Mejora educativa mediante un foro de apoyo en competencias digitales para las familias del alumnado

El presente documento comprende un trabajo de fin de Máster en formación del profesorado (especialidad de Tecnología e Informática), en el que se recoge la propuesta de intervención en forma de proyecto de innovación que procura hacer frente a algunas de las necesidades ya existentes pero mayormente evidenciadas durante la pandemia COVID-19, como son la falta de competencias digitales del alumnado y las familias, hasta podríamos decir que en algunos casos de los docentes, convirtiéndose en una solución y a la vez una obligación el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) para la interacción y seguimiento del progreso en la evolución educativa. Por otro lado, es evidente la necesidad de trabajar las competencias blandas en el alumnado a la vez que enseñamos los contenidos más concretos, es decir formamos en competencias; a la par que obligatoria según la legislación actual. Por último, aunque no único como factor de éxito, no se puede negar la importancia del soporte familiar en los resultados académicos, por lo que en esta ideación se acerca a las familias a la vida educativa, siendo habitualmente baja la implicación de estas en los centros educativos y con escasa visión de los contenidos que se trabajan. En resumen, este proyecto pretende, integrando los contenidos curriculares en una Unidad Didáctica, aunar esfuerzos en estas problemáticas y medir los resultados; para ello se apoya en una herramienta TIC como es un foro digital colaborativo, el cual estará a disposición de las familias para la resolución de dudas e incidencias en cuanto a problemas de Hardware y Software de usuario, haciendo además uso del Aprendizaje Servicio para aumentar la motivación intrínseca en el aprendizaje. Se ha contextualizado en el aula de Bachillerato, curso 1º, asignatura Tecnologías de la Información y Comunicación.<br /

Implementación del proyecto en red de aprendizaje y servicio human technology en el currículo de bachillerato a través del aprendizaje basado en proyectos

El proyecto en red human technology es un proyecto ya consolidado de aprendizaje y servicio (ApS) que consiste en la colaboración de los departamentos de electrónica e informática de formación profesional del instituto de educación secundaria Pablo Serrano con centros de educación especial (E.E.) de Aragón en cuatro puntos: mantenimiento de equipos electrónicos específicos de los centros de E.E., realización de adaptaciones para que equipos comerciales puedan ser utilizados por alumnado de E.E., desarrollo de aplicaciones informáticas y, por último, fabricación de equipos electrónicos originales que sean útiles para el alumnado y profesorado de E.E. (IES Pablo Serrano, 2019). El fundamento principal de este trabajo es implementar, a través de este último punto de fabricación de equipos electrónicos, el proyecto de ApS human technology en el currículo de la asignatura de tecnología industrial I de bachillerato a partir de la metodología del aprendizaje basado en proyectos. Esta metodología pone el foco en el proceso de enseñanza aprendizaje y obtención de conocimientos frente al resultado final. El alumnado, de manera colaborativa, trabaja en el descubrimiento de los conocimientos y herramientas necesarias para lograr el producto deseado con la guía del docente. Todo ello se ha integrado en el proyecto en red de ApS Human Technology, aportando al proceso de enseñanza aprendizaje el valor añadido de servicio a la comunidad y motivando al alumnado en la consecución de unos objetivos que ayuden a mejorar su entorno. <br /

Aprendizaje basado en problemas para la docencia de electricidad en educación secundaria obligatoria

El presente proyecto enfoca la enseñanza de los conocimientos sobre electricidad desarrollados en tercero de enseñanza secundaria obligatoria (ESO), en base a la metodología activa del aprendizaje basado en problemas (ABP). La motivación principal del proyecto es la de conseguir trabajar un tema tradicionalmente estigmatizado en los cursos de ESO como es la electricidad, cuyo nivel de abstracción y dificultad a la hora de visualizar las magnitudes físicas crean cierta barrera de aprendizaje para los discentes en etapas tempranas de la educación. Para ello, se toma como ejemplo la aplicación de la metodología ABP en formación profesional básica, cuyo objetivo era el de mejorar la predisposición hacia el trabajo, atención y motivación, tras la cual se obtuvieron unos resultados satisfactorios, que se plantan como base en la transferencia de la unidad didáctica a 3º de ESO. La propuesta utiliza el formato ABP para centrar en el discente la metodología, haciéndolo responsable de su propio aprendizaje en términos de gestión del tiempo y desarrollo de actividades, además de centrando los contenidos en ejemplos físicos del día a día de los discentes, para relacionar el temario con la realidad de los discentes, y lograr así un aprendizaje. <br /

Videojuego de una historia interactiva en Scratch para Tecnología

La finalidad del proyecto es utilizar y diseñar juegos para la motivación y adquisición de un mayor aprendizaje de los contenidos de una manera más divertida y aumentar así el rendimiento académico. El proyecto de innovación consta de dos partes, por un lado, la creación de un videojuego de una historia interactiva con fines educativos por el alumnado de 1º Bachillerato en la asignatura de TIC y por otro, la puesta en práctica e implementación del videojuego de una historia interactiva con los alumnos de Tecnología de 2º ESO.Los alumnos de 1º Bachillerato realizarán la parte del proyecto correspondiente a través de un Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), crearán un videojuego de las Unidades Didácticas de 2º ESO de Materiales, Mecanismos y Electricidad con la herramienta Scratch, un programa gratuito para enseñar programación de forma más atractiva e intuitiva potenciando la creatividad y el trabajo en equipo entre otros. Se diseñará una historia atractiva con elementos multimedia y su programación para hacerla de forma interactiva, se crearán pruebas con enigmas, preguntas, ejercicios, para que el alumnado de 2º ESO repase los contenidos de las Unidades Didácticas correspondientes y aumente su motivación a través del Aprendizaje Basado en Juegos (ABJ). Para fomentar la autonomía de cada alumno, cada integrante del grupo, en algún momento del videojuego, deberá hacer una versión de forma individual, obteniendo varias versiones del mismo para que el alumnado de 2º ESO trabaje en equipo para completar el videojuego de una historia interactiva.La cooperación, la creatividad, la autonomía y el trabajo en equipo serán fundamentales para abordar dicho proyecto.<br /

Diseño y propuesta de implantación de un sistema de evaluación entre iguales para Proyecto en Tecnología y Digitalización de 3º de la ESO

La presente memoria constituye un Trabajo Fin de Máster en formación del profesorado en la especialidad de Tecnología e Informática. En la misma se recoge la propuesta de intervención en forma de Proyecto de Innovación Docente consistente en el diseño y propuesta de implementación de un sistema de evaluación entre iguales para el Proyecto que los alumnos tendrán que realizar en el contexto de la Unidad Didáctica 5, “Máquinas y Mecanismos”, de la materia “Tecnología y Digitalización” de 3º de la ESO. Se pretende que los alumnos se enfrenten por primera vez al reto que supone evaluar a otra persona, fomenten su capacidad crítica y autocrítica, profundicen en la materia al tener que evaluar un trabajo y les permita aprender de sus propios errores. El Proyecto a evaluar, que consiste en el diseño y la fabricación de la maqueta de una grúa, será realizado en grupos de 4 o 5 alumnos. Cada alumno evaluará, mediante una rúbrica de evaluación definida previamente por el equipo docente e implementada en la aplicación Talleres de Moodle, dos Proyectos diferentes al que han participado. Será el docente quien decida qué dos Proyectos corrige cada alumno. De esta forma, cada Proyecto tendrá entre 8 y 10 evaluadores, siendo la calificación finalmente otorgada al mismo la media ponderada de las calificaciones de cada evaluador. Tras evaluar el trabajo de sus compañeros, los alumnos deberán contestar un cuestionario implementado en la aplicación Formularios de Google, cuya finalidad es evaluar el nivel de logro de los objetivos de la intervención y conocer la opinión del alumnado. Además, el docente de cada clase corregirá todos los Proyectos de la misma utilizando la misma rúbrica, aunque únicamente con fines comparativos, ya que no se tendrá en cuenta para calcular la calificación final de cada Proyecto. Tras esto, el docente hará un análisis comparativo de las calificaciones de todos los evaluadores de cada uno de ellos, incluida la suya, con el fin de cuantificar la dispersión entre evaluadores y comprobar el grado de eficacia del instrumento de evaluación propuesto. Los resultados y conclusiones obtenidas se compartirán entre todos los profesores con docencia en la materia para sacar unas conclusiones globales.<br /

Positioning Control System for a Large Range 2D Platform with Submicrometre Accuracy for Metrological and Manufacturing Applications

The importance of nanotechnology in the world of Science and Technology has rapidly increased over recent decades, demanding positioning systems capable of providing accurate positioning in large working ranges. In this line of research, a nanopositioning platform, the NanoPla, has been developed at the University of Zaragoza. The NanoPla has a large working range of 50 mm × 50 mm and submicrometre accuracy. The NanoPla actuators are four Halbach linear motors and it implements planar motion. In addition, a 2D plane mirror laser interferometer system works as positioning sensor. One of the targets of the NanoPla is to implement commercial devices when possible. Therefore, a commercial control hardware designed for generic three phase motors has been selected to control and drive the Halbach linear motors.This thesis develops 2D positioning control strategy for large range accurate positioning systems and implements it in the NanoPla. The developed control system coordinates the performance of the four Halbach linear motors and integrates the 2D laser system positioning feedback. In order to improve the positioning accuracy, a self calibration procedure for the characterisation of the geometrical errors of the 2D laser system is proposed. The contributors to the final NanoPla positioning errors are analysed and the final positioning uncertainty (k=2) of the 2D control system is calculated to be ±0.5 µm. The resultant uncertainty is much lower than the NanoPla required positioning accuracy, broadening its applicability scope.<br /

Diseño de patrones para el estudio de la calidad superficial obtenida en diferentes procesos de fabricación aditiva.

La Fabricación Aditiva (FA) es un proceso de fabricación por el cual se crea cualquier tipo de elemento mediante la deposición de capas de material generalmente polimérico o metálico. Se puede llevar a cabo con diversas tecnologías, y se encuentra actualmente en crecimiento. Gracias a sus múltiples ventajas, cada vez más empresas introducen estas tecnologías a sus procesos de producción, no obstante, la obtención de calidad superficial sigue siendo un problema, ya que el propio proceso de fabricación capa por capa (layer by layer), produce de forma inherente una rugosidad creada por el llamado “efecto escalera”, que da forma escalonada al perfil de las piezas. Así pues, se necesitan técnicas de postprocesado para mejorar la calidad superficial, lo que aumenta el coste de fabricación. Para llevar a cabo este trabajo, en primer lugar se recaba información de diversas fuentes sobre la predicción de la rugosidad, indicaciones para realizar el diseño de las piezas e información de patrones ya existentes. La mayoría de estos patrones, están centrados en el análisis dimensional de las piezas creadas con fabricación aditiva, y existen pocos patrones creados para el estudio de la calidad superficial, además, la mayoría de ellos no están diseñados para la investigación de piezas poliméricas. En base a la investigación realizada, se crean modelos de predicción de la rugosidad fundamentados en la forma de escalonado inherente a la deposición por capas, y se diseñan unas piezas patrón de acuerdo con varias condiciones de diseño que se tienen en cuenta.Este trabajo se centra en el estudio de la rugosidad producida en las piezas fabricadas en tres impresoras, a las que se tiene acceso en el departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación de la Universidad de Zaragoza, y que utilizan distintas tecnologías de fabricación aditiva (FDM, SLS y Polyjet). Las mediciones experimentales se realizan con un microscopio de variación focal y un rugosímetro. Con dichos equipos, se obtienen datos de rugosidad para cada tecnología y se comparan con los resultados que se esperan teóricamente. Gracias al trabajo realizado, se encuentran las tendencias de la rugosidad y se revelan las diferencias de calidad superficial entre los resultados teóricos y experimentales para las distintas tecnologías.<br /

Desarrollo e implementación de un sistema de control posición en 2D de una plataforma de nanoposicionamiento

El objetivo de este trabajo es el de diseñar e implantar un sistema de control 2D en una plataforma de nanoposicionamiento, denominada como NanoPla. Para ello, este trabajo se ha basado en estudios anteriores y tras haber explicado el funcionamiento de la plataforma se han realizado varias subtareas para lograr implementar el control. Se ha realizado un ajuste del sistema láser que se emplea para realimentar la posición, el cual es clave para que el control funcione. Tras esto, en el trabajo se muestra el proceso seguido para la obtención de un modelado del sistema adecuado, que permitió obtener las funciones de transferencia que rigen el movimiento de la plataforma. Estas funciones, posteriormente, se emplearon en la labor del diseño de los controladores PID necesarios para el control de la plataforma. Una vez diseñados e implementados los PID, se analizan los resultados obtenidos y se valida el control de la plataforma mediante el estudio de las respuestas de la plataforma ante diversas entradas y mediante el análisis del ruido que genera en el eje Z el control diseñado. Además, para facilitar el estudio y análisis de estos resultados se realizó una interfaz gráfica orientada al control con PID en el entorno de Simulink. Para finalizar, se obtuvieron las conclusiones del proyecto realizado.<br /

Diseño e integración de instrumentos metrológicos en una nanoposicionadora 2D de alto rango

La nanotecnología cada vez tiene más importancia y es más esencial en el mundo de la Ciencia y la Tecnología. Por ello, el Grupo de Ingeniería de Fabricación y Metrología Avanzada (GIFMA) de la Universidad de Zaragoza ha desarrollado una nanoposicionadora de alto rango, llamada NanoPla. La NanoPla es un sistema bidimensional de posicionamiento que alcanza una precisión submicrométrica en un amplio rango de trabajo (50 mm x 50 mm). A la plataforma se le pueden integrar instrumentos de medida para la caracterización metrológica de superficies a escala submicrométrica (eje Z) en su amplio rango de trabajo, así como un portamuestras piezoelétrico, el cual permite un posicionamiento más fino (rango de trabajo de 100 μm × 100 μm × 10 μm) para el escaneo de una pieza. El presente proyecto consiste en el diseño, fabricación e integración de un utillaje que permita integrar en la plataforma móvil de la NanoPla dos instrumentos de medida: un sensor confocal y un encoder táctil. Además, el proyecto también se centra en diseñar, fabricar e integrar un soporte para el portamuestras piezoelétrico. Para garantizar la precisión de los diseños, estos se analizarán desde un punto de vista térmico y estático. Así mismo se establecerá un modelo matemático del sistema que permita corregir los errores de montaje.<br /

Optimización del procedimiento de medida de un sensor confocal integrado en una nanoposicionadora de alto rango.

La nanotecnología tiene cada vez más importancia y es más esencial en el mundo de la Ciencia y la Tecnología. Por ello, el Grupo de Ingeniería de Fabricación y Metrología Avanzada (GIFMA) de la Universidad de Zaragoza ha desarrollado una nanoposicionadora de alto rango, llamada NanoPla. La NanoPla es un sistema bidimensional de posicionamiento que alcanza una precisión submicrométrica en un amplio rango de trabajo (50 mm x 50 mm). En el anterior Trabajo Final de Máster se le integró a la plataforma diferentes instrumentos de medida para la caracterización metrológica de superficies a escala submicrométrica (eje Z) en su amplio rango de trabajo, así como un portamuestras piezoelétrico, el cual permite un posicionamiento más fino (rango de trabajo de 100 μm × 100 μm × 10 μm) para el escaneo de una pieza. Además, se identificaron sus errores.El presente proyecto consiste en la caracterización y minimización de los errores de medición de la NanoPla, con el sensor confocal integrado. Para ello se caracterizan los errores de medición del sensor confocal y de posicionacionamiento de la NanoPla. En línea con esto, se diseña un procedimiento de referenciado de la NanoPla. Además, se realiza la medición de los escalones de un patrón de contorno con el sensor confocal integrado en la NanoPla y con otros instrumentos de referencia (un microscopio de variación focal y una plataforma lineal), con el objetivo de ver qué errores introduce la NanoPla con respecto a los instrumentos de referencia. Finalmente, también se calculan las incertidumbres de estas medidas.<br /