Análisis de la influencia de las tecnologías de la información y la comunicación en el aprendizaje de las técnicas de expresión gráfica en la ingeniería industrial en España

Abstract

The thesis provides evidence to interpret the position of the subject area of Engineering Graphics (EG) in the last 15 years, in the context of Spaniard university teaching in general, and teaching in industrial engineering in particular. There has been noted the virtual disappearance of the systems of representation on paper, displaced by digital tools 3D parametric geometry modeling. Moreover, as a result of the teaching-learning model promoted by the consolidation of the European Higher Education Area (EHEA), the traditional training scheme based on first and second cycle has been modified, unifying the new grades with homogeneous contents and objectives to enable mobility, and specialized new master. The paper is divided into 4 parts. The first outlines the background necessary to understand the context of the thesis. We study the convergence of media, the parameters in the evolution of Spaniard universities, the status of engineering teaching in Spain, a brief historical overview of the teaching of GI in Spain, a comparison of the area with Europe and USA, conceptual understanding and semantics of the EG, the evolution of computing in the area of ICT and the concept of learning. The second part presents the theoretical discussion that has taken place for 15 years in relation to educational innovation in technical education, university teaching and learning techniques for EG. We present the contributions of 300 authors in CUIEET conferences, and INGEGRAF CIDUI. The third section presents a theoretical synthesis of the teaching-learning processes, defining the concepts of learning, highlighting the different models, teaching, blended learning, computerization of the teaching, continuous assessment and curriculum. It explores the theoretical contents of geometry, industrial and multimedia standards. We analyze the imprint of the computer processes, computer animation and computer-assisted instruction (CAI). Studies on generic skills in engineering, in particular generic skills for EG. In the fourth case is examined as the curriculum of schools with significant presence of EGE UPC department, from the plans based on traditional tools to the settlers in the EHEA, through the first plans to use 2D CAD tools and subsequently supported plans parametric 3D CAD. The thesis comes to the conclusion that: The use of computers in the teaching of GI involves new ways of teaching the subject classical geometry of space, but also the disappearance of certain content that was strongly related to methodologies based on paper. The Computer Aided Design (CAD) creates new opportunities for the development of the GI area where the new content available beyond the purely classical geometry is an opportunity for the area to compensate for reduced course load occurred in the latest plans study. That ICTs enable new paradigm of teaching and learning driven by the full implementation of the EHEA. Based on the theoretical discussion, analysis and synthesis carried out in the research, the study of schools in the UPC, and taking into account the conclusions reached, the thesis proposes a teaching methodology for improving didactic learning techniques of GI, based on the premises of a type of degree course with a load of 6 ECTS. For the presented proposal, computerized classrooms are needed at a rate of one computer per student in groups of maximum 30 students.

La tesis aporta elements de judici per interpretar la posició de l’àrea de coneixement d’Enginyeria Gràfica (EG) en els últims tres lustres, en el marc de la docència universitària espanyola en general, i de la docència en enginyeria industrial en particular. S‘ha observat la pràctica desaparició dels sistemes de representació sobre suport paper, desplaçats por eines digitals de modelat geomètric 3D paramètric. D'altra banda, i com a conseqüència del model d'ensenyament-aprenentatge promogut per la consolidació de l'Espai Europeu d'Educació Superior (EEES), s'ha modificat l'esquema formatiu clàssic basat en primers i segons cicles, unificant els nous graus amb continguts i objectius homogenis per permetre la mobilitat, i especialitzant els nous màster. El treball s’estructura en 4 parts. En la primera s’exposen els antecedents necessaris per comprendre el context de la tesis. S’estudia la confluència de medis, els paràmetres en l’evolució de la universitat espanyola, la situació de la docència de l’enginyeria industrial a Espanya, una breu visió històrica de l’ensenyança de l’EG a Espanya, una comparació de l’àrea amb Europa i USA, una comprensió conceptual i semàntica de l’EG, l’evolució informàtica a l’àrea, les TIC i el concepte d’aprenentatge virtual. En la segona part és presenta la discussió teòrica que ha tingut lloc des de fa 15 anys en relació a innovació educativa en les ensenyances tècniques, a docència universitària, i a tècniques d’aprenentatge per a EG. Es presenten les aportacions de 300 autors als congressos CUIEET, CIDUI i INGEGRAF. A la tercera s’exposa una síntesis teòrica dels processos d’ensenyança–aprenentatge, delimitant els conceptes d’aprenentatge, destacant els diferents models existents, docència semipresencial, informatització de la docència, avaluació continuada i plans de estudi. S’estudien els continguts teòrics de geometria descriptiva, normalització industrial i multimèdia. S’analitza l’empremta de l’ordinador en els processos, l’animació por ordinador i l’Ensenyança Assistida per Ordinador (EAO). Estudis sobre competències genèriques en Enginyeria, i en particular competències transversals per a l’EG. A la quarta part s'examina com a cas particular els plans d'estudi de les escoles amb presència significativa del departament EGE UPC; des dels plans basats en les eines tradicionals fins als assentats en l'EEES, passant pels primers plans amb ús d'eines CAD 2D, i posteriorment els plans recolzats en CAD 3D paramètric. La tesis arriba a concloure que: L'ús de sistemes informàtics en la docència de l'EG implica nova formes d'ensenyament de la matèria clàssica de la geometria de l'espai, però també la desaparició de certs continguts que estaven fortament relacionats amb les metodologies basades en el suport paper. Que el Disseny Assistit per Ordinador (DAO) suposa noves oportunitats per al desenvolupament de l'àrea d'EG, on els nous continguts existents més enllà dels clàssics exclusivament geomètrics són una oportunitat per a l'àrea per compensar la disminució de càrrega acadèmica esdevinguda en els últims plans d'estudi. Que les TIC afavoreixen el nou paradigma d'ensenyament-aprenentatge impulsat per la plena implantació de l'EEES. En funció de la discussió teòrica, de l’anàlisi i síntesis portada a terme en el treball de recerca, de l’estudi de les escoles de la UPC, i tenint en compte les conclusions on s’arriba, la tesis proposa una metodologia docent per a la millora de les tècniques didàctiques d’aprenentatge de l’EG, partint de les premisses d'una assignatura tipus de grau amb una càrrega de 6 crèdits ECTS. Per a la proposta presentada es necessiten aules informatitzades a raó d'un ordinador per estudiant, en grups de màxim 30 alumnes. Proposta de millora: • Repartiment de la càrrega creditícia entre diferents àmbits d'aprenentatge. • Fixar per escrit i de forma pública els Objectius Generals, el d’Autoestudi, els Específics (DAO), els de Coneixement Combinat, i els Transversals. • Creació de grups d’alumnes que desenvolupin la competència de treball en grup, i d'aprenentatge en trencaclosques. • Exercicis: comprensió teòrica, croquisació manual, DAO presencials, no presencials, desenvolupament d’un projecte. • Cal que cada exercici presenti la corresponent rúbrica associada, contenint els descriptors de la qualificació. • Ponderació de l'avaluació: 40% continuada diària, 25% examen modelatge i representacions dièdriques, 15% examen geometria de l'espai i superfícies, 20% projecte. Disposar d’un campus virtual on el professor pugui especificar el pla de treball, gestionar els entregables, implementar qüestionaris, i dur a terme un seguiment de l'assignatura

La tesis aporta elementos de juicio para interpretar la posición del área de conocimiento de Ingeniería Gráfica (IG) en los últimos tres lustros, en el marco de la docencia universitaria española en general, y de la ingeniería industrial en particular. Se ha observado la práctica desaparición de los sistemas de representación sobre soporte papel, desplazados por herramientas digitales de modelado geométrico 3D paramétrico. Por otra parte, y como consecuencia del modelo de enseñanza-aprendizaje promovido por la consolidación del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), se ha modificado el esquema formativo clásico basado en primeros y segundos ciclos, unificando los nuevos grados con contenidos y objetivos homogéneos para permitir la movilidad, y especializando los nuevos máster. El trabajo se estructura en 4 partes. En la primera se exponen los antecedentes necesarios para comprender el contexto de la tesis. Se estudia la confluencia de medios, los parámetros en la evolución de la universidad española, la situación de la docencia de la ingeniería industrial en España, una breve visión histórica de la enseñanza de la IG en España, una comparación de el área con Europa y USA, una comprensión conceptual y semántica de la IG, la evolución informática en el área, las TIC y el concepto de aprendizaje virtual. En la segunda parte se muestra la discusión teórica que ha tenido lugar desde hace 15 años en relación a innovación educativa en las enseñanzas técnicas, docencia universitaria y técnicas de aprendizaje para IG. Se presentan las aportaciones de 300 autores en los congresos CUIEET, CIDUI e INGEGRAF. En la tercera se expone una síntesis teórica de los procesos de enseñanza-aprendizaje, delimitando conceptos de aprendizaje, destacando los diferentes modelos existentes, docencia semipresencial, informatización docente, evaluación continuada y planes de estudio. Se estudian los contenidos teóricos de geometría descriptiva, normalización industrial y multimedia. Se analiza la impronta del ordenador en los procesos, la animación por ordenador y la Enseñanza Asistida por Ordenador (EAO), las competencias genéricas en Ingeniería, y en particular competencias transversales para IG. En la cuarta se examina como caso particular los planes de estudio de las escuelas con presencia significativa del departamento EGE UPC, desde los planes basados en las herramientas tradicionales hasta los asentados en el EEES, pasando por los primeros planes con uso de herramientas CAD 2D, y posteriormente los apoyados en CAD 3D paramétrico. La tesis concluye que: El uso de sistemas informáticos en la docencia de la IG implica nueva formas de enseñanza de la materia clásica de la geometría del espacio, pero también la desaparición de ciertos contenidos que estaban fuertemente relacionados con las metodologías basadas en soporte papel. El Diseño Asistido por Ordenador (DAO) supone nuevas oportunidades para el desarrollo del área de IG, donde los nuevos contenidos existentes más allá de los clásicos exclusivamente geométricos son una oportunidad para el área para compensar la disminución de carga académica acaecida en los últimos planes de estudio. Las TIC favorecen el nuevo paradigma de enseñanza-aprendizaje impulsado por la plena implantación del EEES. En función de la discusión teórica, del análisis y síntesis llevada a cabo en el trabajo de investigación, del estudio de las escuelas de la UPC, y teniendo en cuenta las conclusiones que se llega; se propone una metodología docente para la mejora de las técnicas didácticas de aprendizaje de la IG, partiendo de las premisas de una asignatura tipo de grado con una carga de 6 créditos ECTS. Para la propuesta se necesitan aulas informatizadas con un ordenador por estudiante, en grupos de máximo 30 alumnos. Propuesta: • Reparto de la carga crediticia entre diferentes ámbitos de aprendizaje. • Fijar de forma pública Objetivos Generales, Autoestudio, Específicos, Conocimiento Combinado y Transversales. • Creación de grupos de alumnos que desarrollen la competencia de trabajo en grupo y aprendizaje en rompecabezas. • Ejercicios de comprensión teórica, croquización manual, DAO presenciales, no presenciales, desarrollo de un proyecto. • Cada ejercicio debe presentar la correspondiente rúbrica asociada, conteniendo los descriptores de la calificación. • Ponderación evaluación: 40% continua diaria, 25% examen modelado y representaciones diédricas, 15% examen geometría del espacio y superficies, 20% proyecto. Disponer de un campus virtual. El profesor puede especificar plan de trabajo, gestionar entregables, implementar cuestionarios, y llevar a cabo un seguimiento de la asignatura.