Aplicación de una metodología de PBL y clase inversa a un curso de laboratorio en Ingeniería Mecánica //Applying PBL methodology and flipped learning to laboratory course for Mechanical Engineers

Abstract

La Elasticidad y Resistencia de Materiales (ERM) es una disciplina impartida en muchos grados de ingeniería. Esta asignatura necesita que los alumnos presenten una actitud participativa durante el proceso de aprendizaje, debido a su complejidad e importancia a lo largo del grado. Sin embargo, los estudiantes la encuentran muy complicada y abstracta. Por tanto, la principal dificultad que encuentra el profesor a la hora de enseñar es mantener el interés y motivación de los alumnos durante el proceso de aprendizaje. Para ayudar en esta tarea, los profesores deben ayudarse de nuevas metodologías como el aprendizaje basado en problemas y la clase inversa, donde se facilita la información a los estudiantes previamente a la clase presencial. En este trabajo, se presenta la aplicación de un aprendizaje basado en problemas al laboratorio de ERM en el grado de Ingeniería Mecánica. Además, para aumentar el entusiasmo y la motivación de los estudiantes, estas sesiones de laboratorio incluyeron una tecnología de fabricación innovadora, impresión 3D, y el empleo de correlación de imágenes digitales (DIC) para medida de desplazamientos y deformaciones. Antes de cada sesión práctica, se animaba a los alumnos a visualizar un vídeo online con los aspectos fundamentales de la práctica. Para evaluar el éxito de esta metodología, después de terminar las sesiones de laboratorio, los estudiantes respondieron una encuesta cuantitativa no formal. Los resultados mostraron que el aprendizaje basado en problemas propuesto tenía la capacidad de ayudar a integrar los conocimientos y mejorar la adquisición de las competencias incluidas en la guía docente de la asignatura. Aunque estos resultados son alentadores, todavía hay partes de la actividad de laboratorio que deben mejorarse para que la actividad consuma menos tiempo y facilitar las partes más complejas para los estudiantes.

Abstract: Elasticity and Strength of Materials is an elementary discipline across many engineering degrees. Students perceive it as very difficult and abstract and students’ active participation in the learning process is needed, due to its complexity and importance during the whole degree years. Hence, the main difficulty in teaching them is maintaining students' motivation and keeping their participation in the learning process. This is the reason to use new tools, such as problem-based learning (PBL) and flipped classroom, to help students understand and study the subject. In this work, we present the application of a problem-based learning to the lab in the Mechanical engineering degree, in of one the most time-consuming and difficult subjects of its program. Moreover, to enhance students’ enthusiasm and motivation, these sessions included an innovative manufacturing technology, 3D printing, and digital image correlation (DIC). Before each practical session, the students are encouraged to watch an online video with the fundamental aspects. In order to assess the success of this laboratory course, after finishing the lab sessions, the students answered a non-formal quantitative survey. The results showed that the proposed project-based learning had the ability to help integrating the knowledge and improve the skills included in the main competences. Although these results are encouraging, there are still parts of the lab activity that should be improve in order to make the activity less time consuming and the most difficult part being easier for the students.