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Título : Generación de estudios de caso para apoyar el aprendizaje de la probabilidad y la estadística
Autor : WELLENS, O ANN GODELIEVE
GOMEZ GALLARDO, WULFRANO
Fecha de publicación : 2018
Resumen : Desde tiempos remotos se ha utilizado la representación de una situación real como base para la reflexión y el aprendizaje dentro del proceso educativo. El aprendizaje basado en problemas busca precisamente que el estudiante construya su conocimiento a partir del análisis intensivo y completo de un hecho o problema real con la finalidad de interpretarlo, diagnosticarlo, generar hipótesis, contrastar datos y resolverlo. El análisis exhaustivo de ejemplos tomados de la realidad desarrolla en los estudiantes el análisis, síntesis y evaluación de la información, así como mejora el pensamiento crítico, el trabajo en equipo y la toma de decisiones, además de otras actitudes y valores como la innovación y la creatividad. Asimismo, esta forma de aprendizaje es idóneo para fomentar el auto-aprendizaje del alumno dentro de un sistema semi-presencial o de blended learning. El proyecto consiste en reforzar el aprendizaje y la experiencia del alumno de las carreras de ingeniería en las áreas de probabilidad y estadística básica y aplicada mediante el uso de casos de estudio con datos reales pertenecientes al sector aeronáutico. El alumno aprenderá a entender y aplicar conceptos como variable aleatoria, muestreo, análisis de datos, distribuciones de probabilidad, pruebas de hipótesis, análisis de regresión, , mediante el estudio del comportamiento de un sistema real. El trabajo estadístico correspondiente se realizará principalmente en Excel y R; el primero porque le es familiar al estudiante y el segundo porque es una herramienta libre muy potente, y el saber programar en R complementa los otros conocimientos del futuro ingeniero. Al final del proyecto, se contará con un compendio de aplicaciones dentro del estudio de la aviación y sectores relacionados, así como herramientas y apps que permitan comprender los datos y la teoría que se puede emplear para analizarlos, alojados en una página web y libremente disponibles para los estudiantes de diferentes niveles educativos.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5922
metadata.dc.contributor.responsible: WELLENS, O ANN GODELIEVE
metadata.dc.coverage.temporal: 2018-2020
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.objective: * Apoyar la labor docente, contribuyendo a la mejora del aprovechamiento académico de materias relacionadas con el análisis de datos en todos los niveles de la educación media superior y superior, a través de la elaboración de casos de estudio en el campo de la aeronaútica. * Lograr una mayor vinculación de las materias del plan de estudios, a través del diseño y elaboración de estudios de caso basados en datos reales. * Aumentar el acervo bibliográfico digital para el bachillerato y la Facultad de Ingeniería de la UNAM, con materiales basados en datos reales y generados por especialistas en los campos de la probabilidad, estadística básica, estadística aplicada e investigación de operaciones y aeronaútica. * Formar y/o participar en grupos de trabajo en docencia, que promueven la vida académica dentro de la universidad a través de publicaciones científicas y de docencia, trabajo colaborativo, desarrollo de proyectos de investigación y asistencia a congresos. * Fomentar la colaboración existente entre el Departamento de Sistemas de la Facultad de Ingeniería de la UNAM con la Amsterdam University of Applied Sciences y la organización Dutch Benelux Simulation Society, a través de la generación de material didáctico conjunto en español e inglés. * Lograr una mayor difusión del conocimiento, a través de la publicación de los materiales generados en una página web; lo anterior apoyará a la transición del sistema tradicional de enseñanza a uno de tipo basado en problemas y haciendo uso de las herramientas actuales y TICs. * Diseñar y/o dictar cursos a nivel bachillerato, licenciatura y/o posgrado por parte de los participantes, así como organizar seminarios de discusión para los profesores que imparten materias relacionadas con el material que se generará. Además de los objetivos específicos mencionados, la participación de estudiantes en el proyecto aumenta la formación de recursos humanos en la Facultad de Ingeniería; los estudiantes participantes logran un mayor desarrollo académico, participan en la generación de material didáctico, participan en actividades de investigación y elaboración de artículos científicos.
metadata.dc.description.hypothesis: La hipótesis de la cual parte este proyecto es que los estudiantes, en todos los niveles de la educación, absorben mejor los conocimientos teóricos cuando estos están acompañados con problemas prácticos, de preferencia con aplicación directa a una situación real. Esto es especialmente así para las materias relacionadas con las matemáticas, y por tanto también con las relacionadas con la probabilidad y estadística, temas que se abordarán en este proyecto. Asimismo, el uso de datos reales y su discusión dentro de casos de estudio puede fomentar la investigación en los estudiantes, como está especificado en la Misión y Visión de nuestra Facultad. Un trabajo conjunto de profesores de varios niveles, departamentos e instituciones puede lograr la generación de estudios de caso completos y útiles para diferentes grados de detalle de los conocimientos teóricos. La publicación en internet del material generado logrará difundir el conocimiento hacia los estudiantes de bachillerato y de la comunidad estudiantil de la Facultad de Ingeniería, así como de otras áreas de la UNAM. El fácil acceso del material en internet apoyará al auto-aprendizaje en sistemas de blended-learning y el aula invertido, específicamente para el aprendizaje basado en problemas. Los casos de estudio que se generan en este proyecto podrán ser utilizados tanto para ser estudiados en conjunto con profesores dentro de una clase presencial, como para que los alumnos estudien en forma autodidacta.
metadata.dc.description.strategies: Como estrategia didáctica, se pueden distinguir tres modelos de casos de estudio: 1. Centrados en el análisis de los casos, en donde se analiza las soluciones tomados por expertos, 2. Centrados en la aplicación de principios, y 3. Centrados en el entrenamiento, en donde no se da de antemano la respuesta correcta, si no que se analizan las diversas soluciones posibles y el enfoque se encuentre en familiarizarse con los métodos de solución. Es más bien este último en que se tiene interés en este proyecto. La metodología incluye el desarrollo de: COMPENDIO DE CASOS DE ESTUDIO A partir de una búsqueda bibliográfica, se analizarán los problemas más comunes de operación en el sector aeroportuaria, haciendo énfasis en los relacionados con la investigación de operaciones, ingeniería industrial y logística, por ser los campos de especialidad de los académicos involucrados en este proyecto. Se hará una búsqueda de fuentes de datos de tiempos de vuelo, etc., de acceso libre, como por ejemplo airportia.com, flightradar24.com o flightstats.com. El uso de datos de acceso libre tiene como ventaja que los procedimientos descritos en los casos de estudio pueden ser reproducidos por los estudiantes, con conjuntos similares de datos reales. Se seleccionarán y resolverán ejercicios y casos adecuados para cada nivel de educación (bachillerato, licenciatura, maestría), indicando el grado de dificultad de cada ejercicio. Se buscará un equilibro entre los ejercicios ofrecidos para cada uno de los temas que se trabajarán. Posibles temas son: * Análisis estadístico de la capacidad de carga de un almacén * Determinación del factor de carga de aeronaves * Análisis del cambio de la capacidad del aeropuerto MEX a través de los años * Análisis estadístico del transporte aéreo de cargo en México * Tendencias de transporte multimodel de carga en México * Análisis de las causas de demoras en México * Comparación de la confiabilidad de fuentes libres de datos aeroportuarias * Análisis de las demoras en la ciudad de México mediante cadenas de Markov * Comparación de la efectividad de diferentes pruebas de bondad para ajustar datos aeroportuarios GENERACIÓN DE APPS Para acompañar a los casos de estudio, se desarrollarán algunas apps, por ejemplo, en Shiny para RStudio, y tanto para Windows como para Mac, de tal forma que el estudiante pueda comprender más fácilmente los conocimientos estadísticos explicados y aplicados en cada problema. Los temas dependerán de los casos de estudio que se desarrollan; algunos pudieran corresponder por ejemplo a la forma de obtener un histograma, el concepto de la prueba de hipótesis, la determinación del error tipo II, etc. GENERACIÓN DE ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN Debido a que el proyecto contempla el uso y análisis de datos reales, de los resultados encontrados para los casos de estudio podrán salir publicaciones científicas en revista y/o congreso arbitrado. Las revistas científicas y conferencias en donde se presentarán son los que abordan temas de logística, simulación y/o modelación en ingeniería, temas en donde las aplicaciones de la probabilidad y estadística tienen una importancia vital, por ejemplo, para el análisis de los datos de entrada. Los foros mencionados, además de fomentar la divulgación de la investigación del grupo de trabajo, ofrecen una posibilidad de intercambiar opiniones sobre temas relacionados, así como reforzar la colaboración académica en el campo. PÁGINA WEB Se elaborará una página web, que incluye elementos como avisos, textos, recursos, apps, enlaces a los bases de datos usados, etc., de acuerdo con recomendaciones de textos publicados sobre la difusión de materiales educativos en la red. El equipo de profesores participantes en este proyecto tiene suficientes conocimientos teóricos y experiencia en el uso de Excel y R, programación, análisis de datos, generación de apps y desarrollo de páginas web para llevar a buen término la instalación de la página. SEMINARIOS Se llevarán a cabo seminarios para analizar el material generado. DISEÑO DE CURSOS Se desarrollarán temarios y materiales para dos cursos-taller intersemestrales sobre el análisis de datos aeroportuarios, cada uno con un diferente nivel de profundidad. En los cursos se analizarán algunos de los ejercicios y casos de estudio generados dentro de este proyecto, utilizando R o un lenguaje de programación similar. DIFUSIÓN DEL CONOCIMIENTO Para lograr su difusión hacia la comunidad universitaria, los materiales generados estarán disponibles al final del proyecto en un canal multimedio del grupo de trabajo, además de ver la posibilidad de publicarse en el repositorio de la Red Universitaria de Aprendizaje (RUA). Las apps en R se pueden alojar en la nube de Shiny, que es disponible y accesible libremente. Asimismo, el contacto con la Amsterdam University of Applied Sciences y la Dutch Benelux Simulation Society incrementarán el nivel de difusión que se podrá lograr.
El objetivo general del proyecto propuesto es ofrecer material didáctico en forma de casos de estudio basados en datos reales de la aeronáutica, como apoyo en el proceso de enseñanza-aprendizaje en materias relacionadas con la probabilidad y estadística básica y aplicada, tanto a nivel bachillerato, como licenciatura y maestría. Lo anterior se hará a través de la elaboración de escritos sobre los casos de estudio y la descripción de su solución, la generación de apps que ejemplifiquen la teoría, la puesta en marcha de una página web con los materiales generados y su bibliografía, así como la publicación de artículos científicos. La difusión vía internet de los materiales elaborados coadyuvará a tener un mayor entendimiento de las herramientas de la disciplina, y así favorecerá que los egresados mejoren su desempeño profesional tanto en el desarrollo de investigación como en el campo laboral.
metadata.dc.description.goals: CUANTITATIVAS Para lograr estas metas se usaron en su mayoría datos aeroportuarios; sin embargo, debido a que el proyecto se aprobó en la etapa de reconsideración, se había empezado a trabajar con un caso de estudio sobre el BICIPUMA, del cuál también se lograron varios productos. 1 Compendio de casos de estudio Se han generado 4 casos de estudio, todos enfocados en el uso de la paquetería R para resolver problemas reales relacionados con la probabilidad y/o estadística; todos están disponibles en la página web generada. Avance total: 100% (a nivel de borrador completo). 2 Elaboración de artículos de investigación Por no aprobarse fondos para conferencia el primer año, se tuvo que reajustar las metas en cuanto a publicación. Se elaboraron sobre los casos de estudio generados un total de 7 artículos con estudiantes: un artículo SCOPUS (en el segundo año), el resto para conferencias en México. Se presentó además un trabajo como cartel científico. El artículo de revista está en elaboración con la información generada. Aunque el tipo de artículo ha cambiado por el recorte en recursos, esta meta sobrepasó lo planeado. 3 Página web Se ha elaborado la página web con google sites. La página está operacional y contiene los materiales generados, así como links a materiales interesantes para el uso del lenguaje de programación R. Se logró la meta propuesta. 4 Diseño de cursos-taller y seminarios En el primer año, se diseñó e impartió un curso a nivel bachillerato y un seminario para estudiantes de maestría. En el segundo año del proyecto se impartieron 2 talleres (uno en colaboración con la UADY, Mérida) y un curso en la FI-UNAM. El seminario planeado en Holanda no se llevó a cabo por el recorte al presupuesto. En su lugar, se impartió un taller en la conferencia internacional MULTILOG. Se superaron las metas planeadas. 5 Formación de recursos humanos En todos los materiales y casos de estudio participaron estudiantes de licenciatura y maestría (algunos registrados dentro del proyecto, otros no). Artículos: 9 estudiantes de maestría y 1 de licenciatura. Casos de estudio: 2 estudiantes de licenciatura y 3 de maestría. Dentro del proyecto se generó también una tesis de licenciatura (70% avance), una tesis de maestría (35% de avance), un servicio social y una estancia académica en Holanda. Se superaron las metas planeadas. METAS CUALITATIVAS 1 Asistencia a foros y conferencias A pesar del recorte en los fondos, se pudo asistir a 5 conferencias. En todas las ponencias participaron estudiantes, superando las metas planeadas. 2 Meta educativas Se logró trabajo colaborativo de académicos de la FI-UNAM con colegas del CCH Oriente, la UADY (Mérida) y la Aviation Academy en Amsterdam. Los productos generados apoyan al proceso de enseñanza-aprendizaje en la Facultad de Ingeniería y su bachillerato, y se logró una importante divulgación del trabajo colaborativo generado.
metadata.dc.description.selfAssessment: El proyecto tuvo una buena acogida. Gracias al esfuerzo del equipo de trabajo se ha logrado cumplir satisfactoriamente con las metas establecidas al final del proyecto. Inclusive, éstas fueron sobrepasados. Se considera un avance global del 100% con respecto a las metas planteadas originalmente, aunque los productos que se generaron son materiales dinámicos que siguen siendo mejorables. Asimismo, algunas actividades no se llevaron a cabo exactamente como planeadas, por factores fuera del control de los participantes, pero estas actividades y/o proyectos resultantes fueron sustituidos por otros equivalentes. La estructura de la información generada fue establecida en el primer año del proyecto, mientras que en el segundo año se profundizó, amplió y mejoró el material elaborado. Asimismo, la página web que se desarrolló está operacional. En cuando a la colaboración entre pares: la experiencia de colaboración ha sido muy satisfactoria, tanto con el participante del CCH Oriente Gamar García Castillo como con la participante de la Aviation Acádemy Catya Zúñiga. Además de las colaboraciones planeadas, se tuvo un acercamiento con la UADY para aportar conocimiento sobre la generación de apps en estadística, usando R. Se ha podido aterrizar ideas en forma conjunta, aprovechando los conocimientos y experiencias de los integrantes, que provienen de departamentos e incluso instituciones diferentes. Ha sido muy enriquecedor poder conjuntar experiencias. Especialmente, la colaboración en cuanto a la elaboración de textos (4 casos de estudio y 7 artículos de conferencia) han sido fructíferas y el inicio de una colaboración futura entre las partes. Los estudiantes que participaron en el proyecto se han mostrado muy contentos de poder aprender con datos reales, más considerando la excelente producción académica lograda. Finalmente, el material didáctico generado, así como la página web desarrollada, logra apoyar la labor docente en los cursos regulares de licenciatura y maestría, así como la divulgación de temas relacionadas con la estadística, especialmente en su aplicación con el lenguaje de programación R.
metadata.dc.description.goalsAchieved: METAS CUANTITATIVAS 1. Compendio de casos de estudio Publicación de un mínimo de 4 casos de estudio (uno cada semestre, o dos por cada año de proyecto), en donde cada uno se basa en datos reales relacionados con la operación aeroportuaria para sacar conclusiones mediante herramientas probabilísticas y estadísticas. Los temas serán tales que cubren un espectro amplio de las herramientas probabilística y estadísticas que se estudian en las carreras de la ingeniería y su bachillerato. Los estudios de caso serán publicados en la página web que se desarrollará, así como en el repositorio de la UNAM. El texto de cada caso constará de alrededor de 50 páginas. Algunas de las características de estos textos son: a. Estarán escritos en un lenguaje sencillo con ejemplos y procedimientos claros y concisos b. Proporcionarán interesantes casos de aplicación con el objetivo de que, dependiendo del temario para el que fueron desarrollados, tanto alumnos de bachillerato, licenciatura como maestría puedan entender claramente lo que ahí se expone. c. Tendrán un adecuado rigor técnico y profundidad d. Ofrecerán una visión global de la amplia aplicabilidad de la estadística dentro de las aplicaciones de la vida real (en este caso la operación aeroportuaria). 2. Elaboración de artículos de investigación Se elaborarán durante los dos años de proyecto un mínimo de un artículo en revista arbitrada y dos artículos en una conferencia internacional arbitrada y con registro en SCOPUS (un artículo para conferencia en cada año), relacionados con los temas estudiados en el transcurso de este proyecto. 3. Página web Se elaborará una página web, en donde se colocará todo el material generado (estudios de caso y apps específicos para Windows y Mac, así como enlaces hacia otros materiales interesantes. Se planeará la forma en que serán utilizadas las herramientas de información y comunicación (como son avisos, foros, recursos, chat, posiblemente videos, etc.), de tal manera que la página sea útil e interesante para los estudiantes de diferentes niveles de educación. Esta página estará ligada con las páginas personales de los participantes del proyecto, en caso de tenerla; asimismo, el material se hará público a través de otros canales, como por ejemplo los repositorios de la UNAM o sus dependencias. 4. Diseño de cursos-taller y seminarios Se desarrollarán temarios y materiales para dos cursos intersemestrales para alumnos, uno a nivel bachillerato y otro a nivel licenciatura/maestría, correspondientes cada uno a un taller de análisis de datos aeroportuarios con un diferente nivel de profundidad. Para ambos cursos se presentarán el temario y los materiales requeridos. Se buscará la impartición de los cursos durante el desarrollo del proyecto. Se tiene pensado implementar el primer curso-taller en el CCH oriente (M.I. Gamar Zaid García) y el segundo en la DIMEI (Wulfrano Gómez Ann Wellens) como cursos intersemestrales después del primer año de proyecto. Asimismo, se contemplan dos seminarios (uno en México, otro en Holanda) para que los expertos participantes evalúen el nivel de auto-aprendizaje de los alumnos con los materiales generados. En la evaluación participará el Dr. Miguel Mujica. 5. Formación de recursos humanos Mediante la participación de estudiantes de licenciatura y maestría en el proyecto, se forman recursos humanos. Por un lado, por la participación en si, los estudiantes adquieren conocimiento y experiencia en la participación en proyectos; por otro lado, los aspectos de investigación científica y elaboraciónde artículos, fundamentales en este proyecto, fomenta el espíritu de investigación de los estudiantes participantes. En este proyecto participarán dos estudiantes de maestría y dos de licenciatura; adquirirán práctica en la búsqueda de datos, en las metodologías descritas, en el lenguaje de programación R, en la publicación de material digital y en la elaboración de materiales escritas. METAS CUALITATIVAS 1. Asistencia a foros y conferencias La participación en foros, congresos y conferencias es de vital importancia para la difusión del trabajo científico y para la superación académica de los participantes del proyecto dentro del área de estudio. Se pretende asistir como ponente a dos conferencias internacionales durante el período en que se desarrolla el proyecto (uno cada año), pudiendo ser tentativamente las conferencias EMSS, WSC o similares. 2. Meta educativas * Fomentar el trabajo en equipo entre profesores de diferentes departamentos, niveles e instituciones. * Facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje en la Facultad de Ingeniería y su bachillerato mediante la elaboración de material didáctico especializado, y publicado en la web. * Divulgar y motivar el uso de los métodos y herramientas estadísticas de análisis de datos, a través de la generación y publicación de casos de estudio reales y recursos educativos relacionados.
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Ingeniería
metadata.dc.subject.DGAPA: Ingenierías
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: GOMEZ GALLARDO, WULFRANO
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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