Revista Fidélitas ׀ Vol.2 (2) ׀ Noviembre 2021 10
Abstract
This paper shows, from the professor view, an analysis of the
learning results of the ipped-room, which is used as the main
teaching strategy in courses of the engineering education during
the Covid-19 pandemic. Professors typically are adapted to
impart sessions in front of the students in an on-site modality
by means of blackboard to build up mathematical procedures,
analysis and design of circuits and more; now, they have to
customize to the challenges given by the on-line or virtual
mode. The development of the topics and evaluations have been
achieved through learning and communication management
platforms to implement the ipped-room like the main strategy.
The learning results of these courses don´t exhibit an increment
on the student learning outcomes, moreover, a qualitative
analysis of the type of evaluations manifests that the use of
the ipped-room in the engineering education like the main
teaching strategy might complement and encourage the students
learning in the next hybrid modality.
Keywords: ipped-room, engineering education, Covid-19
pandemic, learning management.
Resumen
Este artículo presenta, desde la perspectiva del docente, un
análisis del uso de aula invertida como estrategia principal de
enseñanza en cursos de la educación de la ingeniería durante la
pandemia Covid-19, con relación a los resultados de aprendizaje.
Los profesores que habitualmente están acostumbrados a impartir
clases frente a grupo o en modalidad presencial, haciendo uso
de pizarrón para desarrollar procedimientos matemáticos,
análisis y diseño de circuitos y sistemas, etc.; se han adaptado a
los desafíos de la modalidad a distancia o virtual. El desarrollo
de los temarios y las evaluaciones se ha llevado a cabo a través
de plataformas para el aprendizaje y de comunicación para
implementar el aula invertida como la estrategia principal. Los
resultados de aprendizaje muestran que en estos cursos no se
ha mostrado un incremento en los índices de aprobación, sin
embargo, el análisis cualitativo de las evaluaciones realizadas
permite establecer que el uso del aula invertida como estrategia
base en la educación de la ingeniería podría complementar el
aprendizaje de los estudiantes en la próxima modalidad híbrida.
Palabras clave: aula invertida, educación de la ingeniería,
pandemia Covid-19, gestión del aprendizaje.
1. Introducción
La pandemia de Covid-19 ha desencadenado enormes
desafíos en todos los ámbitos de la vida y, de manera
consecuente, una amplia gama de oportunidades para el
crecimiento personal y social. En la educación, los retos
se han vertido hacia la implementación de la modalidad
virtual o a distancia para dar continuidad a los procesos de
enseñanza-aprendizaje. Particularmente, en la educación
de la ingeniería, es común encontrarse con testimonios de
profesores que han invertido horas de esfuerzo y trabajo
para adaptarse a la nueva modalidad.
El paradigma de la enseñanza tradicional, a través de la
comunicación directa por medio de sesiones expositivas
frente a grupo, con el uso del pizarrón para el desarrollo de
procedimientos matemáticos, diseños de circuitos, etcétera,
los cuales son comunes en los cursos de ingeniería; se ha
desquebrajado en un corto tiempo. Ahora, el desarrollo
temático y las evaluaciones deben realizarse de manera
virtual, en la mayoría de los casos, con el uso del aula
invertida como estrategia principal.
El objetivo de este artículo consiste en mostrar un análisis
cuantitativo y cualitativo de los resultados de aprendizaje
de la implementación del aula invertida en la educación
de la ingeniería, con datos de distintos cursos, en una
modalidad completamente virtual y bajo los desafíos que
como sociedad se han afrontado durante el periodo de la
pandemia de Covid-19.
2. Referentes teóricos
Desde antes de las restricciones ocasionadas por el
Covid-19, se consideraba a la estrategia del aula invertida
Aula Invertida en la Educación de la Ingeniería en
Tiempos de Pandemia
Felipe J. Torres1, Mónica Trejo-Durán2 y Juan Tinoco-Villagómez3
1Departamento de Electrónica, DICIS Universidad de Guanajuato, fdj.torres@ugto.mx
2Departamento de Estudios Multidisciplinarios, DICIS Universidad de Guanajuato, mtrejo@ugto.mx
3Escuela de Nivel Medio Superior, Salamanca, Universidad de Guanajuato, jtinoco@ugto.mx
R e v i s t a F i d é l i t a s , Vo l . 2 ( 2 ) . N o v i e m b r e 2 0 2 1
http://revistas.udelitas.ac.cr/index.php/revista_delitas
Recibido: 15 octubre 2021, Aprobado 31 Octubre 2021
ISSN: 2215-6070
10.46450/revistadelitas.v2i2.36
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como un modelo instruccional en donde los estudiantes
aprenden el conocimiento básico de las materias sin
reunirse en sesiones de clases presenciales (en línea),
posteriormente, los estudiantes asistían a los salones de
clase para generar experiencias de aprendizaje activo
(Long et. al, 2016). A nivel mundial se comprendía de
la necesidad de fortalecer a la educación superior de tal
manera que se diera mayor atención a experiencias de
aprendizaje conteniendo oportunidades de aprendizaje
adaptables en línea; las Universidades deberían de crear
cursos en línea y cambiar en ellos sus experiencias
académicas; los cursos y programas deberían ser diseñados
sobre la base de desarrollar investigación en el campo del
aprendizaje en línea (Malik et. al, 2017).
Por tanto, el aula invertida fue ganando mayor aceptación
entre los partidarios de la educación multimodal y
asíncrono. En distintas áreas del conocimiento se
desarrollaron estudios de caso en donde, en su gran mayoría,
se registraba la percepción de los estudiantes del impacto
del aula invertida en la apropiación de los conocimientos y
saberes a través de estrategias síncronas y asíncronas. Sin
embargo, particularmente se ha realizado un estudio de la
literatura en relación al aula invertida en la educación de
la ingeniería. Así, en Grifths et. al (2016) se implementa
el aula invertida en cursos de ingeniería en donde se aplica
particularmente en un curso de programación introductorio
con 80 estudiantes divididos en dos grupos, en la carrera de
Ingeniería Civil Informática de la Ponticia Universidad
Católica de Valparaíso, a través del diseño y elaboración
de un videotutorial como complemento, a manera de
resumen, el cual puede ser visto en cualquier momento.
Los resultados indican que los estudiantes a los que se les
aplicó el aula invertida obtuvieron una mejora del 25%
en su desempeño con respecto al grupo de estudiantes a
quienes se les aplicó el modelo tradicional.
En Fúneme (2019), el aula invertida se implementa en el
curso de cálculo diferencial conformado por 25 estudiantes
de primer semestre de una universidad colombiana, la
metodología usada consiste en que el profesor graba
videos en YouTube sobre situaciones reales y aplica la
derivada para explicarlos, posteriormente los estudiantes
se organizan en equipos para abordar algunos problemas
reales propuestos por el docente para que se aplique el
concepto de derivada en su interpretación y, al nal, se
abre un espacio de discusión para conocer la opinión de
los estudiantes; los cuales en su mayoría alcanzaron un
buen dominio de conceptos y algoritmos, con una mayor
capacidad de argumentación en los procesos desarrollados.
En Morón et. al, (2017) se hace uso de aula invertida
en el curso de Física de la Escuela de Edicación de la
Universidad Politécnica de Madrid; en la cual se destaca que
los estudiantes interactúan más con el profesor en el aula,
preguntando las dudas surgidas en casa, y respaldándose
con el apoyo de los compañeros. Además, gracias a que
el alumno debe esforzarse diariamente en comprender la
asignatura de manera autónoma, actuando el profesor como
guía en el proceso enseñanza-aprendizaje, se consigue que
los alumnos adquieran una mayor autonomía y asimilación
de los contenidos.
Por último, en Verón et. al, (2021) se hace una revisión
sistemática del aula invertida aplicada como estrategia
didáctica para la generación de competencias y se
resalta que, de 17389 artículos analizados, solo 18
se reeren a la implementación en la educación de la
ingeniería. Las competencias mayormente referenciadas
son: comunicación, autorregulación, trabajo en equipo,
creatividad, entre otras; todas ellas competencias deseables
de desarrollar en un estudiante universitario, que fueron
incluidas en el proyecto de investigación en curso.
En esta revisión se destaca como logros un aumento
en la motivación de los alumnos, así como un notable
mejoramiento del rendimiento académico.
Notar que, en la literatura consultada, el uso de aula
invertida en la educación de la ingeniería ha sido una
estrategia aplicada en la modalidad presencial, donde se
llevaron a cabo sesiones entre profesor y estudiantes, lo
cual incluye los aspectos socioemocionales que se pueden
compartir y percibir a través de los sentidos humanos,
situación que no es semejante a una modalidad totalmente
virtual.
3. Metodología
La Universidad de Guanajuato (UG) de México, ha
contado desde hace varios años con una plataforma para la
educación multimodal, basada en Moodle, llamada Campus
Digital. En esta plataforma, el profesor es habilitado como
administrador y gestor de un aula virtual, con la nalidad
de diseñar y desarrollar el/los curso(s) a impartir en la
modalidad virtual o a distancia. Particularmente, durante
el tiempo que se ha presentado la pandemia de Covid-19,
esta plataforma ha sido básica para la impartición de los
cursos que a continuación se detallan y que son diseñados
por los autores de este artículo en Campus Digital de la
UG, haciendo uso de la estrategia de aula invertida.
El número de estudiantes que se incluyen en el análisis
de este trabajo son todos aquellos matriculados en cada
uno de los semestres para cada curso. Es importante
destacar que todos los estudiantes son evaluados con las
mismas políticas, todos tienen las mismas oportunidades,
por tanto, este trabajo no es una experimentación, es el
reporte y análisis de resultados obtenidos antes y durante
la pandemia.
Control Industrial
Es un curso que se ubica en el 8° semestre del programa
de Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica (LIMT) de
la División de Ingenierías Campus Irapuato-Salamanca
(DICIS) de la UG. Consta de 11 temas: Introducción al
control industrial, Sensores y dispositivos de medición
industriales, Actuadores industriales y su control,
Motores de corriente directa, Motores de corriente
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alterna, Servomotores, Métodos de control de procesos,
Principios de manejo de procesos, Protocolos y estándares,
Requerimientos de seguridad y aplicaciones.
La metodología del uso de aula invertida es:
• Al inicio del semestre los estudiantes son contactados
por el docente vía correo electrónico para indicarles
que deben inscribirse al aula virtual correspondiente de
Campus Digital.
• Una vez inscritos, desde el aula virtual se genera un
enlace para una sesión síncrona por TEAMS.
• En esta primera sesión se hace el encuadre del curso,
acordando los criterios y ponderación de la evaluación.
• Cada tema es mostrado a los estudiantes de manera
cronológica y es desarrollado por medio de documentos,
videos, enlaces a material en internet, etc. que son
puestos en el aula virtual a disposición de los estudiantes
en cualquier momento.
• Se acuerdan sesiones síncronas por TEAMS para disipar
dudas y explicar con más detalle algunos aspectos que
así sean considerados por los estudiantes.
• En el aula virtual se llevan a cabo cuestionarios de
manera individual por cada tema visto, los cuales son
habilitados durante 72 horas con un tiempo límite de 30
a 60 minutos a un solo intento.
• En cada tema se dispone de un foro para la exposición
de dudas y/o comentarios, así como avisos generales.
• En la parte nal del semestre, se forman grupos de
estudiantes en el aula virtual para la entrega de un
trabajo nal.
En la Figura 1 se muestra el aspecto de cómo observan
los estudiantes la estructura de los elementos en Campus
Digital.
Figura 1. Pantalla que observa el estudiante del curso de
Control Industrial en Campus Digital de la UG.
Ciencia de Materiales para Ingeniería
Este curso o Unidad de aprendizaje (UDA), se encuentra
ubicado en el 2do semestre del programa de Ingeniería en
Comunicaciones y Electrónica (LICE), departamento de
Estudios Multidisciplinarios de la División de Ingenierías
del Campus Irapuato Salamanca de la UG. Consta de
9 temas como son: Estructuras atómicas, Principios
cristalográcos, Estructuras cristalinas, Impurezas,
Difusión, Propiedades eléctricas, Propiedades magnéticas,
Propiedades térmicas y Propiedades ópticas.
Esta UDA se diseñó como aula invertida considerando una
serie de actividades por tema como son:
• Primera sesión síncrona.
• Material de apoyo para el tema como presentaciones y
videos con problemas resueltos.
• Una consigna (mapa conceptual, resumen, ensayo,
investigación, etc.), un examen teórico (de opción
múltiple) y una segunda sesión síncrona,
• Una consigna de solución de problemas y un examen
de problemas, además de una tercera sesión síncrona,
adicionalmente la lectura de un artículo para el trabajo
nal.
El profesor contacta a los alumnos por medio de correo
electrónico a una sesión por TEAMS, donde presenta la
metodología de trabajo durante el curso, discuten las
políticas de evaluación y les presenta el curso en el SUME
o aula digital, donde les muestra la bienvenida al curso,
material de apoyo y la calendarización de trabajo. Además
de un trabajo nal que consiste en un ensayo de 11 lecturas
de artículos relacionados con cada tema y un video de 3
minutos exponiendo la relación entre los artículos y los
temas del curso.
En la Figura 2 se observa una parte del aula digital de la
UDA de Ciencia de Materiales para Ingeniería, donde se
ven las actividades que se mencionan anteriormente.
Figura 2. Pantalla que observa el estudiante del curso de
Ciencia de Materiales para Ingeniería en Campus Digital
de la UG.
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4. Resultados
Es importante destacar que la evaluación no es el n del proceso de enseñanza-aprendizaje, sin embargo, es un requerimiento
para la acreditación de los cursos, aún más, es el instrumento que permite conocer la apropiación de conocimientos, habilidades
y saberes por parte del estudiante en una escala cuanticable, clara y objetiva por medio de rúbricas, guías de observación y
listas de cotejo. Un aspecto importante en la evaluación está relacionado a la honestidad por parte de los estudiantes, así, en la
modalidad presencial el docente puede identicar aquellas situaciones indebidas, mientras que, en la modalidad virtual se diculta
notablemente la supervisión, además de utilizar modelos de evaluación basados en opción múltiple, falso o verdadero, etc.
Evaluación en Control Industrial
En la modalidad presencial, hasta antes del inicio de la pandemia de Covid-19, la evaluación en el curso de control industrial
estaba sujeta a los criterios detallados en la Tabla 1, los cuales fueron acordados con el grupo durante el encuadre del curso.
Tabla 1. Criterios de evaluación en modalidad presencial del curso de control industrial.
Detalles
Elaboradas en equipo de 5 integrantes, escritas a mano, usando tinta negra/
azul, en hojas blancas tamaño carta y sujetas al instrumento de evaluación
correspondiente.
El proyecto es realizado en equipo de 5 integrantes, de manera experimental,
se entrega un reporte técnico del avance, utilizando procesador de texto, y
exposición frente a grupo. Sujeto a instrumentos de evaluación correspondiente.
Igual que en la sección anterior.
Además de lo mencionado en la sección de la primera etapa, demostración de
la puesta en marcha del proyecto funcionando correctamente.
En la modalidad virtual, con el objetivo de implementar la estrategia de aula invertida, los criterios de evaluación y ponderación,
que igualmente fueron acordados con el grupo durante la sesión por TEAMS del encuadre del curso, son los que se muestran en
la Tabla 2.
Tabla 2. Criterios de evaluación en modalidad virtual del curso de control industrial.
Detalles
Un cuestionario de manera individual por cada tema, de forma asíncrona por
medio de Campus Digital, habilitado durante 72 horas con un tiempo límite
a un solo intento. Basados en opción múltiple, falso o verdadero y relacionar
columnas.
Elaborado en equipo de 5 integrantes, entrega de reporte usando editor de texto a
través de Campus Digital y sujeto al instrumento de evaluación correspondiente.
Con la intención de disipar las dudas que se generarán y mantener una
comunicación efectiva con los estudiantes.
Es importante notar que el proyecto en la modalidad presencial se debía desarrollar de manera práctica con resultados
experimentales, en contraste, por las condiciones propias de la pandemia de Covid-19, en la modalidad virtual con el uso de aula
invertida se delimitó a elaborar una propuesta de proyecto.
Criterio Ponderación
Tareas 30 %
Proyecto: 1ª etapa 15 %
Proyecto: 2ª etapa 15 %
Proyecto: etapa nal 40 %
Criterio Ponderación
Cuestionarios 60 %
Propuesta de proyecto 30 %
de aplicación de
control industrial
Asistencia a las 10 %
sesiones síncronas
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Evaluación en Ciencia de Materiales para Ingeniería
Para esta UDA de forma presencial o virtual, los criterios de evaluación se acuerdan con los estudiantes, los porcentajes varían
poco (5 % en cada rubro) con cada grupo de alumnos con respecto a los que se presentan a continuación. En la Tabla 3, se
encuentran los criterios detallados para un curso en forma presencial y en la Tabla 4, se encuentran los criterios detallados para
un curso en forma virtual.
Tabla 3. Criterios de evaluación en modalidad presencial del curso de ciencia de materiales para ingeniería.
Detalles
Solución de problemas, cabe mencionar que solo se considera la entrega.
3 evaluaciones parciales
Estas participaciones son decimas de puntos extra para la calicación de las
valuaciones parciales
Un trabajo de exposición de los temas vistos en clase, por equipo (depende del
número de estudiantes que haya en el aula) y se evalúa mediante una rubrica
Tabla 4. Criterios de evaluación en modalidad virtual del curso de ciencia de materiales para ingeniería.
Detalles
20 consignas.
20 evaluaciones parciales, 10 teóricas y 10 de problemas
Un ensayo sobre los temas vistos en clase relacionados con los artículos que
se facilitaron para la lectura, un video de 3 minutos y se evalúa mediante una
rubrica
5. Discusión
La comparación de los resultados de aprendizaje del curso de control industrial se presenta en la Tabla 5, donde se aprecia que,
en la modalidad virtual y aplicando aula invertida, en tiempos de pandemia de Covid-19, el índice de aprobación y el promedio
general es menor respecto a los resultados obtenidos durante la modalidad presencial.
Tabla 5. Comparación de resultados de aprendizaje del curso de control industrial.
Semestre % Aprobación Promedio general
Agosto-Diciembre 2019, modalidad presencial, 35 estudiantes. 100 % 9.4
Agosto-Diciembre 2020, modalidad virtual, 31 estudiantes. 83.87 % 8.1
En lo que respecta a la UDA de Ciencia de Materiales para ingeniera, presentamos en la Tabla 6, los resultados de los alumnos
obtenidos en cursos de manera presencial y virtual.
Criterio Ponderación
Tareas 20 %
Exámenes 60 %
Participaciones 0.1 de punto
Proyecto o 20 %
presentación nal
Criterio Ponderación
Consignas 20 %
Exámenes 60 %
Proyecto o 20 %
presentación nal
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Tabla 6. Comparación de resultados de aprendizaje del curso de ciencia de materiales para ingeniería.
Semestre % Aprobación Promedio general
Agosto-Diciembre 2017, modalidad presencial, 9 estudiantes. 44.44 % 6.33
Agosto-Diciembre 2018, modalidad presencial, 7 estudiantes. 57.14 % 6.14
Agosto-Diciembre 2019, modalidad presencial, 11 estudiantes 81.82% 7.6
Enero- Junio 2020, inicio pandemia, 66.67% 6.75
termina en modalidad virtual, 7 estudiantes
Agosto-Diciembre 2020, modalidad virtual, 5 estudiantes. 40.00% 6.5
Enero- Junio 2021, modalidad virtual, 8 estudiantes 25.00% 5.75
Como se puede apreciar en curso presencial, el porcentaje
de aprobados es 20% más que en modalidad virtual, esto
puede deberse a una carga de consignas en la forma virtual
mayor que en la forma presencial, por lo que un ajuste en
la estrategia podría dar mejores resultados.
Además, la comparación de los criterios de evaluación
y ponderación usados en cada una de las modalidades,
permite determinar que los estudiantes requieren de la
presencialidad en cursos de la educación de la ingeniería
donde se necesita poner en práctica los conocimientos
adquiridos. Por ejemplo, en la modalidad presencial del
curso de Control Industrial, como parte del proyecto a
evaluar, se diseñó, construyó y probó experimentalmente
un prototipo relacionado a la implementación del control,
como se observa en la Figura 3. Este trabajo desarrollado
por un equipo de 5 integrantes, fue posteriormente
presentado en un congreso internacional.
Figura 3. Prototipo de implementación de control
industrial como proyecto de evaluación.
6. Conclusiones
La educación de la ingeniería es un proceso de enseñanza-
aprendizaje donde el desarrollo de proyectos prácticos es
fundamental para la obtención de conocimientos, saberes y
habilidades. Los resultados obtenidos después de la aplicación
del aula invertida nos permiten concluir que no basta la
elaboración de material temático y de sesiones para disipar
dudas; más bien, debe considerarse toda la infraestructura
tecnológica de laboratorios y máquinas-herramienta disponible
en los centros educativos que la modalidad presencial
permite utilizar, para que los estudiantes de la educación en
ingenierías adquieran los conocimientos teóricos y prácticos
que fundamentalmente necesitan.
Los profesores aprendimos a utilizar aulas virtuales y logramos
la adaptación del contenido de cada curso a un formato que los
alumnos pudieran seguir de manera autónoma, permitiendo su
aceptación de manera rápida al nuevo esquema de enseñanza-
aprendizaje. Sin embargo, es necesario revisar y actualizar
continuamente los formatos de los cursos virtuales e irlos
moldeando en función de las necesidades de los nuevos grupos
como, por ejemplo, revisar extensión de tareas, objetividad de
los cuestionarios y exámenes, carga de trabajo en el alumno,
por mencionar algunos elementos.
El retorno gradual a la presencialidad, permitirá potencializar
las capacidades del aula invertida en la educación de
la ingeniería y mejorar los resultados de aprendizaje
obtenidos en este proyecto. Bajo la nueva modalidad
híbrida, las sesiones presenciales complementarán de
mejor manera el trabajo realizado por el profesor durante
este tiempo de pandemia, material que se puede mantener
disponible en los entornos virtuales. Así, con base en la
actual experiencia de la aplicación de la estrategia del
aula invertida, y bajo la expectativa de continuar con una
modalidad híbrida, se propone mejorarla, fomentando la
participación activa de los alumnos a través de un esquema
basado en proyectos que incremente los indicadores de
aprovechamiento y/o desempeño de los estudiantes. En
trabajos futuros se detallará un análisis de los resultados de
aprendizaje que se obtengan.
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7. Referencias
Fúneme-Mateus, C. C. (2019). El aula invertida y la
construcción de conocimiento en matemáticas. El caso de
las aplicaciones de la derivada. Tecné, Episteme y Didaxis:
TED, (45), 159-174.
Grifths, L., Villarroel, R., y Ibacache, D. (2016).
Implementación del modelo de aula Invertida para el
aprendizaje activo de la programación en ingeniería. En
XXIX Congreso Chileno de Educación en Ingeniería
SOCHEDI.
Long, T., Cummins, J., & Waugh, M. (2017). Use of the
ipped classroom instructional model in higher education:
instructors’ perspectives. Journal of computing in higher
education, 29(2), 179-200.
Malik, M., y Fatima, G. (2017). E-Learning: Students’
Perspectives about Asynchronous and Synchronous
Resources at Higher Education Level. Bulletin of Education
and Research, 39(2), 183-195.
Morón, C., Ferrández, D., y Muñoz, F. (2017). Aplicación de
la metodología ipped classroom (o aula invertida) para
enseñanza de la física en la edicación. Universidad
Politécnica de Madrid, 2017.
Verón, V. C. S., Marín, M. B., y Barrios, T. H. (2021). El aula
invertida como estrategia didáctica para la generación de
competencias: una revisión sistemática. RIED. Revista
Iberoamericana de Educación a Distancia, 24(2), 285-308.
