Por Aja Couchois Duncan
4 de noviembre de 2013
La nanotecnología es un campo relativamente nuevo en la confluencia de la física, la ciencia y la ingeniería, pero su impacto en nuestras vidas es asombroso. Desde los teléfonos y las computadoras que usamos hasta las células solares que convierten la luz solar en electricidad, la nanotecnología está impulsando nuestra comprensión de lo que es posible.
La nanofabricación se refiere a la producción de materiales a nanoescala -que significa una milmillonésima parte de su tamaño- y se utiliza en una multitud de tecnologías electrónicas y otras tecnologías no biológicas. Como el sitio de algunos de los avances tecnológicos más importantes de las últimas décadas, la Nanofabricación es un curso popular en la Escuela de Ingeniería de Stanford. Este otoño, EE292L: Nanomanufactura se impartió por segunda vez como un curso de estilo volteado, involucrando a los estudiantes con su enfoque de video tipo Discovery-Channel, conferencias invitadas por innovadores y expertos en el campo de Silicon Valley, y demostraciones en el salón de clases que invitan a la reflexión utilizando productos reales de las industrias actuales.
Según el instructor Aneesh Nainani, profesor asistente consultor en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Stanford, el curso ofrece una oportunidad para que los estudiantes exploren el campo de la nanotecnología y «vean cómo los desarrollos a nanoescala están impactando en la electrónica que usan en la vida diaria».
Innovación en la Enseñanza y el Aprendizaje
Al «voltear» el formato tradicional de conferencias para videos en línea que los estudiantes pueden ver por su cuenta y utilizar el tiempo de la clase para los oradores invitados y las demostraciones, Nainani está maximizando el tiempo de la clase para aquellas actividades que son más atractivas para los estudiantes. Y una beca de la Oficina del Vicerrector de Aprendizaje en Línea (VPOL) le ha ayudado a hacer justamente eso. «La subvención nos permitió desarrollar técnicas para mejorar el contenido de base del curso, mejorar la experiencia en clase y probar la eficacia del método de enseñanza», dice.
El instructor de nanofabricación Aneesh Nainani visita los laboratorios iFixIt para desmontar los primeros prototipos y las iteraciones más actualizadas de las computadoras portátiles, iPods e iPhones de Apple, siguiendo los avances en las unidades y chips hacia dispositivos electrónicos más delgados, livianos, pequeños y, por lo tanto, más móviles.
La subvención ha dado sus frutos. Los videos en sí no son simplemente conferencias grabadas, sino que son eventos de aprendizaje digital que utilizan técnicas innovadoras de producción y postproducción, tales como diferentes ángulos de cámara con cortes rápidos y música alegre para crear un ritmo dramático. Los videos fueron filmados en el lugar en los laboratorios iFixIt Labs, la instalación de nanofabricación de Stanford en el Clark Center y el Centro de Datos de Stanford, y utilizando un cuadricóptero montado en la cámara para las vistas aéreas del Solar Decathlon 2013 y el examen de cerca de los paneles solares en la azotea del Edificio de Medio Ambiente y Energía Jerry Yang y Akiko Yamazaki (Y2E2), el nuevo modelo vanguardista de sostenibilidad de Stanford.
Utilizando un cuadricóptero a control remoto, el instructor de Nanofabricación Aneesh Nainani examina los paneles solares para identificar los diferentes diseños de células solares y sus implicaciones para el futuro de la tecnología solar.
En cada segmento de diez o quince minutos, Nainani conduce a los espectadores a través de una investigación llena de acción sobre la nanofabricación actual. En un segmento en particular, Nainani y sus colegas exploran la evolución de los aparatos más populares de hoy en día, desarmando los primeros prototipos y las iteraciones más actualizadas de las computadoras portátiles, iPods e iPhones de Apple, siguiendo los avances en las unidades y chips hacia dispositivos electrónicos más delgados, livianos, pequeños y, por lo tanto, más móviles. En otro segmento, utilizando un cuadricóptero a control remoto, observa de cerca una variedad de paneles solares para identificar diferentes diseños de células solares y sus implicaciones para el futuro de la tecnología solar.
Llevar la industria de vanguardia a los estudiantes
Nainani fue atraído al campo de la nanofabricación por un amor inherente a la física y a entender cómo funcionan las cosas. «Puedes empezar con algunas verdades básicas y comenzar a entender todo el mundo a tu alrededor», dice. «Esto comienza con el nivel macro, pero puede ser llevado al nivel más pequeño, a la nanoescala. Es realmente asombroso comenzar a entender las cosas que suceden a nanoescala y ver cómo se conecta con las industrias actuales y los productos que usamos todos los días. Es por eso que las demostraciones y las conferencias invitadas son un componente tan importante de la clase. Proporcionan una gran oportunidad para que los estudiantes se conecten con la industria».
El aspecto de conferencia invitada del curso ha recibido muchos elogios de los estudiantes. Según Pranav Pai, un estudiante de ingeniería de Stanford, los conferenciantes invitados a presentar contribuyeron con ideas clave. «Hablaron sobre los desarrollos más recientes, relevantes e innovadores relacionados con la materia que habíamos estudiado esa semana en clase», dice. «Esto me ayudó a obtener un sentido inmediato del contexto sobre lo crucial y el impacto que el material que estábamos atravesando podría ser hacia una verdadera innovación industrial y tecnológica. Y nos dio acceso a perspectivas derivadas de décadas de trabajo en el campo, lo cual es invaluable para un ingeniero que busca entrar en la industria por sí mismo».
Según Nainani, «La nanofabricación es un campo que está ocurriendo aquí y ahora, por lo que es posible invitar a personas que trabajan en empresas de nueva creación, capitalistas de riesgo y científicos que trabajan en la industria de los semiconductores».
Archana Kumar, estudiante de ingeniería de Stanford, dice: «La estructura de la clase invertida te da tiempo para ponerte al día en los conceptos básicos fuera de la clase a través de los cortos videos a tu propio ritmo, mientras que la clase en sí está dedicada a cosas más interesantes como el desmontaje de productos y las conferencias de la gente de la industria. Aunque toma un poco más de tiempo que una clase normal, lo compensa proporcionando una mejor variedad de contenido.»
Aprovechando las subvenciones de semillas de la facultad
Según John Mitchell, viceprocurador para el aprendizaje en línea, «Las subvenciones iniciales están diseñadas para apoyar a la facultad, departamentos y programas en la creación de entornos de enseñanza y aprendizaje innovadores y atractivos». El año académico pasado, hubo 39 beneficiarios de la subvención inicial: 14 en el otoño, 15 en el invierno y 10 en el trimestre de primavera. Nainani fue uno de ellos.
«Como resultado de la subvención, hemos podido mejorar la segunda iteración del curso de dos maneras fundamentales: utilizando el componente de vídeo para llevar a los estudiantes a excursiones virtuales -algo que sería demasiado complejo desde el punto de vista logístico para hacerlo de otra manera- y trasladando parte del contenido del curso para que sea accesible en dispositivos móviles o de tableta», dice Nainani. «Los estudiantes también usaron tabletas para crear videos de pantalla para su proyecto final que calificaron usando un sistema de evaluación por pares».
La Dra. Amy Collier, directora de iniciativas de aprendizaje digital de VPOL ve el impacto de las subvenciones iniciales en la enseñanza y el aprendizaje en Stanford todos los días. «El propósito no es simplemente crear Cursos Masivos Abiertos en Línea (MOOCs)», dice ella. «Más bien es dar rienda suelta a la creatividad del profesorado en el uso de las herramientas digitales y el aprendizaje digital para una variedad de entornos de aprendizaje, los que apoyan a los estudiantes de Stanford».
«Cuando entregamos la solicitud de subvenciones para semillas al comité de revisión» dice Collier, «les pedimos que consideren tres cosas: la innovación (¿Vamos a aprender algo de ella?); el impacto (¿Cómo impacta el proyecto en los estudiantes de Stanford?); y la evaluación (¿Cómo se evaluará este impacto y qué aprenderemos como resultado?). El área que plantea el mayor desafío para la facultad tiende a ser la pieza de evaluación. Aunque no hay un conjunto de herramientas estándar para esto, hay recursos a los que la facultad puede llegar en esta área. Obviamente está el VPOL, pero también está el Centro de Enseñanza y Aprendizaje e Investigación Institucional y Servicios de Decisión (IRDS). A menudo hay recursos dentro de las propias escuelas».
Para abordar el componente de evaluación del requisito de subvención, Nainani elaboró un informe que refleja las principales conclusiones del curso. Utilizando los datos de participación de los estudiantes en el vídeo, pudo evaluar la participación de los estudiantes en línea con el contenido del curso (cuándo lo vieron y durante cuánto tiempo). Basándose en esta evaluación, Nainani se dio cuenta de que había cargado el curso por adelantado y, como resultado, la participación en línea había disminuido hacia el final del trimestre. En futuras iteraciones del curso, podrá alinear mejor las cargas de vídeo con los plazos del curso para crear un patrón más uniforme de participación en línea y, por lo tanto, de aprendizaje.
Nainani es un vocal defensor del modelo de clase volteado. «Solía haber una época», dice, «en la que los profesores sólo tenían que dar conferencias en clase y hacer algunos chistes. Pero con el advenimiento de los métodos de enseñanza en línea, tenemos que convertirnos en guionistas y productores creativos. Se requiere un nuevo conjunto de habilidades y los profesores deben adaptarse para avanzar en el futuro de la educación superior».
Para los profesores interesados en integrar las herramientas de aprendizaje en línea, Nainani tiene algunos consejos: «No se limiten a tomar un curso tradicional de conferencias y dividir las conferencias en videos cortos. Los mejores cursos de la mano de Dios están diseñados desde el principio. Cada segmento tiene que estar por su cuenta; debe ser educativo y entretenido». En resumen, cada segmento debe captar la atención de los estudiantes y encender su imaginación.
Notas Nainani, «la beca de semillas te da mucha independencia para experimentar con el contenido de los cursos en línea. No todo lo que hagas funcionará, pero una beca que apoye el aprendizaje y la experimentación es lo más divertido de solicitar y recibir».
Para información adicional sobre el Programa de Becas de Semillas para la Facultad, por favor vaya a la página de Becas de Semillas para la Facultad del sitio web de VPOL. La propuesta para las becas de semillas de la facultad individual se debe entregar el 15 de noviembre. Para las becas a nivel de departamento o de programa, por favor envíe una Carta de Intención antes del 15 de noviembre y una propuesta completa antes del 21 de febrero de 2014.
Para los profesores interesados en crear cursos públicos o mixtos o en desarrollar contenidos o herramientas educativas en línea, vaya a la página de recursos de Getting Started.