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Introducción
En las aulas tanto profesores como alumnos requieren contar con información nueva que se conecte a conceptos relevantes ya existentes (Moreira, 2005). Las nuevas ideas, conceptos, proposiciones, entre otros, pueden aprenderse significativamente, y retenerse, en la medida en que otras ideas, conceptos y proposiciones específicamente relevantes e inclusivos estén adecuadamente claros y disponibles en la estructura cognitiva del alumno y funcionen como puntos de anclaje, es decir, de referencia con la motivación adecuada para lograr un aprendizaje significativo.
Lo anterior implica la búsqueda constante por parte del profesor de retos interesantes de aplicación de los conocimientos en el mundo real. Una estrategia de aprendizaje valiosa en este contexto es el método de proyectos, el cual brinda un eje de apoyo para que los estudiantes de ingeniería adquieran un conjunto variado de competencias, y esto a su vez refuerce su motivación por aprender. Por otro lado, al profesor en el área de ingeniería le da la oportunidad de proponer espacios de aprendizaje que permitan el uso de diferentes habilidades en la resolución de problemas concretos.
En el presente trabajo se aborda la implementación de una estrategia pedagógica que tiene como sustento teórico el aprendizaje basado en proyectos (ABP), que se traduce en una estrategia fundamental para trabajar en materias de ingeniería de software. El caso de aplicación es la materia de Base de Datos que se imparte en la carrera de Ingeniería en Telemática, en una de las unidades académicas del Instituto Politécnico Nacional (IPN). La materia se encuentra en el segundo nivel de competencias (Formación profesional) del mapa curricular de esta carrera, el cual está integrado por 280 créditos del Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos [SATCA] (IPN-UPIITA, 2012).
En la unidad de aprendizaje Base de Datos lo que interesa es que el estudiante resuelva problemas que involucren la implementación de las bases de datos relacionales, para lo cual se requiere de un buen diseño y de conocimientos de programación en lenguaje de consulta estructurada (SQL, por sus siglas en inglés); y así concreten sistemas telemáticos que usen el conocimiento de la materia. Esta unidad de aprendizaje permite contribuir al perfil de egreso a través del desarrollo de destrezas necesarias para el ingeniero telemático del Instituto Politécnico Nacional (IPN, 2012), con la ayuda de la orientación didáctica dictada en el temario de la asignatura, así como utilizando el ABP.
Según Aravena, Caamaño y Giménez (2008), el uso de esta estrategia permite el proceso de integración, construcción y apropiación de los conceptos por parte de los estudiantes, al igual que contextualizarlos en un ambiente de resolución de problemas, permitiendo también la retroalimentación del profesor por medio del seguimiento continuo del aprendizaje. La problemática que se presenta en esta materia que se imparte en 18 semanas es que, a pesar de que el método de proyectos es sugerido en el programa de estudios, este no se lleva a cabo desde el inicio del curso; sino que los proyectos son propuestos por el profesor en las últimas cuatro semanas del curso, lo que ocasiona que los alumnos no siempre puedan terminar el proyecto al 100 %, aunado a un sentimiento de frustración por no recordar lo que se vio en las primeras sesiones. Todo esto se ve reflejado en una deficiencia en el aprendizaje significativo en el estudiante de nivel superior.
Objetivo
El objetivo de este trabajo es evaluar la eficiencia del uso del ABP de forma transversal desde el inicio del semestre y que cada tema sea aplicado directamente a su proyecto, con la intención de conectar los conocimientos previos del estudiante con el contexto en el que se desenvuelve y su realidad circundante, en específico al trabajar con la unidad de aprendizaje denominada Base de Datos.
En la primera sección se aborda el marco teórico donde se describe el ABP y las competencias desarrolladas; posteriormente se plantea el marco empírico para el desarrollo de la planeación didáctica y se describe la metodología de la implementación de cada una de las etapas de este tipo de aprendizaje en la asignatura Base de Datos, así como la forma de evaluar su implementación, y finalmente se discuten los resultados de la aplicación de la estrategia a un grupo de 30 alumnos de ingeniería y se dan las conclusiones del trabajo.
Marco Teórico
Sobre la estrategia de aprendizaje basado en proyectos
El ABP es una estrategia de trabajo en clase que lleva una secuencia de pasos. A continuación, se describe cada uno de ellos:
Se deben establecer conexiones entre los conocimientos previos del estudiante con su realidad circundante, lo que le permite al profesor tener un conocimiento sobre las prácticas cotidianas de sus alumnos y el contexto en el que se desenvuelve. Esto permite acceder a algunos saberes importantes desde el aula (Sayago y Chacón, 2006).
Se debe realizar una planeación que esté encaminada a que el profesor, junto con sus alumnos, pueda plantear situaciones problemáticas que emerjan de las necesidades del estudiante o su entorno. Esta planeación incluye los objetivos de aprendizaje y la proyección del escenario educativo, con la finalidad de lograr una articulación que vaya más allá del aula, generando en los estudiantes reflexiones que permitan que estos procesos en su cotidianidad se conviertan en un escenario de constante cuestionamiento.
El proyecto debe ser visto como una estrategia de trabajo, en donde el aprendizaje debe contar con las siguientes características, tal y como lo señala Cánovas (2007):
Por lo que este proceso reconoce en el estudiante un sujeto activo, cuya participación es fundamental para el desarrollo del proyecto. En relación con el proceso evaluativo, este no se piensa como evaluación de contenidos, sino se ve como parte de un proceso formativo.Implementar el ABP implica el desarrollo de actitudes en el estudiante y no solo la aprehensión memorística, esto se debe articular con la apuesta educativa de cada uno de los maestros, pero en general el proyecto lo que busca es plantear la problematización y resignificación de prácticas cotidianas.
El ABP implica el desarrollo de una capacidad de interlocución estudiante-docente, lo cual debe ser entendido en los términos propuestos por Harwell (1997), donde la negociación es una práctica fundamental que desarrollar. Si bien el docente plantea un proyecto general bajo el cual se va a conducir la clase, los estudiantes, desde lo particular, pueden plantear el desarrollo y ejecución, además de intervenir y vislumbrar sus intereses cotidianos, garantizando que sienta como propia la elección temática y, de igual manera, garantizando en gran medida el éxito en los propósitos formativos del mismo.
Competencia colaborativa
El trabajo colaborativo es esencial para los alumnos de nivel superior, así como para su desempeño en el campo laboral, ya que actualmente en distintas empresas se necesita de la contribución de profesionales con distinta formación para alcanzar la meta requerida; por lo que cobran gran importancia la relaciones interpersonales. Esto implica que los profesionistas deben tener una formación no solo en el contenido específico de su carrera, sino en el desarrollo de competencias como la colaborativa. En algunos programas de estudio a nivel universitario se contempla el desarrollo de la competencia genérica de trabajo colaborativo debido a su importancia y variabilidad, ya que, a su vez, ayuda al desarrollo de otras competencias procedimentales fundamentales, por ejemplo, la resolución de problemas. Magraner y Valero (2013) señalan que “la versatilidad de esta competencia ha propiciado que en ocasiones el proceso grupal quede desatendido, confiando en las habilidades interpersonales de los alumnos” (p. 4). De igual modo, la evaluación del trabajo en equipo se circunscribe a la calidad del trabajo final sin atender a los elementos procesuales. Y los mismos autores agregan que se debe sistematizar el trabajo en equipo, así como atender los procesos grupales separando la evaluación de la competencia colaborativa de la valoración de la calidad práctica del trabajo.
De acuerdo con lo señalado por Johnson, Johnson y Holubec (1999), los principios del trabajo colaborativo son la interdependencia positiva, las interacciones cara a cara, la responsabilidad individual, el desarrollo de habilidades sociales y la autorreflexión del grupo. El desarrollo de estos principios conducirá a que el grupo de personas involucradas en un fin común logren participar de forma equitativa y comunicándose fluidamente, negociando y compartiendo tareas de liderazgo.
Marco empírico
Contexto para la implementación en un caso práctico de la estrategia del ABP
Permitiendo experimentar experiencias educativas, además de un incremento en la motivación, como se describe en Sánchez, Ferrero, Conde y Cendón (2016), se aplicó el ABP de acuerdo con la metodología que contempla la planeación didáctica que debe realizar previamente el profesor antes de iniciar el curso y las tres etapas que incluyen el análisis y diseño del problema planteado por parte del alumno, la programación desarrollada por el diseñador y, por último, la implementación de sistemas de gestión de datos, lo que permite cubrir todos los aspectos necesarios para la aplicación de este tipo de aprendizaje.
Esta metodología se aplicó a alumnos de la carrera de Ingeniería Telemática del Instituto Politécnico Nacional, como ya se mencionó, asignados en cuarto semestre, quienes se encontraban en un rango de edad de entre los 19 y 22 años, en grupos no heterogéneos debido a que el plan de estudios permite la flexibilidad académica y no todos llevan las mismas asignaturas antecesoras.
Para llevar a cabo la inclusión de la estrategia del ABP de forma transversal se requiere de una planeación didáctica por parte del profesor en la que se incluyan los elementos necesarios para su implementación, los cuales integran tanto los recursos pedagógicos como tecnológicos a emplear en la práctica docente, con la finalidad de que el estudiante aplique lo aprendido y logre dar solución a través del conocimiento de la administración de las bases de datos a un problema real.
En esta planeación didáctica se toma en cuenta lo siguiente: a) dividir el grupo en equipos de trabajo de acuerdo con la cantidad de alumnos; b) la organización de los elementos didácticos, y c) establecer las rubricas de evaluación.
Estos elementos didácticos y las herramientas de evaluación se utilizan en cada una de las etapas de la estrategia del ABP (véase tabla 1); la forma de aplicar la metodología didáctica se desglosa a continuación.
Tabla 1 Etapas de la metodología para la implementación del ABP
| Etapa 1: Planeación del proyecto (análisis y diseño de la base de datos) | Etapa 2: Ejecución (Uso de lenguajes de programación | Etapa 3: Implementación de sistemas de datos |
|
a)
Definir los requerimientos del proyecto basados en el estándar IEEE-830 b) Modelar la base de datos con los modelos relacionales |
a) Comprender y utilizar el lenguaje de programación para el BD. b) Conexión de la base de datos con el lenguaje de alto nivel |
a) Crear y manipular la base de datos del proyecto con el lenguaje de las bases de datos relacionales, a través de implementar las reglas de negocio y las interfaces graficas de usuario |
Fuente: Elaboración propia
Pero antes es importante resaltar que la aplicación de la metodología planteada en este proyecto fue probada en alumnos que cursan el segundo nivel de su carrera, por lo tanto, integran tres asignaturas como antecesoras. Esta característica demostró que la estrategia del ABP coincide con lo señalado por Pérez, Nava, Castillo, Vital, Silvia, y Ramírez (2017): “El éxito no radica en el proyecto en sí mismo, sino en las posibilidades que supone su realización para poner en práctica y desarrollar diferentes competencias” (p. 8).
Planeación didáctica
Dividir el grupo en equipos de trabajo
Para este caso, en que el grupo consta de 30 alumnos, los equipos de trabajo fueron de dos integrantes. Se consideró el concepto de aprendizaje colaborativo (Collazos, 2006), ya que los alumnos son quienes diseñan la estructura de interacciones y mantienen el control sobre las diferentes decisiones que repercuten en su aprendizaje, el cual está relacionado con el nivel de involucramiento propuesto. El uso de grupos pequeños permite que los estudiantes trabajen juntos para maximizar su propio aprendizaje; por lo anterior el involucramiento por alumno se consideró de un 50 %. Normalmente se deja que los propios alumnos elijan a su compañero de equipo; en el caso de que un número de alumnos no se ponga de acuerdo o el número sea impar el profesor será el encargado de formar los equipos. Como para este caso de estudio el total de alumnos fue par, no fue necesaria la intervención del profesor. Por lo tanto, los estudiantes se organizaron en 15 equipos.
Organización de los elementos didácticos
De acuerdo con los tiempos y alcances de la unidad de aprendizaje, se elaboró la planeación. Esta incluye la determinación de los aprendizajes esperados, las competencias a desarrollar, los recursos a emplear por el profesor y el alumno y el producto a obtener en las dos etapas siguientes. También se definió la temporalidad de cada una de las etapas y el tipo de ponderación a utilizar.
De las entregas del proyecto basándose en las fases que se contemplan en las etapas de la estrategia ABP. Las competencias por desarrollar en los estudiantes son el uso de las tecnologías de información y comunicación (TIC), la toma de decisiones, la planificación de recursos, el pensamiento crítico y reflexivo y el trabajo colaborativo.
Al final de cada etapa se considera realizar una evaluación por parte del profesor para dar retroalimentación al equipo, considerando dos rubros importantes: concretar los objetivos de aplicación de conocimiento y el desarrollo de las competencias involucradas. En la tabla 2, tabla 3 y tabla 4 se desglosa la planeación, definiendo el resultado esperado, así como las competencias a desarrollar, los aprendizajes y recursos contemplados en cada etapa.
Tabla 2 Etapa 1: Planeación, que incluye el análisis y el diseño de las bases de datos
| Resultado parcial del producto final | El alumno deberá realizar un documento donde elabore el análisis y diseño de acuerdo con el estándar IEEE -830 a , utilizando el Lenguaje Unificado de Modelado (UML) para presentar los casos de uso. Como producto de esta etapa deberá entregar el modelo relacional normalizado de acuerdo con las reglas de Cood con base en la transformación del modelo entidad-relación b . |
| Recursos digitales profesor | - Diapositivas y videos: Utilizados para la exposición en clase. - Internet, procesador de textos y Dropbox©. - DBDesigner©: Software utilizado para presentación del modelo relacional. |
| Recursos digitales alumno | - Videos, Internet, procesador de textos y Dropbox© para fortalecer el trabajo autónomo. - DBDesigner©: Software utilizado realizar modelo relacional. |
| Competencias transversales | Realizar trabajo autónomo. Resolver el problema a través de la toma de decisiones propias; explicar el diseño y ser capaz de modificarlo de acuerdo con las necesidades del proyecto; todos los integrantes del equipo explican la solución al problema planteado con actitud amigable y respetuosa y resumen la información con base en el análisis realizado y con pensamiento crítico. Ser proactivo en el ambiente de trabajo en equipo y cumpliendo con los lineamientos planteados por el profesor. |
| Aprendizajes esperados | El alumno deberá ser capaz de diseñar el modelo relacional normalizado de un sistema de información con base en la transformación de un modelo entidad relación o modelo entidad relación extendido. |
|
a
Documento generado por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE) para estandarizar el diseño de algoritmos (Arévalo, Linares, Correa, Parra, y González, 2008). b Metodología según Barker (1994). | |
Fuente: Elaboración propia
Tabla 3 Etapa 2: Lenguaje de bases de datos
| Resultado parcial del producto final | Programa codificado para crear y manipular la base de datos del proyecto con el SQL. |
| Recursos digitales profesor | Internet, diapositivas, videos: Exposición en clase. Procesador de textos, Dropbox©, Internet. Sistemas manejadores de base de datos para la creación y manipulación de la base de datos. |
| Recursos digitales alumno | Videos, Internet, procesador de textos y Dropbox© para realizar trabajo autónomo. Sistemas manejadores de base de datos para la creación y manipulación de la base de datos del proyecto por el alumno. |
| Competencias transversales | Deberá cubrir los requerimientos funcionales utilizando su propio criterio de forma ágil, al emplear las sentencias del SQL. Todos los integrantes del equipo explican la solución al problema planteado con actitud amigable y respetuosa. Presentan la información y su análisis con pensamiento crítico. Aplicar el trabajo colaborativo. |
| Aprendizajes esperados | Deberá de codificar programas de bases de datos en el lenguaje de consultas SQL. |
Fuente: Elaboración propia
Tabla 4 Etapa 3: Integración de la base de datos a los sistemas gestores de información
| Resultado parcial del producto final | Realizar todas las consultas con el SQL en procedimientos almacenados, cubriendo los requerimientos funcionales planteados en la etapa 1. La codificación de las interfaces de usuario en un lenguaje de alto nivel para la administración de la información a través de ellas. |
| Recursos digitales profesor | Internet, Diapositivas, Videos: Exposición en clase. Procesador de textos, Dropbox ©, Internet, para promover el aprendizaje autónomo. Sistemas manejadores de base de datos para la creación y manipulación de la base de datos. Ambiente de desarrollo para lenguajes de alto nivel para generar las interfaces de usuario. |
| Recursos digitales alumno | Videos, Internet, procesador de textos y Dropbox© para realizar trabajo autónomo. Sistemas manejadores de base de datos para crear y manipular la base de datos del proyecto. Ambiente de desarrollo para lenguajes de alto nivel para la creación de las interfaces de usuario. |
| Competencias transversales | Es capaz de elaborar a través de lo aprendido en la asignatura de las bases de datos un sistema completo con una buena implementación (diseño y desarrollo), cumpliendo con el análisis de requerimientos del sistema. Todos los integrantes del equipo son capaces de explicar la forma de implementación al problema planteado con actitud amigable y respetuosa y presentan la información analizando con pensamiento crítico los resultados. |
| Aprendizajes esperados | Deberá de ser capaz de implementar transacciones en bases de datos con sustento en técnicas de bloqueo y niveles de aislamiento, además de implementar los programas con aplicaciones de bases de datos en lenguajes de programación de alto nivel gracias a la implementación de conectores ODBCa. |
| a Open DataBase Connectivity. | |
Fuente: Elaboración propia
Establecer las rúbricas de evaluación y sus porcentajes por etapa en la elaboración del proyecto
El sistema de evaluación basado en rúbricas es utilizado para medir el grado de adquisición de conocimiento, calidad de los resultados obtenidos y desempeño de las competencias indicadas, de manera consistente y considerando la calidad esperada en cada uno de los rubros a considerar. Por tanto, no se evalúa solo el resultado final, sino todo el proceso y se da una retroalimentación al alumno en cada etapa de evaluación. Para la etapa 1, el alumno deberá de ser capaz de analizar y aplicar la ingeniería de requerimientos, así como de diseñar el modelo entidad-relación y el modelo relacional normalizado del sistema de información. (Las rúbricas planteadas para esta fase se muestran a detalle en la tabla 4, que se encuentra en el anexo 1). En esta primera etapa se evalúan cuatro criterios, asignando un porcentaje a cada uno, dependiendo del nivel que hayan desarrollado los estudiantes y en la forma en que estructuran, manejan y documentan cada categoría. Y las categorías son las siguientes: Problema de Investigación (30 %), Diseño del Proyecto (40 %), Integración del Equipo (10%) y Documentación (20 %). La escala que se emplea para asignar los porcentajes, por su parte, es la siguiente: Excelente, Bien, Regular e Insuficiente.
En la etapa 2, el alumno deberá de ser capaz de codificar programas de bases de datos utilizando el SQL, reforzando las competencias de trabajo colaborativo y documentación formal de los procesos, por lo que se generó la rúbrica mostrada en la tabla 5, la cual se encuentra en el anexo 2. Las categorías que se evalúan en esta segunda etapa son: Codificación del Proyecto (60 %), Conexión a la Base de Datos (10 %), Documentación (20 %) e Integración del Equipo (10 %). Teniendo una escala igual que en la primera etapa.
Para la etapa 3, el alumno deberá de ser capaz de implementar transacciones en la base de datos eficientemente, utilizando técnicas de bloqueo y niveles de aislamiento, así como los programas de aplicación de las bases datos en lenguajes de programación con base en conectores.
Las herramientas de evaluación de esta última etapa, después de la retroalimentación, priorizan la transferencia del cómo aprender al cómo hacer dentro del ámbito cognitivo, sin dejar de lado el desarrollo o revisión de las habilidades de autogestión por parte del grupo de trabajo.
Las categorías que se evalúan en esta tercera etapa son: Interfaz de Usuario [IU] (40 %), Integración de la Base de Datos e IU (30 %), Integración del Equipo (10 %), Documentación del Proyecto (20 %). Empleando la misma escala que en las etapas anteriores, de acuerdo con la forma en que los estudiantes entregan el sistema incluyendo el trabajo colaborativo desarrollado. En la tabla 6, que se encuentra en el anexo 3, se detalla cada porcentaje asignado.
Metodología de la implementación de la estrategia del ABP durante la impartición de la unidad de aprendizaje Base de Datos
Etapa 1: Análisis y diseño de la base de datos. Definir los requerimientos del proyecto
Los alumnos desarrollaron el análisis de requerimientos de acuerdo con el estándar IEEE- 830 (Arévalo et al., 2008). Se desarrollaron los casos de uso y se crearon un conjunto reglas de negocios que describen la aplicación completa. Aunque los requerimientos en esta etapa aún son cualitativos, se contiene información para determinar los requerimientos funcionales y no funcionales. Durante este trabajo se invierte el tiempo entendiendo los requerimientos y explorando posibles soluciones. Se deben escribir los casos de uso basándose en las interacciones de los usuarios con el sistema y analizando los procesos. Debido a la naturaleza exploratoria de este proceso, se producen requerimientos bien documentados que benefician el desarrollo del resto del proyecto (Fernández y Fillottrani, 2003).
El objetivo de la unidad de aprendizaje es desarrollar bases de datos con sustento en el modelo de datos relacional, apoyados en la normalización y en el SQL. Para cumplir con el objetivo planteado y que el conocimiento sea significativo, se debe propiciar la interacción entre el nuevo conocimiento y el conocimiento previo, tomando en cuenta que el aprendizaje deberá ser progresivo, es decir, los significados van siendo captados e interiorizados; en este proceso la interacción con el conocimiento previo es muy importante (Moreira, 2005). Es por esto que se solicita definir claramente el objetivo y los requerimientos del sistema final: deberá ser un caso de la vida real para lograr la interacción con conocimientos previos, así como la relación progresiva con los nuevos conocimientos de la teoría de base de datos. Por todo lo anterior, el proyecto debe cubrir los siguientes requerimientos:
Al plantear el objetivo, poner énfasis en que el sistema dé prioridad al almacenamiento de la información.
El problema por resolver debe ser de la vida real y útil para un usuario final, es decir, se requiere contar con una persona que pueda asesorarlos en la definición de los requerimientos funcionales (rol del cliente).
Para la implementación del sistema de información se requiere especificidad en cada una de las etapas a desarrollar, a saber, análisis, diseño e implementación.
El alumno deberá realizar, dentro de la etapa de ingeniería de software, el proceso de ingeniería de requerimientos (IR), que se utiliza para definir todas las actividades involucradas en el planteamiento, documentación y mantenimiento de los requerimientos para un producto de software determinado. En este punto es muy importante tomar en cuenta que el aporte de los requerimientos determina la viabilidad del software (si es factible llevarlo a cabo o no), pasando posteriormente por un subproceso de obtención y análisis de requerimientos y su especificación formal, para finalizar con el subproceso de validación, donde se verifica que los requerimientos realmente definan el sistema que desea el cliente (Arias, 2005). El resultado de esta etapa dentro del estudio se ve resumido en la tabla 5.
Tabla 5 Información de los 15 proyectos elaborados por el grupo de estudio
| Título del proyecto | Objetivo | Giro de la empresa | Cliente solicitante | Equipo a cargo |
| Balder43 HUB | Gestión de información de los integrantes de un grupo de Scout. |
Asociación civil | Jefe del grupo Scout | Equipo 1 |
|
Projects of applied enginnering |
Gestión de insumos de un taller mecánico automotriz. |
Automotriz | Dueño del taller automotriz | Equipo 2 |
| PCA center | Gestión de la venta de libros a escuelas públicas y privadas. |
Venta de libros | Gerente la librería | Equipo 3 |
| Body Factory | Sistema para la administración financiera de un gimnasio. |
Salud y cuidado personal | Dueño del gimnasio | Equipo 4 |
| T-soft | Administrar la manufactura de playeras. |
Manufactura | Empleado/vendedor | Equipo 5 |
| Forte | Gestionar los parámetros de las enfermedades de diabetes e hipertensión. |
Salud | Médico | Equipo 6 |
| Concesionaria automotriz | Administrar la información de los servicios automotrices. |
Automotriz | Gerente de la concesionaria | Equipo 7 |
| Mozart coach system | Administrar equipos de juegos electrónicos. |
Juegos electrónicos | Coach de videojuegos | Equipo 8 |
| Pancita carmelita | Gestionar las ventas del restaurante. |
Restaurante | Dueño | Equipo 9 |
| Sistema indicador de desempeño | Administrar encuestas a trabajadores y clientes de satisfacción en una agencia automotriz. |
Automotriz | Jefe del área de sistemas | Equipo 10 |
| Administración de ganado bovino | Gestionar información de ganado bovino de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. |
Educación | Módulo de enseñanza agropecuaria | Equipo 11 |
| Venta de tamales | Gestionar la información en una tienda de abarrotes. |
Restaurante | Dueño | Equipo 12 |
| Sigma | Gestionar la información de alumnos de un estudio de danza. |
Recreativo | Dueño | Equipo 13 |
| Venta y compra de zapatos | Gestionar compras y ventas de una zapatería. |
Ventas | Dueño | Equipo 14 |
| Sistema taller | Gestionar la información de servicios de un taller de hojalatería. |
Automotriz | Dueño | Equipo 15 |
Fuente: Elaboración propia
Modelar la base de datos
Después de haber entendido el problema de acuerdo con la teoría de las bases de datos, se desarrolló el modelo entidad-relación, que es una técnica de ingeniería de la información para desarrollar un modelo de datos de alta calidad, ofreciendo una forma estándar de definir los datos y las relaciones entre estos para todos los sistemas de información (Barker, 1994).
El diagrama está en relación con el paso anterior y es necesario que el alumno lo desarrolle en esta fase, ya que, en este modelo, los datos son percibidos como tablas basadas principalmente en la teoría de conjuntos y en la lógica de predicados (Silberschatz et al., 2002). A medida que el alumno logre sistematizar la identificación de las entidades, definir las relaciones entre ellas y plasmarlas estructuradamente, será posible migrar a la forma en la que el sistema manejador de base de datos (SMBD) entiende la información para ser almacenada y procesada.
Para finalizar esta etapa es necesario que se apliquen las reglas de normalización al modelo relacional, ya que son indispensables para corregir redundancias si aún existen. Con este procedimiento se puede especificar un conjunto de atributos y sus dependencias funcionales básicas. El alumno debe normalizar hasta la forma normal que le indiquemos (generalmente hasta la tercera forma normal o la forma normal de Boyce Codd) y, utilizando el diseño de la base de datos relacional, se debe introducir cada una de las relaciones normalizadas, seleccionando sus atributos y sus claves principales y externas. Del mismo modo, se pueden especificar dependencias multivaluadas y de reunión, si interesa que el ejercicio contemple la cuarta y la quinta forma normal (Soler, Prados, Boada y Poch, 2006). Este proceso implica que el alumno conozca, interiorice y aplique los conceptos de diseño de las bases de datos relacionales a casos de la vida real.
Etapa 2: Lenguajes de programación. Comprender y utilizar el lenguaje de programación para las bases de datos
El aprendizaje del SQL es sin duda otro de los objetivos necesarios para el desarrollo del proyecto. El SQL es un enunciado genérico en el que se describen las tablas que conforman la base de datos, seguido de todas las consultas que se quieran formular. Cada una de ellas lleva asociada una o más soluciones correctas. Asimismo, cada problema también lleva asociadas las instrucciones SQL para la creación de las distintas tablas, así como las de inserción de datos en ellas (Soler et al., 2006). De esta forma, el alumno deberá utilizar su propio criterio y lograr implementar las reglas de negocio, utilizando de forma ágil todas las sentencias del SQL. Se espera que, con la práctica, el alumno logre concretar en un producto viable, la aplicación del conocimiento adquirido durante este curso.
Conexión de la base de datos con el lenguaje de alto nivel
Para esta etapa, el alumno ya deberá de conectar el SMBD con un lenguaje de alto nivel y aplicar el lenguaje de definición de datos (LDD) y el lenguaje de manipulación de datos (LMD) del SQL, lo que implica crear, modificar y eliminar tablas en la base de datos, al igual que actualizar la información con las instrucciones de insertar, actualizar y borrar. Para el desarrollo de consultas, se utiliza el SQL con consultas simples, consultas multitabla, procedimientos almacenados, disparadores y transacciones. El alumno deberá implementar transacciones en base de datos utilizando técnicas de bloqueo y niveles de aislamiento; e implementar los programas de aplicación de las bases de datos en los lenguajes de alto nivel con base en conectores y puros.
Etapa 3: Generación del sistema de gestión de datos
Para implementar las reglas de negocio y las interfaces gráficas de usuario, es necesario que el alumno programe las reglas de negocio planteados en la etapa 1 que se generaron con el análisis de requerimientos, con el SQL y el lenguaje de alto nivel. Cabe señalar que el curso no tiene como objetivo principal enseñar el lenguaje de alto nivel en el que programe el alumno las interfaces de usuario, ya que en este caso es una asignatura antecesora de la de Base de Datos, como el lenguaje Java. Pero sí que asocie ese conocimiento previo a la aplicación de nuevo conocimiento.
Evaluación del proyecto
Para la evaluación se toma en cuenta que el proyecto esté terminado, que tenga un diseño optimizado, que se haya desarrollado de manera completa y que se cubran las pruebas mínimas de funcionalidad con el análisis de requerimientos del sistema. La evaluación se basa en las rúbricas de evaluación planteadas en la tabla 6 y los resultados se pueden observar en la siguiente sección.
Resultados
Etapa 1: Planeación del proyecto
Para la etapa 1, se revisaron las evidencias mostradas por los estudiantes en relación con las cuatro criterios que se consideraron, a saber, el planteamiento del problema (40 %), el diseño del proyecto (30%), el desarrollo de la competencia de trabajo colaborativo a través de la integración que tuvieron como equipo en la solución del problema planteado, para lo cual presentaron un reporte oral y uno escrito (10 % y 20 %, respectivamente). En la figura 1 se pueden observar los promedios obtenidos de los 30 alumnos para la etapa 1.
Como se aprecia en la gráfica, solamente cinco alumnos no lograron atender las necesidades con los conocimientos de las bases de datos para establecer la problemática de un sistema de información, esto da como resultado que 83.33 % de los estudiantes se considera de regular a excelente, logrando obtener los resultados esperados para la etapa 1. Estos, asimismo, indican que el enfoque de realización en un ambiente tecnológico de motivación a los jóvenes para aprender les permite seleccionar temas que les interesan y que son importantes para sus vidas como profesionales y resolver problemas de aplicación práctica (Martí, Heydrich, Rojas y Hernández, 2010). Por otro lado, 30 % de los alumnos tuvo un resultado regular, por lo que se requirió retroalimentación al respecto por parte del profesor tanto sobre su desempeño en las competencias trabajadas como en los puntos de mejora en el proyecto.
Etapa 2: Ejecución del proyecto
Utilizando su propio criterio, el alumno logra resolver las reglas de negocio empleando de forma ágil todas las sentencias del SQL. En esta etapa, la codificación de la lógica de negocios del proyecto implementada en SQL (60 %) y la conexión a la base de datos (10 %) son priorizados porque refleja la aplicación de los conocimientos proporcionados por la unidad de aprendizaje. Las competencias de documentación e integración conforman el otro segmento a evaluar y retroalimentar. En la figura 2 se observa que 70 % del grupo obtuvo un desempeño excelente y que 60 % de esos alumnos mejoró con respecto a la etapa anterior, demostrando que la retroalimentación les permitió mejorar su desempeño, sobre todo en las competencias requeridas. Cabe aclarar que para este caso de estudio en particular influyeron problemas personales o familiares en 10 % de los alumnos por lo que no se pudo dar continuidad a algunos proyectos (14, 18 y 29) y eso se vio reflejado en su desempeño. En el otro 20 % restante, se observó que la retroalimentación les permitió mejorar su desempeño en las competencias de presentación y defensa de su trabajo, aunque la implementación del proyecto no siempre se concretó eficazmente. En general, 76 % de los alumnos osciló en los rangos de regular a excelente.
Etapa 3: Implementación
En la parte final de la implementación del sistema de gestión de información y donde se involucra el conocimiento previo de otras asignaturas, como la de programar en lenguajes de alto nivel, por ejemplo, Java, Visual C#, PHP, entre otros, por un lado, se consideró la implementación de la interfaz de usuario (40 %) y la integración de la base de datos con la interfaz de usuario (30 %); y por el otro, las competencias de integración del equipo (10 %) y la documentación (20 %). Los resultados se presentan en la figura 3.
Como se observa en la figura 4, los resultados para esta etapa señalan que 13.33 % de los alumnos no concretó su proyecto (14, 18, 27 y 29), mientras que 86.66 % logró un proyecto terminado con un buen diseño, desarrollo y probado, cumpliendo con los requerimientos del sistema planteados en la etapa 1. Además, 76 % del grupo logró integrar los conocimientos previos y completar el sistema de manera adecuada; en contraposición, 23 % tuvo problemas para integrar la información previa (no obstante lograron concretar el sistema en algunos casos fuera de tiempo). Es importante recalcar que los integrantes del equipo explicaron la solución del problema con actitud amigable y respetuosa en todos los casos. Y que si bien hubo 10 % que no alcanzó los objetivos, detectado desde la primera etapa (14, 18 y 29), el resto presentó una mejoría, aunque en algunos casos no fue suficiente para concluir adecuadamente su proyecto al integrar los conocimientos previos al diseño final.
Discusión de la evaluación del proyecto
En la figura 5 se observan los porcentajes alcanzados de los resultados en las tres etapas del proyecto a lo largo del semestre, con respecto al total de aprovechamiento esperado. Un alto porcentaje del grupo logró concluir su proyecto de forma satisfactoria, y fue capaz de mantener el trabajo en equipo a lo largo de todo el semestre, así como hacer un análisis de la información con pensamiento crítico para la solución del problema propuesto (83 %). Para considerar que el proyecto esté terminado con un diseño optimizado, este debe cubrir las pruebas mínimas de funcionalidad cumpliendo con el análisis de requerimientos del sistema. Se observa que 70 % de la evaluación de cada rúbrica evaluaba al proyecto y permitió evidenciar el desarrollo adecuado del mismo en 80 % de los alumnos a lo largo del proyecto. Por su parte, 13 % de los estudiantes que no cumplió con el proyecto, tampoco concluyeron el curso, por cuestiones personales; el restante 7 % representa a dos estudiantes, quienes presentaron un caso distinto de forma individual: uno incrementó su desempeño durante el curso (sujeto 1) y otro dejó de trabajar en la última evaluación (sujeto 4).
Se observó, además, que la retroalimentación continua, la indicación sobre los puntos a mejorar en la autogestión del grupo de trabajo y la presentación de la documentación funcionaron como elementos motivantes para los estudiantes. El incluir los elementos estudiados en la unidad de aprendizaje en la implementación del proyecto desde el inicio del curso le permitió al alumno verificar si los contenidos adquiridos y su significado durante la clase fueron obtenidos satisfactoriamente y en el caso de que detectara alguna omisión, podía hacer uso de los recursos educativos complementarios disponibles. También se observó que, en la tercera etapa, los conocimientos que no son cubiertos por el programa, porque forman parte de las materias antecesoras, afectaron la conclusión eficiente del sistema; pero que en los casos aprobatorios, el uso de las TIC y el compromiso conjunto con el compañero de equipo les permitió reforzar o abordar los conceptos bajo diferentes perspectivas o explicaciones para solventar este inconveniente.
Conclusiones
La implementación del aprendizaje basado en proyectos de forma transversal en la materia Base de Datos, que contribuye a la formación profesional en la currícula del área de ingeniería, permitió a los alumnos aumentar el nivel de conocimientos y habilidades en la implementación de sistemas de información, con el principal objetivo de implementar bases de datos. Les permitió a los estudiantes desarrollar las habilidades de investigación y, a través del desarrollo del proyecto, mejorar las aptitudes para la investigación, incrementando las capacidades de análisis y de síntesis.
Además, el trabajo en equipo y el uso del ABP les permitió dejar de lado un aprendizaje individualizado y compartir los retos y logros con sus compañeros; les hizo saber su capacidad, así como que el conocimiento sobre las bases de datos puede llegar a resolver problemas planteados en la vida real mediante la utilización de las TIC, y la relevancia que estas herramientas tienen en su vida profesional como ingenieros telemáticos.
Por parte del profesor, el guiar los diferentes proyectos de una manera sistemática y documentada dirigiendo la aplicación de los conocimientos a retos en el mundo real, le permite mantener el interés de los alumnos en temas complejos y algunos casos áridos, así como retroalimentar en la apropiación del conocimiento y fomentar el análisis de la información teórica de manera continua, sin dejar de lado el desarrollo de diferentes competencias que son deseables en los estudiantes de ingeniería. La metodología propuesta no solo permite uniformizar los criterios de evaluación en la propuesta didáctica inicial, y establecer en un futuro estrategias motivacionales o remediales, sino también permite hacer un análisis posterior cuidadoso del efecto de estas y documentar el proceso de manera sistematizada.
