5 h In e na ional Con e ence on Educa ional Inno a ion in Technical Ca ee s INDOTEC 2017
Expe iencia docen e en Au omá ica empleando un obo mó il
como elemen o mo i ado de me odologías ac i as
Muñoz-Ramí ez, An onio J. (1); Gómez-de-Gab iel, Jesús M. (2);
(1) Depa amen o Ingenie ía de Sis emas y Au omá ica, Uni e sidad de Málaga, [email p o ec ed]
(2) Depa amen o Ingenie ía de Sis emas y Au omá ica, Uni e sidad de Málaga, [email p o ec ed]
Resumen
Es e abajo p esen a la expe iencia de la u ilización de un obo mó il pa a mo i a a los es udian es en una asigna u a de g ado de
ingenie ía, que combina las me odologías ac i as de docencia ales como, la clase in e ida, el ap endizaje basado en p oyec os, y el
ap endizaje colabo a i o; jun o con el empleo de he amien as TIC como el po a olios elec ónico, ídeo u o iales, y p esen aciones
PechaKucha.
Palab as cla e: docencia en au omá ica, me odologías ac i as, obo mó il, ap endizaje colabo a i o
I. In oducción
Los nue os í ulos de g ado cen ados en la adquisición de compe encias, obligan a adap a la docencia de las
asigna u as hacia un nue o modelo, donde las compe encias son el núcleo de ap endizaje. La ecnología ac ual
o ece he amien as ales como los en o nos de abajo cen ados en el docen e como el campus i ual, con
Moodle como implemen ación más ex endida, o cen ados en el ap endizaje del es udian e como el po a olio
elec ónico, con “Maha a” una de las implemen aciones de mayo di usión; la g abación y p oducción de
ídeos, p esen aciones digi ales, e c; cuyo dominio ga an iza la adquisición de compe encias en TIC. Po o a
pa e, el empleo de me odologías ac i as cen adas en el ap endizaje consigue alcanza a ias compe encias de
las conside adas cla es an o pa a el ap endizaje pe manen e (DO UE L 394 de 30.12.2006) como pa a su
empleo en la u u a ida p o esional (DE JUANAS OLIVA, 2010). De ambas des acan en común las
compe encias cen adas en el ap ende a ap ende que además es señalada po los es udian es en como la más
alo ada po los es udian es uni e si a ios(ANECA, 2007).
F en e a la docencia adicional ca ac e izada po la clase magis al eó ica y de esolución de p oblemas,
jun o con unas p ác icas donde exis e un guion p ees ablecido que el es udian e epi e, se es á posicionando
cada ez más, una docencia inno ado a con inclusión de me odologías ac i as, ales como:
 La clase in e ida o “ lipped lea ning” (BISHOP e al, 2013), donde el es udian e es con idado a
p epa a el ema an es de a a se en el aula.
 El ap endizaje colabo a i o, en el cual los es udian es se ag upan pa a ap ende unos de o os
maximizando la e iciencia del ap endizaje (SANTIVERI MORATA e al, 2011)
 El ap endizaje basado en p oyec os (ABP o más conocido po sus siglas inglesas PBL) plan ea
sa is ace una necesidad un obje i o, aplicando pa a ello el con enido de la ma e ia a ap ende . Y cuya
máxima es hace eco e un camino al es udian e de al o ma que cuando llegue a la me a hab á
adqui ido los conocimien os y capaci aciones que se exigen pa a supe a la ma e ia (SORIA e al,
2015).
La ans o mación de la men alidad del es udian e pa a que és e asuma su esponsabilidad en el ap endizaje de
la ma e ia, es un hándicap al que se le une una mayo ca ga de abajo, que si no ob iene esul ados inmedia os
conduce a una desmo i ación y abandono de las a eas. El obje i o del empleo de una pla a o ma obó ica
mó il denominada PIERO (de P oyec o de Inno ación Educa i a en Robó ica) (GIL LOZANO e al, 2014), es
dispone de un demos ado ísico donde los es udian es isualizan los esul ados de su ap endizaje de o ma
ápida, al mismo iempo que oman conciencia de las capaci aciones que an adqui iendo y odo ello
manipulando un “ obo ” con el g ado de mo i ación que es e hecho conlle a.
La labo de cons ui un obo mó il se ha is o acili ada po la educción de cos es an o en sis emas
meca ónicos, senso es, pe o especialmen e en sis emas embebidos, con la p oli e ación de pla a o mas de
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ha dwa e abie o como la de A duino o especialmen e diseñadas pa a educación como la Raspbe y Pi. Ello ha
hecho posible la c eación del obo PIERO ( e Fig. 1) po pa e de los au o es de es e abajo.
Figu a 1. Vis as supe io e in e io de la pla a o ma obó ica PIERO y su esquema de componen es.
I.1 La pla a o ma PIERO
Las pla a o mas obó icas PIERO consis en en un obo mó il con acción di e encial y basadas en A duino
han demos ado una g an obus ez y e sa ilidad pa a el empleo en di e en es asigna u as de obó ica, con ol
y meca ónica. La pla a o ma posee un sis ema modula pa a e- con igu a su sis ema senso ial y un sis ema
cen alizado donde se pueden ap ecia los siguien es componen es p incipales de su con igu ación más básica
( éase Fig. 1): dos se omo o es mo o es p o is os de codi icado es angula es inc emen ales de e ec o hall
(con 1 g ado de esolución), un ci cui o de po encia basado en un puen e-h doble de has a 2 Ampe ios, una
ba e ía de políme o de li io de es celdas en se ie y 2200mAh, un A duino do ado de una “shield” pa a
acili a el cableado, un LED RGB como sis ema de señalización isual de e en os como el de ba e ía baja,
dos senso es analógicos de dis ancia po in a ojos y un módulo de comunicaciones Blue oo h.
PIERO se desa olló pa a la asigna u a ampa ados po un p oyec o de inno ación educa i as con los
siguien es obje i os o ma i os especí icos:
 Analiza los componen es de un sis ema meca ónico.
 Diseña un sis ema de con ol básico, ealiza su p og amación y e i ica el esul ado sob e un
sis ema eal.
 Comp ende la di e encia y signi icado en e elemen os en iempo con inuo y en iempo disc e o,
ealiza el modelado y simulación de un sis ema meca ónico.
 Diseña , sin oniza e implemen a con olado es PID, e i icando los esul ados an o en simulación
como en un sis ema meca ónico eal.
O os obje i os pe seguidos, es a ez ans e sales son:
 In e acción pe sonal.
 Capacidad de análisis.
 Sín esis de ideas.
 En ende pa a explica .
 Hace se en ende y ansmi i .
II. Me odología
“Regulación Au omá ica” es una asigna u a obliga o ia de 6 c édi os, impa ida en el e ce cu so del g ado de
Ingenie ía Elec ónica Indus ial, es la segunda asigna u a de au omá ica que cu san los es udian es. El cambio
en la me odología docen e se ealizó en el cu so 2014-2015 impa iéndose así has a la ac ualidad.
Un impedimen o en la as o mación de la asigna u a y en la u ilización del obo Pie o, es el aumen o de
iempo que conlle a el hecho de hace que las soluciones adop adas uncionen en un sis ema eal, que a
di e encia de un modelo simulado no se ca ac e iza po que odo es pe ec o, ideal y unciona casi siemp e en
el p ime in en o. Pa a subsana lo, un elemen o undamen al es la e iciencia a la ho a de implemen a los
conocimien os en diseños y es os a su ez en el obo pa a es ea la alidez de los mismos en el sis ema eal.
Dicha e iciencia, se ha ob enido con la u ilización de la ingenie ía basada en modelos (MUÑOZ-RAMÍREZ e
al, 2016), en pa icula la p og amación basada en bloques con gene ación au omá ica de código apo ada po
los modelos de dominio especí icos dados po la he amien a Simulink, que además pe mi e la in eg ación de
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las he amien as de con ol, de iden i icación de sis emas, de modelado ísico (SimScape), y de sin onización
de con olado es (PID Tu ne ); odas ellas pe enecien es al p og ama Ma lab.
La docencia en la asigna u a se impa e u ilizando la me odología basada en p oyec os, en pa icula oda la
ma e ia se in eg a en un único p oyec o con cua o hi os. Cada hi o co esponde a una unidad emá ica en
donde pa a su ealización se ecu e al abajo colabo a i o y a la clase in e ida median e la me odología
puzle (VALERO GARCÍA e al, 2009), ealizándose un puzle po cada hi o.
La asigna u a en su o malización como PBL se iene siguien e enunciado que se p esen a a los es udian es:
ESCENARIO
Un depa amen o de obó ica ha cons uido una pla a o ma mó il denominada PIERO, con
acción di e encial median e dos mo o es eléc icos (p o is os de senso es de posición del
eje), y alimen ados a a és de un ampli icado de po encia gobe nado po una a je a ipo
A duino Mega 2540. Nos pide que como ingenie os es udiemos la pla a o ma y
desa ollemos odo lo necesa io pa a que pueda se con olada con consignas de elocidad
lineal y angula . Hab ía pues que ealiza una ca ac e ización mecánica y eléc ica del
ehículo y desa olla el so wa e necesa io pa a que se ejecu e en el A duino. Como ayuda
el depa amen o nos ha suminis ado la he amien a so wa e Ma lab y nos asegu a su
idoneidad pa a la c eación de es e so wa e de con ol.
PREGUNTA MOTRIZ
¿Cómo pod ía Pie o, pa iendo de un luga p ede e minado, sali del labo a o io po sí
mismo?
PRODUCTO
So wa e documen ado que pe mi a a Pie o sali del labo a o io de o ma con olada y ideo
de PIERO con la ayec o ia de salida del labo a o io.
Con el in de no espan a a los alumnos el p ime día se les suminis a PIERO, pa a que omen con ac o con
él, y se mues a un ídeo del p oduc o ob enido en el cu so an e io , lo cual hace más e osímil la consecución
la me a plan eada.
Los cua o hi os en los que se descomponen el PBL poseen los siguien es epíg a es:
HITO 1: Conoce lo que enemos
HITO 2: Modelado de los mo o es de Pie o
HITO 3: Con ol de mo o es y e o es de modelado
HITO 4: Mo e a Pie o con con ol disc e o y consignas de elocidad
Se o man g upos base (mismos in eg an es du an e oda la asigna u a) de es alumnos, y el puzle de cada
hi o se di ide en un núme o de a eas múl iplos de 3 jun o con la a ea in eg ado a. Así pa a el HITO 1 se
iende una descomposición que se esquema iza en la Fig. 2, po o a pa e, la secuencia de la ealización del
puzle iene dada po :
1. Asignación de las a eas ROBOT, SIMULINK y ARDUINO (cada es udian e se es udia un ema en
casa → “expe o del ema”). En ega: ex o con 10 ópicos o cues iones po ema.
2. Reunión de expe os (en aula, con g upos expe os <= 4). En ega: ex o uni icado con ópicos y
cues iones o denados po ele ancia. El p o eso uni ica in o mes que se discu en y co igen en clase.
3. Los expe os oman no a y abajan. En ega: ídeo de explicación del ema.
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4. Los expe os de cada g upo explican la ma e ia al es o de componen es del g upo pa a ealiza la
siguien e a ea. ( ue a de clase)
Figu a 2. Desglose de las a eas que componen el puzle del hi o 1, jun o con la a ea in eg ado a.
5. Asignación de las a eas MOVER MOTOR, SENSORES IR y LED RGB. T abajo en clase y
En ega: ideo de explicación de la a ea ealizada. El p o eso supe isa y a iende el desa ollo de
las a eas (depu ación)
6. Asignación de la a ea in eg ado a: PIERO DETECTA PARED
7. T abajo en clase. En ega: ideo de Pie o ealizando la a ea. El p o eso supe isa y a iende el
desa ollo de la a ea (modelado y depu ación).
8. T abajo ue a de clase: elabo ación de la documen ación y la p oducción de ideos pa a c ea una
página de e idencias en el po a olios elec ónico (Fig. 3).
Figu a 3. Videos de e idencias de ap endizaje del hi o 1.
9. T abajo en clase: e isión y consul as del p o eso sob e el con enido del po a olios (Fig 4).
10. T abajo ue a de clase: elabo ación de una p esen ación PechaKucha (20 diaposi i as a 20 segundos
cada una, solución óp ima de 6’ 40”).
11. Exposición de la p esen ación donde de o ma alea o ia un in eg an e expone las 10 p ime as
diaposi i as, el segundo las es an es, mien as que el e ce o de asis i de apoyo a ambos. El p o eso
discu e sob e los acie os y de iciencias de la p esen ación, ealiza cues iones a los ponen es y e alúa
en consecuencia.
12. Una ez concluye la exposición de odos los g upos, se discu e cual ue el peo y cual el mejo , con la
in ención del que oda la clase pa icipe y a iance su espí i u c í ico.
Con es e plan, la ealimen ación sob e el ap endizaje del alumno es inmedia a y el p o eso se encuen a en
mejo es condiciones de guia a aquellos es udian es que mani ies en de iciencias en el ap endizaje. El es o de
hi os posee una secuencia simila a la mos ada pa a el hi o 1.
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Figu a 4. Vis a pa cial de la página del po a olios elec ónico con los p oduc os del hi o 1.
III. E aluación
La consecución de odos los obje i os como esul ado de su ap endizaje de e mina á la supe ación de la
asigna u a. La no a alcanzada po el g upo es unción del abajo colabo a i o e indi idual, de la calidad de los
obje i os y la documen ación, y de la exposición. Mien as que la no a indi idual iene dada po sus pa es
den o del g upo con supe isión del p o eso . La no a del g upo enía dada en los dos cu sos an e io es al
30% po el es o de los es udian es y al 70% po el p o eso con úb ica, sin emba go, a c i e io de las
encues as ealizadas po los es udian es, es e mé odo se ha desca ado.
A pesa de se el núme o de in eg an es del g upo educido, exis e la posibilidad de que uno de los in eg an es
apoyándose en sus compañe os, no alcance el ni el de ap endizaje exigido y pase desape cibido po pa e del
p o eso (es udian e zombi). Pa a e i a lo, el cu so pasado se ealizó un examen de compe encias sob e Pie o,
donde en un b e e pe iodo de iempo los es udian es de o ma indi idual e an eque idos pa a implemen a
una de e minada a ea sob e Pie o, comple a la a ea e a necesa io pa a ap oba , pe o sin apo e de no a. Po
úl imo, se ijan a eas de ecupe ación pa a la segunda con oca o ia o dina ia con hi os y de ensa indi iduales
donde se ealiza el es eo de la calidad y au o ía del esul ado.
IV. Resul ados
La me odología p esen ada se ha impa ido du an e es años con 40 es udian es de media po cu so, a iando
el núme o de in eg an es del g upo desde sie e a los es ac uales que se conside a óp imo, ello se ha
conseguido compa iendo un obo Pie o en e dos g upos; dado que el iempo de p ueba inal es bas an e más
pequeño que el de desa ollo de la solución. Los g upos han sido o mados po los es udian es as el c i e io
mayo i a io sob e la o ma de ealiza lo, p e ie en lo malo conocido a las posibles icciones.
Las clases magis ales p e ias al es udio de la ma e ia se han eliminado, ambién la apo ación de
documen ación inicial. Las explicaciones se ealizan as las euniones de expe os y basándose en los
in o mes que es os han ealizado. Los alumnos se sien en muy mo i ados y sa is echos, siendo nulo el núme o
de abandonos de la asigna u a, no así el de suspensos que exis e de o ma casi esidual (uno po p esen ado).

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V. Conclusiones y discusión
El uso del obo mó il PIERO ha aumen ado en un al o g ado la mo i ación de los es udian es al en en a se a
un “ obo ” que mue e y con olan, y que pueden e siona . No obs an e, ha eque ido un mayo es ue zo pa a
el p o eso po el ap endizaje MDE pa a A duino, pe o al mismo iempo muy sa is ac o io. En especial el
hecho de emplea el mismo modelo/diag ama pa a sin oniza con olado es y p og ama lo en el A duino.
El obo PIERO se ha mos ado muy obus o, sal o po algunas o u as de educ o a debido a con olado es
mal sin onizados, lo que ha pe mi ido do a a los es udian es de la capacidad de diseña e implemen a
sis emas de con ol sob e un sis ema eal, quedando asumida dicha capacidad po el alumno.
La nue a o ma de impa i la docencia de la asigna u a, ha supues o una e olución an o pa a los es udian es
como pa a los p o eso es, mien as que los obje i os plan eados inicialmen e se han cumplido en su mayo ía,
sin emba go, quedan pendien es la mejo a de algunos elemen os, ales como:
 La documen ación del ap endizaje au ónomo, la elabo ación de una guía pa a la c eación de
con enidos no malizados en el po a olios digi al.
 La u ilización de e e encias, con el uso un ges o bibliog á ico, en pa icula la Uni e sidad de
Málaga ha adqui ido una cuen a co po a i a de Mendeley, po lo que su inclusión supond á una
capaci ación más de las adqui idas en la asigna u a.
 El espí i u c í ico, pa a ello en el p óximo cu so se implan a á una e aluación po pa es donde lo que
se pun úa se á la p opia e aluación.
Pa a e mina , un elemen o que oda ía no se ha e aluado es el impac o en la me odología docen e del
inc emen o del núme o de es udian es. El éxi o de es a me odología adica en la supe isión di ec a del
p o eso sob e los g upos y de la disponibilidad de equipos sob e los que ealiza la implemen ación de los
concep os es udiados, po lo que su ge la duda de su aslación a g andes g upos sin apoyo docen e y ma e ial.
Ag adecimien os
Es e abajo ha sido pa cialmen e inanciado po los p oyec os de Inno ación educa i a de la Uni e sidad de
Málaga PIE15-180 y PIE17-118.
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