El Grau d'Enginyeria Biomèdica és un ensenyament on interaccionen tres disciplines tècniques que defineixen l'enginyer biomèdic. Aquestes són: Materials, Mecànica i Electrònica; però sempre amb una visió enfocada a les necessitats i aplicacions mèdiques o sanitàries. Aquest fet fa que la disposició d'assignatures que conformen el currículum que ha de cursar el futur enginyer es classifiquin en assignatures de formació bàsica d'enginyeria, formació bàsica en ciències de la salut i assignatures especialitzades del grau tal com queda establert en el pla d'estudis del grau: https://www.ub.edu/portal/web/medicina-ciencies-salut/grau/-/ensenyament...

Com és lògic assumir, en les assignatures bàsiques d'enginyeria i ciències de la salut s'inclouen cursos fonamentals com matemàtiques, química, càlcul... i tots aquells dedicats a l'ensenyança de l'entorn medicosanitari que envolta a l'ésser humà i el funcionament del sistema sanitari i les ciències de la salut. Finalment, aquelles matèries dedicades a l'especialització del grau agrupen els cursos dedicats a la part tecnològica de (bio)materials, (bio)mecànica i (bio)electrònica. Dins de tota aquesta amalgama d'assignatures, aquest projecte vol treballar el contingut relacionat amb l'àmbit electrònic i els projectes d'enginyeria i la millora de l'ensenyança d'aquests continguts al llarg del grau.

Com s'observa del pla d'estudis del grau, existeixen, únicament, dues assignatures enfocades a desenvolupar i articular els continguts bàsics de l'electrònica i els projectes d'enginyeria. Aquestes són les assignatures obligatòries d'Electrònica Aplicada (EA) i Projectes d'Enginyeria (PRJ) de 9 i 6 crèdits ECTS respectivament. Aquestes dues assignatures desenvolupen i articulen els continguts fonamentals per les seves matèries. Per un costat, EA forma part de la matèria "Instrumentació, Senyals i Imatges Biomèdiques" i és l'única que tracta tots els aspectes elementals centrats en l'àmbit de circuits electrònics. En aquesta assignatura es fonamenten els conceptes elementals de teoria i anàlisi de circuits, components passius i actius, funcionament de l'amplificador operacional i la seva implicació en la instrumentació biomèdica. Posteriorment, es treballen aspectes d'estabilitat, retroalimentació i aspectes de no-idealitats dels BioAmplificadors, i en particular els potenciostasts, sempre des d'una visió aplicada al camp de l'enginyeria biomèdica.

Per altra banda, Projectes d'Enginyeria (PRJ) constitueix l'única assignatura que forma la matèria que porta el seu mateix nom. Per aquest motiu, té la responsabilitat de formar els futurs titulats amb les competències definides en el programa del grau. En aquest sentit, l'assignatura proporciona una visió global i àmplia del desenvolupament de projectes donant una especial atenció als conceptes de Gestió de Projectes (Planificació, Organització, Seguiment i Control) i Normatives i Regulacions (Introducció al marc regulador europeu i el Marcatge CE). A més, aquesta assignatura incorpora conceptes de valor afegit per a proporcionar una visió més general de les tasques i atribucions que un enginyer com coneixements relacionats amb el manteniment, els peritatges i la redacció de projectes d'enginyeria.

Tot i que aparentment ambdues assignatures no es troben directament relacionades, a més s'imparteixen en semestres i cursos diferents: EA segon curs quart semestre i PRJ tercer curs sisè semestre, des de la coordinació de les dues assignatures s'ha treballat específicament en la complementació del seu contingut per treballar de forma àmplia i continuada un conjunt de competències transversals i imprescindibles per al futur enginyer biomèdic. La primera acció per consolidar aquesta millor es va realitzar amb l'execució del projecte d'innovació docent PID 2014PID-UB/076 "Aprenentatge basat en projectes en l'àrea d'electrònica per a enginyers biomèdics" on es van sincronitzar els continguts d'ambdues assignatures i es va introduir la metodologia basada en Projectes com a part central de les seves activitats.

Fruit d'aquesta primera experiència executada durant els cursos 2014 i 2015 es va detectar un augment significatiu de l'interès dels alumnes pels circuits electrònics i l'augment de la motivació dels mateixos durant el curs. També, aquest primer projecte va permetre detectar un conjunt de mancances competencials que afectaven de forma transversal la continuïtat de l'ensenyança de les competències electròniques i de projectes d'enginyeria al llarg del grau. Aquesta situació va derivar en realitzar dues accions importants dins el marc del grau. Una primera acció va consistir a modificar el pla docent del grau i traslladar del setè semestre (quart curs) al sisè semestre (tercer curs) la docència de l'assignatura de Projectes d'Enginyeria (implementat el curs 2017-18) i introduir una nova assignatura optativa "Microprocessadors per Aplicacions i Sistemes Biomèdics" iniciada durant el curs 2019-20.

Amb aquestes modificacions introduïdes en l'itinerari del grau, els estudiants inicien el contacte amb l'electrònica a través de l'assignatura d'EA, posteriorment la complementen amb Instrumentació i, finalment, de forma progressiva i seqüencial poden ampliar els seus coneixements cap a la part de sistema electrònic amb l'optativa "Equips i Instruments Biomèdics" (BINS) i "Microcontroladors per a Aplicacions i Sistemes Biomèdics" (MASB); o cap a la part de disseny microelectrònica amb l'optativa "Microcircuits Biomèdics" (MB). Tot això amb un fil conductor, els conceptes fonamentals de la feina en projectes d'enginyeria i la seva gestió mitjançant l'assignatura de "Projectes d'Enginyeria" (PRJ).

A tall d'exemple, els alumnes del grau inicien la pràctica centrada en l'organització de la informació en les pràctiques d'EA mitjançant la redacció d'informes tècnics dels seus exercicis de laboratori i la presa de decisions mitjançant criteris de cost i temps. Posteriorment, en l'assignatura de Projectes, se'ls introdueixen més continguts de gestió i organització que s'apliquen directament en la redacció i execució de la memòria del TFG. D'aquesta manera els alumnes potencien, de forma continuada, un conjunt de competències durant el segon, tercer i quart curs de forma sincronitzada.

El resultat d'aquest treball ha servit per harmonitzar continguts, metodologies i competències entre diferents assignatures i millorar la transmissió de coneixements amb els alumnes tot mantenint connectats, a través dels diferents cursos, la sincronització de continguts. També va ajudar, com s'ha comentat, a identificar la necessitat d'introduir conceptes específics de microcontroladors que ha conduït a crear la nova assignatura optativa Microcontroladors per a Aplicacions i Sistemes Biomèdics.

A més, la reubicació de l'assignatura de Projectes, ha permès utilitzar-la com a plataforma de comunicació i aprenentatge per als alumnes que cursaran la futura assignatura de Treball Final de Grau (TFG) de quart curs. Actualment, a l'impartir-se durant el segon semestre del 3r curs, els alumnes disposen de sis mesos per treballar en un projecte previ anomenat "Avantprojecte" que els serveix per preparar el desenvolupament del seu futur TFG.

Partint de la situació exposada prèviament i l'experiència adquirida des de 2014, el present projecte d'innovació docent vol iniciar una segona fase per tal d'estendre la sincronització vertical i horitzontal dels continguts entre un total de 5 assignatures del Grau d'Enginyeria Biomèdica. D'aquesta manera es seguirà treballant per potenciar i millorar la transmissió i la capacitat docent en circuits electrònics i projectes d'enginyeria per assegurar l'adquisició de les competències relacionades.

Per aconseguir aquesta sincronització de continguts aquest projecte farà ús de metodologies actives per actualitzar i millorar les cinc assignatures implicades. En més detall, es realitzarà una reformulació cap a metodologia d'Aula Inversa en les assignatures BINS i MASB on s'inclouran els reptes en totes les seves parts pràctiques amb la intenció de crear un entorn que reprodueixi situacions professionals reals. Per altra banda, l'assignatura MB es transformarà a un model teòric-pràctic basat en projectes que reprodueixin també reptes sorgits d'entorns reals. Pel que fa a les assignatures EA i PRJ ampliaran el contingut docent actual i ampliaran el seu portafolis de projectes. És important destacar que l'assignatura Electrònica Aplicada, incorporarà tot un mòdul docent nou centrat en sistemes digitals per sincronitzar i donar continuïtat a aquesta docència en l'assignatura optativa de MASB. A més, aquest fet inclou la preparació de tot el material pràctic per fer activitats tipus reptes i projectes en les activitats de laboratori d'EA.

A més, entre aquestes tres assignatures optatives de l'últim semestre de quart curs, es realitzarà una tasca de sincronisme vertical entre el contingut de les activitats pràctiques. Per fer això, es plantejaran pràctiques integradores entre les diferents assignatures. La idea consisteix en reproduir situacions reals de treball en el desenvolupament de productes on els equips interaccionen de forma deslocalitzada de tal manera que, els alumnes de BINS hauran d'utilitzar parts d'un circuit que dissenyaran els alumnes de MB, mentre que els alumnes de MASB necessitaran la informació que els enviaran els alumnes de l'assignatura BINS; i tots hauran de sincronitzar-se per definir les especificacions d'un producte resultant final que serà la sinergia de les seves activitats pràctiques en assignatures diferents. D'aquesta manera els alumnes quedaran immersos en un marc de treball en equip i cooperatiu real utilitzant mecanismes i eines de gestió de projectes d'enginyeria propis de l'entorn professional del sector salut.

Per tal d'aconseguir aquest sincronisme vertical i reproduir situacions pròximes a un entorn real és dissenyarà un equipament hardware específic compatible amb els laboratoris de les tres assignatures optatives. Aquest equipament que rep el nom de "MultiLab" serà un entorn de disseny analògic reconfigurable basat en l'ús d'FPAA (Field Programamble Analog Array) que permetrà generar diferents estímuls per a les activitats que s'estiguin realitzant.

En paral·lel a la creació de les activitats i del nou hardware "MultiLab" també és plantejaran els mètodes i criteris d'avaluació. El fet d'incorporar una sincronització vertical incorpora un fort repte a l'hora de valorar la feina que realitzaran els estudiants. Per aquest motiu, en primera aproximació es preveu l'ús de diversos mètodes centrats en l'alumne prioritzant l'avaluació continuada, avaluació entre iguals i l'autoavaluació. Per altra banda, i poder valorar els productes resultants de les activitats pràctiques es treballarà en l'ús de l'avaluació acreditativa i el desenvolupament de rúbriques.

Finalment, per tal de mostrar la globalitat del que vol realitzar aquest projecte d'innovació docent es presenta la Figura 1 on de forma esquemàtica es pot veure la interconnexió tant vertical com horitzontal que vol es vol realitzar amb aquest projecte. Horitzontalment s'observa la sinergia entre assignatures de segon, tercer i quart, per treballar conceptes de forma transversal. Mentre que la integració vertical es realitza durant l'últim semestre de quart maximitzant les capacitats com ara el treball cooperatiu i integrador. Per altra banda, la Figura 2 mostra una aproximació al detall de la integració vertical on, a través del desenvolupament d'un sistema o equip mèdic, els continguts de les diferents assignatures interaccionen de forma natural.