAVALDÀ: RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE UNA TITULACIÓN En la Figura 1 se puede ver, de forma gráfica, el proceso completo de diseño del plan de estudio. Los números en la figura representan la sección de este artículo en la que se describe dicho proceso. -Legislación -ACM/IEEE -Profesionales -Centro

-Legislación -Universidad -Centro

Restricciones y criterios

3

Competencias

2

4

6

Estructura del plan de estudio

5

Asignaturas Objetivos Objetivos ECTS ECTS Fig. 1. Esquema completo de la metodología de diseño del plan de estudio.

II. DEFINICIÓN DE COMPETENCIAS PROFESIONALES La finalidad de esta fase es obtener una lista de competencias profesionales para los titulados de Grado en Informática egresados por el centro. A. Discusión preliminar Algunos autores hablan de competencias y otros de objetivos para referirse al mismo concepto, mientras otros usan estos términos para referirse a conceptos diferentes. No existe una terminología unificada en la que la comunidad docente se haya puesto de acuerdo al respecto. Desde nuestro punto de vista una competencia tiene, en general, mayor granularidad que un objetivo formativo. En otras palabras, una competencia es un objetivo, pero lo contrario no siempre es cierto. Por ejemplo, que el alumno “tenga” la capacidad de expresarse correctamente en público puede ser una competencia, mientras que el objetivo de diferentes asignaturas que contribuirán a conseguir esta competencia sería que el alumno “mejore” su capacidad de

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expresarse en público. En definitiva, cuando se hace referencia a una titulación debe hablarse de competencias profesionales, mientras que cuando se hace referencia a asignaturas debe hablarse de objetivos formativos, siempre relacionados con las competencias profesionales de la titulación. Es preciso definir cuál es el nivel de competencia en la taxonomía de Bloom [16] de cada objetivo (para mayor confusión, la palabra competencia se usa habitualmente en este contexto en la literatura con otro significado). Tanto ACM como IEEE [17], [18] consideran que el nivel de competencia que debe alcanzar un ingeniero es el nivel de Aplicación y, en algunas materias, el de Análisis. Los niveles de Síntesis y Evaluación pertenecen al ámbito del doctorado. Sobre este tema destaca el trabajo propuesto en [19], donde se adapta la taxonomía de Bloom a una titulación técnica, respetando la definición de sus niveles (conocimiento, comprensión, aplicación, análisis, síntesis y evaluación) pero ofreciendo, para cada uno de ellos, definiciones y ejemplos propios de una Ingeniería Informática. Un trabajo similar fue llevado a cabo un año antes por la universidad de Pittsburg [20]. B. Tipos de competencias En este trabajo clasificamos las competencias profesionales de una titulación en tres categorías: • Competencias Técnicas: relativas a la titulación. • Competencias Transversales: necesarias en un titulado con ese nivel académico, pero no relacionadas directamente con los conocimientos técnicos de la titulación. • Competencias Deontológicas: recomendables en la actitud personal del titulado respecto a temas relacionados con su formación personal como individuo y con la sociedad. C. Agentes involucrados y procedimiento En la definición de competencias profesionales de una titulación deben considerarse las aportaciones de: • La legislación vigente, que regula por ley las competencias mínimas que debe tener un graduado. • Organismos especializados, como ACM, IEEE, colegios y asociaciones profesionales, que definen currículos específicos para muchas ingenierías. • Los empleadores, que marcan el tipo de titulado que requiere la industria. Las competencias que pueden definir los empleadores locales pueden ser distintas de las requeridas en otros entornos, por lo que cada centro puede formar profesionales para ser insertados de forma específica en su entorno socioeconómico local, si así lo desea. • El centro, que a través de sus órganos competentes definirá un conjunto de competencias profesionales basado en su propia experiencia (sus profesores). En cuanto al procedimiento a seguir, creemos que debe hacerse una lista con las competencias profesionales definidas por los cuatro agentes involucrados. El centro debe nombrar

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una comisión de expertos, interna o externa que, a partir de dicha lista, elabore una lista definitiva con las competencias profesionales con que desea dotar a sus titulados. Esta lista puede ser distinta en diferentes centros, aunque un alto porcentaje de la misma será común a todos ellos. Será el contexto socioeconómico local y las características propias del centro los que determinen las diferencias. III. DEFINICIÓN DE CRITERIOS DE DISEÑO Y DE RESTRICCIONES DE ORGANIZACIÓN

La finalidad de esta fase es obtener una lista de condiciones que debe cumplir la estructura del plan de estudio. Denominamos restricciones a las condiciones que el centro tiene poca o ninguna capacidad de cambiar, y criterios de diseño a las condiciones que el centro decide fijar libremente porque considera que aumentarán la calidad de la formación que ofrece. A. Discusión preliminar Las restricciones vienen dadas por: • la legislación vigente, • directrices o recomendaciones de la universidad, y • circunstancias del centro, especialmente los recursos de que dispone (materiales, espacios y profesorado). Algunos aspectos de la estructura del plan de estudio están fijados por la legislación. Por ejemplo, el número de créditos del Grado en Informática será uniforme en todo el estado español. En otros casos, la legislación fija valores máximos o mínimos y el centro, en función de sus posibilidades y sus propios criterios, puede elegir dentro de ese rango. B. Restricciones y criterios Repasamos a continuación algunas de las restricciones estructurales y criterios que el centro debe considerar en el diseño del plan de estudio: • Número y tamaño de las aulas, que determinará el tamaño y número de grupos de cada asignatura. • Número y tamaño de los laboratorios, que determinará la cantidad máxima de trabajo práctico exigible a los alumnos. • Equipamiento de las aulas, tanto mobiliario como tecnológico, que influirá en la metodología docente de las asignaturas. • Carga total de trabajo para el estudiante en cada período académico. Se mide en créditos ECTS. • Porcentaje de optatividad. La legislación puede marcar un máximo y un mínimo. Esta decisión está condicionada por los recursos humanos y el espacio disponible en el centro. A mayor número de profesores, mayor optatividad (si se dispone de suficientes aulas). • Número máximo y mínimo de asignaturas que el estudiante cursará simultáneamente o, lo que es lo mismo, número máximo y mínimo de créditos de las asignaturas. En nuestra opinión, es preciso

evitar la dispersión, especialmente en los niveles iniciales de la titulación, imponiendo un número máximo reducido de asignaturas. • Proporción de trabajo teórico y práctico, y su distribución. Además, el trabajo práctico puede repartirse entre muchas asignaturas o concentrarse en un número reducido de ellas etiquetadas como asignaturas “de prácticas” o “de proyecto”. En nuestra opinión, esta segunda opción tiene la ventaja de que permite realizar proyectos multidisciplinares que integren conceptos de diversas áreas. • Tipología de los módulos que se desean incorporar, además de asignaturas: practicum en empresa, trabajos dirigidos, proyecto de final de carrera, etc. Probablemente, la legislación exigirá unos mínimos: cierto porcentaje de créditos de un tipo determinado o un cierto período de practicum. • Establecimiento (o no) de especialidades dentro del Grado. Consideramos que el establecimiento de especialidades es adecuado en centros que tengan mucha optatividad, ya que orienta al estudiante y facilita la organización docente del centro. • Libertad que se desea dar al estudiante para elegir qué asignaturas cursa en cada momento. Hay que decidir si el estudiante puede cursar cualquier asignatura que desee, siempre que se cumplan los requisitos establecidos entre asignaturas, o si debe superar un curso completo antes de cursar asignaturas de cursos superiores. Hay bastante margen entre ambos extremos. Somos partidarios de fijar un período inicial selectivo con fuertes restricciones de matrícula, pero establecer el mínimo de restricciones una vez superados los niveles de formación básica. • Encaje del Grado con otros estudios. Por ejemplo, puede considerarse adecuado compartir las últimas asignaturas del Grado con parte de los estudios de un Master o las primeras asignaturas del Grado con sus homólogas de otros estudios de Grado temáticamente cercanos (telecomunicaciones e informática, por ejemplo). Es posible que el centro no tenga capacidad de decisión a este respecto, y que dicha capacidad resida en la Universidad a la que el centro está adscrito o en el Ministerio. • Nivel de internacionalización deseado. Debe ser posible realizar parte de los estudios de Grado en el extranjero, incluso puede plantearse si esta experiencia debería ser obligatoria. Esta lista no es exhaustiva y hay otros aspectos a considerar que no se citan explícitamente en este artículo, como por ejemplo el nivel de presencialidad que se desea ofrecer al estudiante o la posibilidad de compartir recursos con otros centros.

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GARCÍA, SÁNCHEZ Y GAVALDÀ: RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE UNA TITULACIÓN C. Agentes involucrados En este proceso interviene esencialmente una comisión, nombrada por el centro, que debe conocer bien las circunstancias, capacidades y recursos con que el centro cuenta. Puede estar formada exclusivamente por personas del mismo centro o contar con asesores externos, en especial en casos de centros de reciente creación. IV. DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA Y DE ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO

La finalidad de este proceso es definir la estructura general del plan de estudio y mapear las competencias profesionales sobre esta estructura de acuerdo con la lista de restricciones y criterios previamente definida. A. Discusión preliminar En este momento del proceso, el centro dispone de dos documentos: una lista de competencias profesionales y otra de restricciones estructurales que, en principio, han sido elaboradas de forma independiente. Se debe ahora ponderar cada competencia profesional, decidir la estructura del plan de estudio, su organización en asignaturas y, finalmente, la asignación de competencias profesionales a cada una de ellas. Tradicionalmente, este proceso es el que ha sido considerado como el diseño del plan de estudio: la compartimentación de los estudios en asignaturas y la asignación de responsabilidades a cada una de ellas. La asignación de competencias profesionales a asignaturas consistía esencialmente en elaborar descripciones de los contenidos o “temarios”. En nuestra opinión, la forma correcta de abordar el problema es asignar a cada asignatura cierto grado de responsabilidad sobre algunas de las competencias profesionales, y dejar para una fase más avanzada la elaboración de sus objetivos formativos y contenidos. Este proceso se elabora en tres fases: 1. Asignar una ponderación a cada competencia profesional. 2. Diseñar la estructura general del plan de estudio según la lista de criterios y restricciones. 3. Mapear la lista de competencias sobre la estructura del plan de estudio. B. Ponderación de las competencias profesionales Las competencias técnicas se deben ponderar según la capacidad docente y el criterio del centro. El resto de competencias profesionales pueden conseguirse mediante las estrategias docentes adecuadas. No obstante, también se les puede asignar una ponderación si se les dedican asignaturas específicas o si las estrategias docentes utilizadas para conseguirlas requieren una dedicación especial de tiempo. Por ejemplo, el alumno invertirá menos tiempo en adquirir los conocimientos técnicos relativos a un tema si éste es impartido de forma magistral por el profesor que si es el propio estudiante quien tiene que buscar la información en la bibliografía recomendada o en otras fuentes, como por ejemplo en internet. Mediante la segunda estrategia se

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desarrollan capacidades de búsqueda e integración de información, además de la capacidad de comunicación escrita si al alumno se le exige redactar un texto sobre la información hallada, pero el estudiante invertirá más tiempo para adquirir los conocimientos técnicos relacionados con el tema estudiado. La ponderación puede realizarse en forma de créditos ECTS, pero en este punto del diseño del plan de estudio creemos que es inevitable cierta imprecisión en la ponderación, ya que se requiere disponer de una cierta flexibilidad para los siguientes pasos. Por otra parte, las asignaturas que desarrollan competencias profesionales son sólo un subconjunto del total de asignaturas de la titulación, ya que la existencia de asignaturas que otorguen formación básica es imprescindible para que en asignaturas posteriores se puedan adquirir las competencias profesionales. C. Diseño de la estructura general del plan de estudio El objetivo de esta fase es diseñar, a partir de los criterios y restricciones ya definidos, una estructura matricial en la que cada elemento corresponde a una asignatura y tiene asignado un número inicial de créditos ECTS. Esta asignación inicial podría variar una vez se haya realizado la correspondencia de competencias. Consideramos importante que el centro alcance un fuerte consenso sobre el modelo elegido antes de empezar a asignar nombres y objetivos formativos a las asignaturas, una de las fases más delicadas del proceso. D. Correspondencia de competencias profesionales Una vez definida la estructura del plan de estudio a partir de los criterios y de las restricciones, es preciso distribuir las competencias profesionales entre las asignaturas. Esta distribución será especialmente densa en las asignaturas de los últimos niveles, y menos densa en las asignaturas correspondientes a los niveles iniciales de los estudios, en los que el titulado recibirá formación básica. Es recomendable indicar en qué medida cada competencia se asigna a cada asignatura. Puede ser necesario que ciertas competencias se consigan (en cierta medida) en un determinado nivel de la titulación para que otras competencias puedan alcanzarse con éxito en niveles posteriores. Un claro ejemplo es la formación básica del titulado, que debe ser adquirida en los niveles inferiores del plan de estudio para garantizar que el titulado adquiere los conocimientos mínimos que requerirán las asignaturas en las que se desarrollan las competencias profesionales. La asignación inicial de competencias técnicas puede tener una granularidad gruesa. Por ejemplo, si se han definido varias asignaturas (de momento, elementos de la estructura) relacionadas con la programación, pueden asignarse a dichas asignaturas, en conjunto, todas las competencias técnicas relacionadas con la programación, y dejar para un refinamiento posterior la definición precisa de objetivos formativos de cada asignatura. Para integrar las competencias transversales en el plan de estudio, una opción es incluir asignaturas dedicadas

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específicamente a una o más de estas competencias (por ejemplo, asignaturas de expresión oral y escrita o de gestión del tiempo). Nuestra opinión es que estas asignaturas pueden tener su lugar, pero difícilmente ser suficientes. A diferencia de algunas competencias técnicas, que tal vez pueden adquirirse en una única asignatura, las competencias transversales deben trabajarse repetidamente en un buen número de asignaturas. La correspondencia de competencias puede cambiar la asignación inicial de créditos ECTS de una asignatura. Por ello, durante la distribución de competencias profesionales entre asignaturas debe tenerse muy en cuenta la coordinación horizontal y vertical. La coordinación horizontal nivela el número de créditos en cada curso, mantiene el equilibrio entre asignaturas de tipo teórico y práctico y garantiza una cierta variedad temática. La coordinación vertical mantiene una secuencia lógica y completa en el aprendizaje. Tanto la coordinación vertical como la horizontal garantizan que no se producen solapamientos de objetivos formativos y contenidos técnicos entre asignaturas y que no queda ningún objetivo formativo por cubrir. E. Agentes involucrados Este proceso lo lleva a cabo una comisión escogida por el centro. Creemos que debería ser la misma que la nombrada en la Sección III, aunque el centro podría decidir que fuese distinta. V. DEFINICIÓN DE LAS ASIGNATURAS En esta fase se define de forma precisa cada asignatura, desarrollando las competencias profesionales establecidas en la fase anterior. Al finalizar este proceso se dispondrá de una definición detallada de asignaturas que incluye, para cada una de ellas, la lista detallada de objetivos formativos, los contenidos técnicos ponderados en créditos ECTS, la metodología docente y el método de evaluación. También se habrán especificado las dependencias entre las distintas asignaturas dentro de la estructura del plan de estudio. A. Discusión preliminar La taxonomía de Bloom distingue básicamente dos clases de objetivos formativos: generales y específicos. Los objetivos generales tienen una granularidad más gruesa que los específicos y hacen referencia a capacidades que el alumno debe desarrollar de forma genérica. Los objetivos específicos, por el contrario, detallan de forma precisa los conocimientos y aptitudes que el alumno debe adquirir en un tema determinado. De manera ortogonal, en [21] se clasifican los objetivos a nivel de asignatura en tres categorías: • Técnicos: relacionados con los contenidos técnicos de la carrera. Se refieren al ámbito propio de la titulación. • Transversales: relacionados con capacidades y aptitudes. Hacen referencia a capacidades generales, no ligadas a conceptos técnicos de la titulación.

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Deontológicos: relacionados con actitudes, valores y normas. Se refieren a la disposición personal del estudiante con respecto a la profesión y a la sociedad. Cada uno de estos tipos de objetivos sirve para dotar al titulado de las competencias respectivas definidas en la Sección II. En este artículo usaremos esta clasificación de objetivos. Tradicionalmente, los planes de estudio se han centrado en la consecución de objetivos formativos de tipo técnico. Sin embargo, cada vez hay más consenso en la sociedad en que los objetivos transversales y deontológicos son tanto o más importantes para los profesionales, y son aquéllos por los que la formación universitaria suele ser más criticada. Los objetivos técnicos deben tener mayor peso relativo en las asignaturas obligatorias, especialmente en las correspondientes a los niveles más bajos de los estudios. Los objetivos transversales y deontológicos deben tener mayor peso relativo en las asignaturas optativas. Para definir cada asignatura se deben detallar, a partir de sus objetivos formativos, los contenidos técnicos, estrategias docentes y método de evaluación. No es objetivo de este artículo profundizar en este aspecto del diseño del plan de estudio. En [22] pueden encontrarse algunas recomendaciones al respecto. B. Definición de objetivos formativos de cada asignatura Para la elaboración de los objetivos formativos de las asignaturas, proponemos la siguiente formulación en cinco pasos: 1. Se distribuyen las asignaturas (con su lista ponderada de competencias profesionales) entre los departamentos asignados al centro, teniendo en cuenta las características propias del centro. Si se considera conveniente, se pueden asignar asignaturas a grupos de profesores expertos en el tema para que las diseñen, al margen del departamento al que pertenezcan. 2. Los departamentos, a partir de sus propias restricciones, definen los objetivos generales y específicos de cada asignatura y proponen un nombre para la asignatura. 3. Cada asignatura es asignada a uno o varios profesores del departamento, que serán los responsables de diseñarla. Para acabar de ajustar la distribución de competencias profesionales entre asignaturas, seguramente serán necesarias varias iteraciones entre los puntos 2 y 3. 4. Los departamentos ponen en común las asignaturas diseñadas y se realiza un ajuste global entre los departamentos y el centro para evitar solapamientos y carencias. 5. El centro hace públicos los detalles de diseño de las asignaturas.

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GARCÍA, SÁNCHEZ Y GAVALDÀ: RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE UNA TITULACIÓN C. Agentes involucrados y procedimiento Los agentes implicados en este proceso son la comisión designada por el centro (ver la Sección IV), los departamentos asignados al centro y los profesores de dichos departamentos. La comisión distribuye las asignaturas entre los distintos departamentos (paso 1). En el paso 2, se traducen las competencias profesionales a objetivos formativos. Se debe garantizar una correcta coordinación vertical entre todas las asignaturas relacionadas con una misma materia (por ejemplo, programación). Para ello, consideramos conveniente nombrar a un coordinador general para cada materia, que evite solapamientos en las diferentes asignaturas y que garantice que se satisfacen las dependencias entre ellas y se alcanzan los objetivos formativos propuestos. Las asignaturas deben tener unos objetivos específicos muy bien definidos. Hay que evitar la tentación de centrarse en los objetivos técnicos, en cuya definición pueden tener experiencia los profesores, y olvidar o dejar poco definidos los objetivos transversales y deontológicos, en los cuales los profesores suelen tener menos interés y/o experiencia. Dentro de una asignatura, a cada objetivo se le debe dar un peso específico medido en créditos ECTS, de forma que la suma de los pesos de todos los objetivos formativos de la asignatura dé como resultado el número total de créditos ECTS asignados a dicha asignatura. En el paso 3, a partir de los objetivos formativos y de las indicaciones del coordinador general de la materia, el responsable de la asignatura define los contenidos técnicos, las estrategias docentes y el método de evaluación de la asignatura. Sobre esto podría escribirse un artículo completo. Un ejemplo de cómo hacerlo puede encontrarse en [23]. Probablemente, habrá que hacer varias iteraciones entre los pasos 2 y 3. Los objetivos formativos de contenido técnico pueden repartirse de diferentes formas entre varias asignaturas relacionadas verticalmente. Para afinarlos, se requiere una interacción entre los responsables de las distintas asignaturas y el coordinador general de la materia. Fruto de esta interacción, pueden moverse algunos objetivos verticalmente entre asignaturas. Puede que este movimiento requiera ajustar la estructura del plan de estudio, aumentando o disminuyendo los créditos ECTS de alguna asignatura. En este caso será necesaria la aprobación del centro, ya que un cambio de esta índole tiene consecuencias sobre el resto de las asignaturas que el alumno cursa simultáneamente. Los objetivos transversales y deontológicos deben tener una asignación y coordinación más global, puesto que un mismo objetivo puede aparecer en asignaturas de áreas muy distintas. Por ejemplo, mejorar la capacidad de hablar en público es un objetivo que puede aparecer en diferentes asignaturas, y su coordinación debe ser supervisada globalmente. Consideramos que sobre este tema hay muy poca experiencia y merece una reflexión profunda antes de abordarlo. En el paso 4 se realiza una última iteración para acabar de ajustar los objetivos formativos de las diferentes asignaturas de la titulación, con objeto de que el alumno consiga las competencias profesionales definidas inicialmente. Para ello,

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deben analizarse de forma conjunta todas las asignaturas para encontrar posibles carencias (competencias no cubiertas), solapamientos (de objetivos y contenidos) y problemas de sincronización (objetivos que se suponía erróneamente que habían sido cubiertos en determinadas asignaturas cursadas previamente). En el paso 5, el centro hace públicos los objetivos formativos de cada asignatura y define cuáles de ellos son evaluables. Los profesores deben garantizar que se alcanzan esos objetivos (siempre desde el punto de vista del aprendizaje del alumno) y que las asignaturas se evalúan según los parámetros publicados, que constituyen un compromiso entre el profesor (como representante del centro) y el alumno. Al finalizar este proceso, se puede considerar que el plan de estudio ha sido completamente definido. VI. EVALUACIÓN Y ACTUALIZACIÓN Debe hacerse periódicamente una evaluación a diferentes niveles de la calidad y del diseño del plan de estudio. La evaluación de la calidad es un proceso que aún está por definir y, en cualquier caso, vendrá fijado por instancias superiores. De hecho, algunos estudios preliminares muestran la dificultad que tiene su implementación [24]. Para evaluar el diseño del plan de estudio será preciso esperar a que los primeros egresados estén plenamente incorporados en el mercado laboral. La evaluación puede hacerse a partir de una encuesta, que se debe realizar tanto a los empleadores como a los propios egresados. Por un lado, es conveniente evaluar si los egresados han obtenido, y en qué medida, las competencias profesionales definidas. El resultado de la encuesta servirá para detectar los posibles desajustes relacionados con la adquisición de las competencias profesionales. Estos desajustes, producidos durante la puesta en marcha del plan de estudio, deben corregirse tan pronto sean detectados. No obstante, las mejoras tardarán algún tiempo en reflejarse en los nuevos titulados. Las encuestas pueden servir también para detectar la aparición de nuevas competencias profesionales, en su mayoría técnicas, que no fueron inicialmente previstas o que se deben a los continuos avances producidos en la ciencia y la tecnología. La informática es un mundo muy cambiante, y nadie duda que las competencias técnicas que podrían haberse definido hace diez años serían hoy en día obsoletas. Por ello, es preciso mantener un contacto continuo con la industria y con los empleadores para que las competencias profesionales de la titulación estén permanentemente actualizadas. De nuevo, será la comisión designada por el centro la responsable de revisar las competencias y proponer, en caso necesario, los ajustes que considere oportunos. El hecho de que la universidad sea una institución donde se realiza investigación facilita que los profesores estén al día en la materia que imparten, lo que a su vez ayuda a que sus asignaturas se mantengan actualizadas. En otras palabras, la investigación contribuye sin duda alguna a que la docencia de las asignaturas relacionadas se vaya ajustando, de manera

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hasta cierto punto transparente al centro, a la realidad del momento, como mínimo por lo que se refiere objetivos formativos de tipo técnico.

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VII. CONCLUSIONES En este artículo presentamos una guía de recomendaciones que consideramos adecuada para el diseño de una titulación de Grado en Informática dentro del marco del Espacio Europeo de Educación Superior. La propuesta se basa en la experiencia adquirida en la FIB durante la revisión de los planes de estudio, llevada a cabo en el año 2003. Proponemos estructurar el proceso en diversas fases: definición de competencias profesionales que deben poseer los titulados, definición de restricciones y criterios del plan de estudio, definición de la estructura del plan de estudio, definición en detalle de las asignaturas y evaluación y actualización del plan de estudio. Este proceso es claramente top-down, y el diseño de las asignaturas está fuertemente dirigido a que el titulado adquiera un conjunto de competencias profesionales. En cada fase se debe conseguir que las personas implicadas sean conscientes del proceso y de los motivos que han impulsado las decisiones tomadas. Así se evita que se perciba como una imposición o una agresión a la libertad de cátedra. En otras palabras, es importante conseguir que los profesores acepten que son parte de una organización que tiene unos objetivos globales y que su trabajo tiene que estar supeditado a dichos objetivos. Creemos que es importante comenzar a reconocer y valorar cuanto antes el trabajo docente “no lectivo” del profesor, ya que en el Espacio Europeo de Educación Superior la docencia presencial perderá peso frente a las tareas no directamente presenciales del profesor, como pueden ser la innovación docente, la dirección y participación en tribunales de proyectos de final de carrera y otros trabajos de los alumnos, la coordinación de asignaturas, la elaboración de material docente (apuntes, libros, prácticas, colecciones de problemas, etc.), la preparación de asignaturas nuevas o el cambio de contenidos (y objetivos) de asignaturas ya existentes, la participación en jornadas de trabajo relacionadas con la docencia, las tutorías de los alumnos, etc. La mayoría de las tareas citadas no se encuentran suficientemente valoradas en la actualidad en la mayoría de las universidades españolas. REFERENCIAS [1]

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F. Sánchez y M. R. Sancho. Las futuras titulaciones universitarias de Informática en España dentro del Marco del Espacio Europeo de Educación Superior. Novática 168, Abril 2004, pp. 40-45. Real Decreto 55/2005, de 21 de Enero, por el que se establece la estructura de las enseñanzas universitarias y se regulan los estudios universitarios oficiales de Grado, BOE núm. 21, Martes 25 de Enero de 2005, Pág. 2842-2846. Real Decreto 56/2005, de 21 de Enero, por el que se establece la estructura de las enseñanzas universitarias y se regulan los estudios universitarios oficiales de Postrado, BOE núm. 21, Martes 25 de Enero de 2005, Pág. 2846-2851. J. Casanovas, J. M. Colom, I. Morlán, A. Pont y M. R. Sancho. El libro blanco de la Ingeniería en Informática: el proyecto EICE. JENUI2004, http://www.aneca.es/modal_eval/docs/libroblanco_informatica.pdf

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Directrices para el desarrollo curricular, Career Space, CEDEFOP. http://www.cedefop.eu.int/. Última consulta, abril de 2007. Perfiles de capacidades profesionales genéricas de TIC, Career Space, CEDEFOP. http://www.cedefop.eu.int/. Última consulta, abril de 2007. F. J. García, J. A. Gomes, L. Alonso, L. A. Martins do Amaral y J. L. Pérez. Un enfoque de Informática de gestión para los estudios de Ingeniería Informática en el marco de Bolonia. JENUI2004. F. Buendía, J. C. Cano, J. Sauquillo, J. L. Posadas, J. M. Martínez y J. V. Benlloch. Un modelo de diseño curricular de informática orientado a la obtención de competencias. JENUI2004. M. J. García, L. Fernández y M. T. Villalba de Benito. Preparemos a nuestros alumnos para el mercado laboral: Integración de la terminología profesional en las aulas. JENUI2004. Y. Bolea, A. Grau, J. Domingo, J. Gámiz y H. Martínez. Ambientalización curricular de los estudios de informática industrial. La experiencia en la UPC. JENUI2004. F. Virgós y E. Tovar. Elementos a considerar en el diseño curricular del nuevo Grado en Informática. JENUI2005. J. J. Navarro, M. Valero-García, F. Sánchez y J. Tubella. Formulación de los objetivos de una asignatura en tres niveles jerárquicos. JENUI2000. http://www.unideusto.org/tuning/. Última consulta, abril de 2007. http://europa.eu.int/comm/education/programmes/socrates/ects_en.html. Última consulta, abril de 2007. Real Decreto 1125/2003, de 5 de Septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional, BOE núm. 224, Jueves 18 de Septiembre de 2003, Pág. 34355-34356. B. S. Bloom, J. T. Hastings y G. F. Manaus. Taxonomía de los objetivos de la educación, Tomo I (conocimientos) y Tomo II (dominio afectivo). Ed. Marfil, Alcoy 1973. IEEE/ACM Computing Curricula. http://www.acm.org/education/curric_vols/CC2005-March06Final.pdf. Última consulta, abril de 2007. Accreditation Criteria. Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc. http://www.abet.org/. Última consulta, abril de 2007. M. Valero-García y J. J. Navarro. Niveles de competencia de los objetivos formativos de las ingenierías. JENUI2001. Bloom and Krathwohl Definitions of Levels and McBeath Action Verbs. The University of Pittsburg, USA, 2000. http://www.engrng.pitt.edu/~ec2000/. Última consulta, abril de 2007. F Sánchez y R. Gavaldà. Objetivos formativos del primer curso de las ingenierías informáticas y estrategias docentes relacionadas. SINDI2005. F. Sánchez. ¿Cómo serán las asignaturas del EEES? JENUI2005. F. Sánchez, J. Ll. Cruz, A. Fernández y D. López. Cómo diseñar una asignatura del EEES: de los objetivos formativos a la metodología y los contenidos. JENUI2006. E. Tovar. Dificultades para la evaluación de la calidad de una titulación de Ingeniería Informática. JENUI2001.

Dr. Jordi Garcia Almiñana (Barcelona, 1968) obtuvo el grado de Licenciado en Informática en la Facultat d’Informàtica de Barcelona (FIB) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) en 1991 y el grado de Doctor en Informática en el Departament d’Arquitectura de Computadors de la UPC en 1997. En 1991 se incorporó al Departament d’Arquitectura de Computadors como profesor asociado en la FIB y en el año 1998 obtuvo una posición de profesor Titular de Universidad. También es consultor de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) desde 1998. Sus intereses en investigación se centran en el campo de los sistemas operativos y la optimización de entornos virtuales, así como en la educación en Informática dentro del EEES. El Dr. Garcia fue vicedecano de extensión universitaria en la FIB de 2001 a 2004, y actualmente es vicedecano jefe de estudios en la misma FIB desde el año 2004. En su papel de Jefe de Estudios, fue el responsable de la puesta en marcha de los nuevos planes de estudio de la FIB adaptados al EEES. Es miembro de la junta directiva del Cercle Fiber desde Noviembre de 2003.

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Dr. Fermín Sánchez Carracedo (Barcelona, 1962) es Técnico Especialista en Electrónica Industrial por la E.A. SEAT desde 1981, Licenciado en Informática desde 1987 y Doctor en Informática desde 1996, los dos últimos títulos obtenidos en la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).. Actualmente trabaja en el desarrollo de nuevas arquitecturas multihebra para procesadores VLIW y en el desarrollo e implantación de nuevas estrategias docentes para adaptar las titulaciones universitarias españolas al EEES. Desde 1987 trabaja como profesor en el Departament d’Arquitectura de Computadors de la UPC, donde es profesor Titular de Universidad desde 1997. También es consultor de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) desde 1997 El Dr. Sánchez participó en la elaboración del actual plan de estudios de la FIB como responsable docente del Departament d’Arquitectura de Computadors, y desde Mayo de 2007 es vicedecano de innovación de la FIB. Tiene varias decenas de publicaciones relacionadas con sus temas de investigación, es revisor de numerosas conferencias y revistas nacionales e internacionales y autor y coautor de varios libros, algunos de los cuales han sido galardonados con premios internacionales. Ha sido miembro del comité de organización de diversas conferencias y otros eventos nacionales e internacionales, es coordinador en el BSC-CNS (Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación) del programa de movilidad europea Transnational Access del HPC-Europa desde Marzo de 2004, es director del MAC (Museo de Arquitectura de Computadores) desde.Febrero de 2006 y miembro de la junta directiva del Cercle Fiber desde Noviembre de 2002.

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Dr. Ricard Gavaldà Mestre (Barcelona, 1964) obtuvo el grado de Licenciado en Informática en la Facultat d’Informàtica de Barcelona (FIB) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) en 1987 y el grado de Doctor en Informática en el Departament de Llenguatges i Sistemes Informàtics de la UPC en 1992. Es profesor Titular de Universidad del mismo departamento desde el año 1993. Sus temas de investigación incluyen la informática teórica, el aprendizaje computacional y los aspectos algorítmicos de la minería de datos. El Dr. Gavaldà fue jefe de estudios de la fase de selección de la FIB entre los años 1998 y 2004. En virtud de este cargo, participó en la revisión de los planes de estudio de la FIB efectuada entre los años 2001 y 2003 y en la consiguiente definición detallada de sus asignaturas en términos de competencias, objetivos docentes, y estructuración de trabajo según el modelo ECTS. Es miembro de la junta directiva del Cercle Fiber desde Noviembre de 2001.

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IEEE-RITA (http://webs.uvigo.es/cesei/RITA) Volumen 2, Número 2: Lista de Revisores

Alberto Jorge Lebre Cardoso, Universidad de Coimbra, Portugal Alfredo Fernández Valmayor, Universidad Complutense de Madrid, España Angel Mora Bonilla, Universidad de Málaga, España Angélica de Antonio Jiménez, Universidad Politécnica de Madrid, España Antonio Sarasa Cabezuelo, Universidad Complutense de Madrid, España Baltasar Fernández, Universidad Complutense de Madrid, España Basilio Pueo Ortega, Universidad de Alicante, EspañaCarmen Fernández Chamizo, Universidad Complutense de Madrid, España Cecilio Angulo Bahón, Universidad Politécnica de Catalunya , España César Alberto Collazos Ordóñez, Universidad del Cauca, Colombia Claudio da Rocha Brito, COPEC, Brasil Daniel Montesinos i Miracle, Universidad Politécnica de Catalunya, España David Benito Pertusa, Universidad Publica de Navarra, España Edmundo Tovar, Universidad Politécnica de Madrid, España Faraón Llorens Largo, Universidad de Alicante, España Fernando Pescador, Universidad Politécnica de Madrid, España Francisco Arcega, Universidad de Zaragoza, España

Francisco Jurado, Universidad de Jaen, España Gracia Ester Martín Garzón, Universidad de Almeria, España Inmaculada Plaza, Universidad de Zaragoza, España Javier González Castaño, Universidad de Vigo, España Joaquín Roca Dorda, Universidad Politécnica de Cartagena, España Jorge Alberto Fonseca e Trindade, Escola Superior de Tecnología y Gestión, Portugal José Palazzo M. De Oliveira, UFGRS, Brasil Jose Ángel Irastorza Teja, Universidad de Cantabria, España José Javier López Monfort, Universidad Politécnica de Valencia, España José Luis Guzmán Sánchez, Universidad de Almeria, España José Luis Sánchez Romero, Universidad de Alicante, España José Ramón Fernández Bernárdez, Universidad de Vigo, España Juan Carlos Burguillo Rial, Universidad de Vigo, España Juan Carlos Soto Merino, Universidad del Pais Vasco, España Juan Suardíaz Muro, Universidad Politécnica de Cartagena, España Luis Anido, Universidad de Vigo, España Manuel Benito Gómez, Universidad del Pais Vasco, España Manuel Castro Gil, UNED, España

DOI (Digital Object Identifier) Pendiente

Manuel Fernández Iglesias, Universidad de Vigo, España Manuel Ortega, Universidad de Castilla La Mancha, España Manuel Pérez Cota, Universidad de Vigo, España Mario Muñoz Organero, Universidad de Carlos III, España Marta Costa Rosatelli, Universidad Católica de Santos , Brasil Martín Llamas Nistal, Universidad de Vigo, España Maria Antonia Martínez Carreras, Universidad de Murcia, España Mateo Aboy, Instituto de Tecnología de Oregón, USA Miguel Angel Gómez Laso, Universidad Pública de Navarra, España Miguel Ángel Redondo Duque, Universidad de Castilla-La Mancha, España Miguel Angel Salido, Universidad Politécnica de Valencia, España Miguel Rodríguez Artacho, UNED, España Paloma Díaz, Universidad Carlos III de Madrid, España Robert Piqué López, Universidad Politécnica de Catalunya, España Víctor González Barbone, Universidad de la República, Uruguay Víctor H. Casanova, Universidad de Brasilia, Brasil Vitor Duarte Teodoro, Universidade Nova de Lisboa, Portugal

IEEE-RITA

IEEE-RITA es una publicación lanzada por el Capítulo Español del IEEE (CESEI) a través de su Comité Técnico, de Acreditación y Evaluación (CTAE), y apoyada por el Ministerio Español de Educación y Ciencia a través de la acción complementaria TSI2005-24068-E, Red Temática del CESEI.

IEEE-RITA is a publication launched by the Spanish Chapter of the Education Society of IEEE (CESEI), through its Technical Committee, of Accreditation and Evaluation (CTAE), and supported by the Spanish Ministry of Education and Science through complementary action TSI2005-24068-E, Thematic Network of CESEI. View publication stats

Vol. 2, Num. 2, 11/2007

IEEE-RITA é uma publicação lançada pelo Capítulo Espanhol da Sociedade da Educação de IEEE (CESEI), através de seu Comitê Técnico, do Acreditação e da Avaliação (CTAE), e suportada pelo Ministério Espanhol da Educação e da Ciência com a ação complementaria TSI2005-24068-E, Rede Temática do CESEI.