DISEÑO DE UNA ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR PARA LA ENSEÑANZA DEL
CONCEPTO DE COMPUERTAS LÓGICAS
ESTUDIANTE:
LUISA FERNANDA CASAS DÍAZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN
ESPECIALIZACIÓN EN EDUCACIÓN EN TECNOLOGÍA
DISEÑO DE UNA ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR PARA LA ENSEÑANZA DEL
CONCEPTO DE COMPUERTAS LÓGICAS
DIRECTOR
RUTH MOLINA VÁSQUEZ
ESTUDIANTE:
LUISA FERNANDA CASAS DÍAZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN
ESPECIALIZACIÓN EN EDUCACIÓN EN TECNOLOGÍA
Dedicatoria
Agradecimientos
A mis compañeros y a los docentes de la especialización por sus valiosas enseñanzas y aportes.
RESÚMEN ANALÍTICO
TIPO DE DOCUMENTO:
Informe final de trabajo de grado.
TIPO DE IMPRESIÓN: Digitado en computador.
NIVEL DE CIRCULACIÓN: General.
ACCESO AL DOCUMENTO Lugar:
Universidad Distrital Francisco José de Caldas – Sistema de Bibliotecas - RIUD
Número de documento:
TÍTULO: Diseño de una actividad tecnológica escolar para la enseñanza del concepto de compuertas lógicas
AUTOR(ES):
Luisa Fernanda Casas Díaz
PUBLICACIÓN:
Bogotá, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2018.
UNIDAD PATROCINANTE:
Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de Ciencias y Educación.
Especialización en Educación en tecnología.
PALABRAS CLAVES:
Compuertas lógicas, circuito eléctrico, tecnología, Actividad Tecnológica Escolar (ATE) DESCRIPCIÓN
El contenido de la presente propuesta corresponde al diseño y construcción de una Actividad Tecnológica Escolar (ATE) que pretende la enseñanza de conceptos básicos de compuertas lógicas. Su propósito es aproximar a nuevos saberes de la dimensión tecnológica a estudiantes entre los 15 y 20 años vinculados a una institución de educación no formal.
La ATE propuesta se basa en la estrategia de análisis a través de la construcción y plantea la elaboración de un “Robot Tragamonedas”, con esta se espera que el estudiante apropie el concepto de compuertas lógicas por medio de la aplicación de sus habilidades en el área de tecnología.
FUENTES:
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Quintana, A. (2014). Didáctica de la Tecnología. (Documento de seminario dentro de la Maestría en Educación en Tecnología. Inédito). Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
Rivero, M. (2012). Teoría genética de Piaget: constructivismo cognitivo. Dipòsit Digital de la Universitat de Barcelona. Recuperado de http://hdl.handle.net/2445/32321
Rodríguez, M. (2008). La teoría del aprendizaje significativo en la perspectiva de la psicología cognitiva. Barcelona: Ediciones Octaedro, S.L.
Tocci, R.J., Widmer, N. (1996). Sistemas digitales principios y aplicaciones. Mexico: Prentice Hall Hispanoamericana.
Vygotski, Lev., (1979) El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Buenos Aires: Grijalbo.
CONTENIDOS:
CONTEXTO DEL TRABAJO: Se describe las características de la población y del plantel educativo al que va dirigida la propuesta, Instituto Bolivariano Esdiseños.
ANTECEDENTES: Se relacionan allí trabajos que fueron realizados con anterioridad y que tienen pertinencia por proponer aportes relevantes para la presente actividad. Se seleccionaron los relacionados con robótica y enseñanza de tecnología en entornos no formales.
DESCRIPCION DEL TRABAJO: Incluye los siguientes apartados:
Planteamiento del problema: Se define la necesidad que debe ser suplida. En este caso, se trata de una visión limitada de la tecnología de los estudiantes vinculados al plantel educativo.
Preguntas Orientadoras y objetivos:
Se establecen para determinar las características, elementos pedagógicos y didácticos y el prototipo de la ATE.
MARCO TEÓRICO: Aborda los fundamentos teóricos que orientan la propuesta: Desde lo pedagógico: Constructivismo (Aprendizaje significativo, estructuralismo y construccionismo), desde lo didáctico (ATE desde análisis a través de la construcción) y desde el contenido (Compuertas lógicas)
PROPUESTA: Describe el procedimiento de diseño de las ATE que incluye: metodología, objetivos de formación, competencias, indicadores, actividades y evaluación. La estructura de la ATE desde el enfoque de análisis a través de la construcción.
METODOLOGÍA:
Se lleva a cabo por medio de las siguientes fases:
Fase I - Análisis: En esta fase se define el artefacto a construir, se construye un prototipo para identificar características, potencialidades y dificultades. Se identifican fundamentos pedagógicos y didácticos y se realiza recopilación documental para revisión y selección de información. De igual manera, se hace un análisis de la población objetivo.
Fase II – Concreción: En esta fase se establecen de manera definitiva los elementos pedagógicos: constructivismo; didácticos: desde las ATE con su estrategia de análisis a través de la construcción; y de contenido: compuertas lógicas. Recopilación y análisis de antecedentes y construcción del marco teórico. Fase III - Diseño y construcción de la propuesta: Se definen las competencias, indicadores, actividades y evaluación. Se determinan cada uno de los momentos que integran la ATE.
CONCLUSIONES:
Se identifica que para la aproximar a los estudiantes del Instituto Bolivariano Esdiseños al concepto de Compuertas Lógicas la herramienta más pertinente es una Actividad Tecnológica Escolar desde la estrategia de Análisis a través de la Construcción, dado que durante el proceso constructivo que supone la actividad y al finalizar el prototipo propuesto, el estudiante puede evidenciar la factibilidad de los conceptos, confrontando la teoría con la práctica y asimismo observar que tales temáticas tienen una aplicación real.
Para lograrlo, la ATE debe estructurarse con diferentes actividades producto de propósitos formativos previamente establecidos, que guíen al estudiante durante todo momento al aprendizaje del concepto de Compuertas Lógicas y al fortalecimiento de habilidades de carácter técnico y tecnológico, utilizando como vehículo, la construcción del prototipo. En este punto es importante enfatizar que dicho artefacto debe poder construirse y ser funcional para evitar la frustración de los jóvenes; por tanto, el docente debe, antes de proponer la actividad, validar que ésta sea alcanzable por medio de la elaboración de un prototipo que le permita identificar los posibles inconvenientes y fallas. En lo referente a los elementos pedagógicos, el diseño de la actividad tiene en cuenta como marco general el modelo constructivista y el construccionismo propuesto por Seymour Papert, dentro del cual se hacen importantes los objetos y artefactos por desarrollar procesos de pensamiento. Desde el punto de vista didáctico y por tratarse de una propuesta para aplicar a un entorno educativo no formal, se hace muy importante la exploración de los referentes que tienen los estudiantes sobre los sistemas, procesos y dispositivos, esto con el fin de llegar a ellos de una manera más acertada para que se sientan identificados. Por lo demás, se tienen en cuenta los objetivos de formación, el reto, las actividades de formación, la información de contenidos, la evaluación y la guía clara para la construcción del artefacto.
Se espera, a futuro, proponer una ATE que combine las estrategias de análisis a través de la construcción y la estrategia de diseño, para proveer al estudiante de herramientas que le permitan proponer e implementar mejoras y soluciones desde el uso de las técnicas digitales con compuertas lógicas al artefacto propuesto.
ELABORACIÓN: 09 de junio de 2018
ELABORADO POR:
Luisa Fernanda Casas Díaz
REVISADO Y CORREGIDO POR:
Ruth Molina Vásquez REVISIÓN Y CORRECCIÓN: junio de 2018
Tabla de Contenidos
1.
INTRODUCCIÓN
... 12
2.
CONTEXTO DEL TRABAJO
... 12
3.
ANTECEDENTES
... 13
4.
DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO
... 13
4.1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
... 13
4.2.
JUSTIFICACIÓN
... 14
4.3.
PREGUNTAS ORIENTADORAS
... 14
4.3.1.
PREGUNTA ORIENTADORA GENERAL:
... 14
4.3.2.
PREGUNTAS ORIENTADORAS ESPECÍFICAS:
... 14
4.4.
OBJETIVOS
... 14
4.4.1.
GENERAL
... 14
4.4.2.
ESPECÍFICOS
... 14
5.
METODOLOGÍA DE TRABAJO
... 14
6.
MARCO TEÓRICO
... 15
6.1.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO PEDAGÓGICO
... 15
6.2.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO DIDÁCTICO
... 16
6.3.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE EL OBJETO DE CONOCIMIENTO
... 17
7.
PROPUESTA
... 19
7.1.
DESCRIPCIÓN
... 19
7.2.
METODOLOGÍA
... 20
7.3.
ASPECTOS PEDAGÓGICOS
... 20
7.4.
ASPECTOS DIDÁCTICOS
... 21
7.4.1.
CARACTERISTICAS DE LA POBLACIÓN:
... 21
7.4.2.
CONTENIDOS
... 21
7.4.3.
OBJETIVOS DE FORMACIÓN
... 21
7.4.4.
COMPETENCIAS Y DESEMPEÑOS
... 22
7.4.5.
INDICADORES, ACTIVIDADES Y EVALUCIÓN
... 22
7.4.6.
ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN
... 22
8.
CONCLUSIONES
... 23
REFERENCIAS
... 24
Lista de figuras
Figura 1. Potencialidades de la estrategia de Análisis a través de la Construcción. Elaboración propia 2018. ... 16
Figura 2. Propósitos de la estrategia de Análisis a través de la Construcción. Elaboración propia 2018. ... 16
Figura 3. Consideraciones didácticas de la estrategia de Análisis a través de la Construcción. Elaboración propia 2018. ... 17
Lista de tablas
DISEÑO DE UNA ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR PARA LA
ENSEÑANZA DEL CONCEPTO DE COMPUERTAS LÓGICAS
Luisa Fernanda Casas-Díaz
Especialización en Educación en Tecnología Universidad Distrital Francisco José de CaldasBogotá, Colombia
RESUMEN: El contenido de la presente propuesta corresponde al diseño y construcción de una Actividad Tecnológica Escolar (ATE), la cual, busca la enseñanza de conceptos básicos de compuertas lógicas. Su propósito es aproximar a nuevos saberes de la dimensión tecnológica a estudiantes entre los 15 y 20 años vinculados a una institución de educación no formal. La ATE propuesta se basa en la estrategia de análisis a través de la construcción y plantea la elaboración de un “Robot Tragamonedas”. Con esta se espera que el estudiante apropie el concepto de compuertas lógicas y desarrolle ciertas competencias en el área de tecnología.
PALABRAS CLAVE: Compuertas lógicas, circuito eléctrico, tecnología, Actividad Tecnológica Escolar (ATE)
ABSTRACT: The content of this proposal is the design and development of a School Technological Activity (STA) which target is teaching basic concepts of logical gates. The intend of this proposal is approaching to new knowledgement of technology to students of a non-formal education institute, whose ages are between 15 to 20 years old.
The STA is based on the strategy of Analysis through the Construction. The activity proposes the construction of a “moneybox robot” which intention is students to appropriate different contents and develop relevant competences about technology.
KEYWORDS: Logical gates, electrical circuit, technology. School Technological Activity (STA)
1. INTRODUCCIÓN
Este documento presenta el proceso de construcción de la propuesta que desarrolla una Actividad Tecnológica Escolar para la enseñanza de conceptos básicos de compuertas lógicas. Dicho proceso comprende una serie de apartados que dan cuenta de la pertinencia y viabilidad de la propuesta mencionada y que serán descritos a continuación.
El primer apartado corresponde al contexto del trabajo, que está dirigido jóvenes entre los 15 y 20 años de edad de una institución de educación no formal que cuenta con grupos de interés donde los estudiantes voluntariamente acceden para recibir formación en otras áreas. Esta información es importante pues permite identificar las posibles necesidades,
oportunidades o potencialidades hacia las que debe orientarse la propuesta. En este caso particular, la intencionalidad principal es aproximar a los estudiantes a un componente de la tecnología diferente al de los dispositivos móviles y la conectividad, que es el que tienen como referente principal.
Posteriormente se encuentra el apartado de antecedentes. Este es construido tras el análisis de trabajos previos con temáticas similares a las de la presente propuesta. Se seleccionan aquellos que abordan el tema de educación en tecnología en entornos no formales y robótica trabajados por medio de actividades tecnológicas escolares por ofrecer aportes significativos.
Continúa con la descripción del trabajo. En éste se especifican el planteamiento del problema, la justificación y los objetivos establecidos, estos últimos en concordancia con la pregunta orientadora general que indaga por las características que debe tener una Actividad Tecnológica Escolar (ATE) para aproximar a los estudiantes, integrantes de una institución educativa no formal, a los conceptos básicos de compuertas lógicas. Se desprenden de esta las preguntas orientadoras específicas que hacen referencia a los elementos pedagógicos y didácticos requeridos para el desarrollo de la propuesta.
Por último, se encuentra la descripción detallada de la propuesta. Dado que se trata de una ATE, se especifican los contenidos, propósitos formativos, su estructura, organización y actividades. De igual manera, se incluyen las conclusiones que dan cuenta del análisis de los resultados obtenidos tras el desarrollo de la propuesta y su relevancia en la medida que acerca a los estudiantes de un entorno educativo no formal, por medio de la estrategia didáctica proveída por las ATE, a contenidos propios del saber tecnológico diferentes a los asociados al uso de dispositivos como celulares, tabletas y computadores,
2. CONTEXTO DEL TRABAJO
adultos de estratos 1 y 2, con edades que varían entre los entre los 15 años y los 55 años aproximadamente.
Con el ánimo de que los estudiantes logren acceder a sus programas de formación, el instituto cuenta con diferentes horarios de clase que van de lunes a viernes o sábados y domingos. Cada uno de los ciclos ofrecidos valida dos niveles del bachillerato de la siguiente manera: Ciclo I: Grados 6° y 7°, ciclo ll: Grados 8° y 9°, y ciclo lll: Grados 10° y 11°. Se ofrecen las áreas de matemáticas, física, química, biología, español, inglés y ciencias sociales únicamente, pues, por tratarse de bachillerato acelerado, el tiempo programado para el desarrollo de los cursos es muy reducido y por tanto no se incluyen en el currículo áreas como tecnología.
Sin embargo, es de gran interés para el instituto proveer a los estudiantes una formación integral a pesar de las restricciones de tiempo que supone el bachillerato acelerado. Por esta razón, cuenta con grupos de interés en los cuales participan jóvenes entre los 15 y 20 años, quienes tienen disponibilidad de tiempo para el aprovechamiento de dichos grupos. En este momento se encuentran activos los grupos de música y artes plásticas y el instituto ve potencial en dar inicio a un grupo de tecnología y la primera aproximación a este proyecto es desarrollar con los jóvenes la actividad que se propondrá en este documento.
3. ANTECEDENTES
Dentro de la bibliografía consultada fueron seleccionados los siguientes trabajos por tener pertinencia y aportes relevantes para la presente actividad.
El primero se titula: “Sobre la educación no formal, el universo tecnológico y el goce” (Pérez y Franco, 2003) que da cuenta de una propuesta metodológica diseñada por el centro interactivo de ciencia y tecnología Maloka, orientada a la educación en tecnología en entornos no formales. Su desarrollo se da en tres ejes fundamentales que son: motivación, creación y reflexión sobre el proceso. Se encuentra pertinencia en el eje de motivación, que sugiere explorar con el estudiante sus referentes teóricos y principalmente sus referentes cotidianos por medio de preguntas que lo lleven a reflexionar y a asociar lo ya conocido para él con los nuevos conceptos que se le proponen.
El segundo antecedente se titula: “Actividad Tecnológica Escolar en robótica básica: hacia la construcción de aprendizajes significativos en tecnología” (Ángel y Páez, s.f.) hace referencia al proceso de diseño y aplicación de una Actividad Tecnológica Escolar (ATE) de robótica básica que es construida desde cuatro componentes fundamentales: pedagógico, metodológico, desde la estrategia didáctica y propósitos de formación. Se toma como relevante en este documento las orientaciones sobre los componentes pedagógicos y didácticos sugeridos para el diseño de una ATE que trabaje el campo de la robótica En este caso establecen que los componentes pedagógicos son: el constructivismo con
su enfoque de aprendizaje significativo y el construccionismo desde el cual Papert establece que “el aprendizaje es más eficaz cuando es parte de una actividad que el sujeto experimenta como la construcción de un producto significativo” (citado en Ángel y Páez, s.f). Desde lo metodológico, refieren el trabajo por proyectos en el que el estudiante enfrenta diversos retos y debe abordarlos y darles respuesta, haciendo acopio de todas sus habilidades en el campo de la tecnología.
El tercer antecedente que se revisa es el titulado: “Actividad tecnológica escolar a partir del acrónimo de la robótica Beam para la enseñanza y aprendizaje de sensores” (Fonseca, 2017) que desarrolla el proceso de diseño y aplicación de una ATE apoyada en la robótica. Los aportes relevantes a la propuesta están en la afinidad de la temática y por tanto se hace pertinente la estructura de las fases y los momentos que propone: reconocimiento, uno de aprendizaje y uno de apropiación, con actividades que favorecen el refuerzo de los conceptos aprendidos. Se ve potencial en esta estructura ya que aproxima a los estudiantes a referentes cotidianos, invitándolos a indagar y a analizar artefactos y sistemas de su entorno.
El cuarto antecedente se titula: “Las apreciaciones de la ciencia y la tecnología en estudiantes de educación no formal: contribuciones hacia su popularización.” (Cristancho y Torres, 2013). La relevancia de este trabajo radica en que, al ser aplicado a una población de estudiantes de un instituto de educación no formal de validación del bachillerato, ofrece resultados que pueden orientar el enfoque debe darse a la presente propuesta. Es de resaltar de los resultados de la investigación lo siguiente:
- La tecnología y la ciencia como algo aislado de ellos y a las que solo acceden personas “muy inteligentes” o “élites”.
- Los jóvenes perciben la tecnología como algo asociado al poder adquisitivo.
- Consideran que la tecnología solo beneficia a muy pocos sectores de la sociedad.
- Ven en el aprendizaje de la tecnología solamente una alternativa para conseguir empleo.
4. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO
4.1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
gran medida a las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) en lo que tiene que ver con la conectividad que supone el uso de internet y las redes sociales, y al manejo de dispositivos como celulares, tabletas y computadores. Esto genera una visión limitada de la tecnología que deja de lado otro tipo de conceptos y dimensiones que hacen parte del saber tecnológico y que permitirían enriquecer su significado para los jóvenes.
4.2.
JUSTIFICACIÓN
La apropiación de la tecnología y ampliar la percepción de esta se hacen factores importantes en la medida en que promueven en los estudiantes el pensamiento crítico, la creatividad, la curiosidad y el interés para aplicar sus aprendizajes. Esto es deseable en términos de generar un cambio de perspectiva en cuanto al saber tecnológico, en la que no solo se asocie la tecnología al uso de dispositivos móviles o la conectividad que éstos suponen.
Por lo anterior, se hace necesario contar con un recurso didáctico que estimule la comprensión de sistemas complejos en tecnología, utilizando una estrategia apoyada en la educación en tecnología. En este caso particular se aborda el concepto de Compuertas Lógicas; un tema que se hace pertinente dado que su análisis y manejo permitirá la comprensión de otro tipo de sistemas más complejos relacionados con la electrónica digital, tan presente en nuestros días.
Para lograr esta aproximación se diseña una Actividad Tecnológica Escolar (ATE) basada en el análisis a través de la construcción, que busca motivar al estudiante e invitarle a la reflexión durante cada uno de sus momentos. Esto responde igualmente a la oportunidad que ofrece el Instituto Bolivariano en su interés de abordar el área de tecnología, entendiendo este proyecto como una primera aproximación.
4.3.
PREGUNTAS ORIENTADORAS
4.3.1. PREGUNTA ORIENTADORA GENERAL:
¿Qué características debe tener una ATE para aproximar al concepto de Compuertas Lógicas a los estudiantes del Instituto Bolivariano Esdiseños?
4.3.2. PREGUNTAS ORIENTADORAS ESPECÍFICAS:
¿Qué elementos pedagógicos y didácticos se deben tener en cuenta para el diseño de una ATE en entornos educativos no formales?
¿Cómo incorporar el concepto de compuertas lógicas en una ATE?
¿Qué componentes estructurales debe tener una ATE para la enseñanza del concepto de compuertas lógicas?
4.4.
OBJETIVOS
4.4.1. GENERAL
Diseñar y construir una Actividad Tecnológica Escolar para aproximar al concepto de compuertas lógicas a los estudiantes entre 15 y 20 años del Instituto Bolivariano Esdiseños.
4.4.2. ESPECÍFICOS
Identificar y caracterizar los elementos pedagógicos y didácticos necesarios para la elaboración de la ATE.
Determinar las actividades desde el análisis a través de la construcción que permitirán la incorporación del concepto de compuertas lógicas en la ATE.
Elaborar un prototipo de la ATE basado en los componentes propuestos.
5. METODOLOGÍA DE TRABAJO
La metodología a tener en cuenta para el desarrollo de la presente propuesta es la siguiente:
Fase I: Análisis
En esta fase se define el artefacto que se propone para construcción y los potenciales contenidos a trabajar por medio este proceso. Se construye un prototipo que permite identificar sus características, potencialidades y dificultades durante el proceso constructivo. Se identifican fundamentos pedagógicos y didácticos que pueden orientar la propuesta, y, se realiza recopilación documental para revisión y selección de información relevante. De igual manera, se hace un análisis de la población objetivo de la Actividad Tecnológica Escolar (ATE). Se identifican las necesidades, oportunidades y viabilidad de desarrollar la propuesta con esa comunidad en particular.
Fase II: Concreción
Fase III: Diseño y construcción de la propuesta
Se definen las competencias e indicadores que se pretenden alcanzar con la ATE y de aquello se desprenden las actividades de aprendizaje y evaluación. Se determinan cada uno de los momentos que integran la ATE. Esto incluye la elaboración de la guía para la fabricación del artefacto propuesto, estructuración de preguntas de análisis de la actividad, inclusión de los contenidos a estudiar, entre otros.
6. MARCO TEÓRICO
6.1.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO
PEDAGÓGICO
La presente propuesta está enmarcada en el modelo pedagógico constructivista, pues se considera que la elaboración de una actividad tecnológica escolar basada en el análisis a través de la construcción y del diseño representa claramente una interacción entre el sujeto y el objeto del conocimiento. Esto le da la oportunidad al estudiante de experimentar y actuar sobre su entorno por medio del proceso constructivo que supone el desarrollo de la ATE, con lo que logra reconocer elementos conceptuales nuevos que, al contrastar con sus saberes previos, le permitirán llegar a nuevas estructuras de conocimiento y nuevas maneras de entender su realidad. En este sentido, la propuesta se alinea con las tres tendencias encontradas en este modelo pedagógico y, aunque no se manifiestan de manera separada en el desarrollo de la propuesta pues todas están presentes al mismo tiempo en diferentes momentos de la actividad, para efectos de especificar el sustento teórico, se abordarán de manera diferenciada.
Por una parte, se encuentra el estructuralismo o epistemología genética, formulada por Piaget (1972), en el que se estudia el paso de un estado de menor a uno de mayor conocimiento. Es así como se establece que para que el individuo, en su interacción con el medio, forme nuevas estructuras, debe adaptarse a través de un proceso equilibrado de asimilación y acomodación. En la asimilación el sujeto que aprende relaciona e incorpora el objeto del conocimiento basado en sus esquemas cognitivos iniciales, mientras que en la acomodación se da el ajuste de la estructura cognitiva para la adquisición de nuevos conocimientos modificando así el proceso de asimilación (Rivero, 2012). En consecuencia, el sujeto construye el conocimiento en un proceso cíclico en el que haciendo una interpretación de la realidad desde sus estructuras cognitivas existentes, llega a nuevas estructuras que serán incorporadas después de asimiladas.
De lo anterior se desprende el construccionismo, propuesto por Seymour Papert en 1991, que toma como base el estructuralismo de Piaget y valida que el individuo es quien construye su conocimiento (Obaya, 2003) por tener un papel activo en su proceso de aprendizaje. Pero, en vez de hacer una caracterización general del sujeto que aprende, da relevancia a
lo diferenciado del conocimiento, es decir, comprende que todos los individuos aprenden de manera distinta y dicho aprendizaje está ligado al contexto, pues la construcción de sus propias estructuras intelectuales se da a través de elementos que toma de su entorno.
Cuando se habla de contexto, debe entenderse que existe un componente social y otro asociado a los recursos físicos. Así, en lo social se espera que se den relaciones de colaboración y apoyo entre pares para facilitar que los estudiantes confronten sus criterios, ideas y metodologías, para lograr el desarrollo cognitivo individual. Esto se refuerza con lo planteado por Vygotski (1979), en lo que refiere a la interacción social cuando se habla se la zona de desarrollo próximo, definida como:
“(…) la distancia entre el nivel real de desarrollo, determinado por la capacidad de resolver independientemente un problema, y el nivel de desarrollo potencial, determinado a tra-vés de la resolución de un problema bajo la guía de un adulto o en colaboración con otro compañero más eficaz.” (Vygotski, 1979, p.133) Por otra parte, con recursos físicos, se hace referencia al ambiente adecuado para el desarrollo de los procesos de aprendizaje. Esto no solo tiene que ver con los recintos o espacios donde se darán dichos procesos, sino también con los objetos que serán utilizados para tal fin, pues por medio de su fabricación, manipulación y análisis de funcionamiento, se favorece el desarrollo del pensamiento (Chacón y Badilla, 2004). Es así, como identificamos la importancia que el construccionismo da a los “objetos físicos” y lo que se piensa y aprende a través de la interacción con ellos, considerándolos artefactos cognitivos.
Otro de los enfoques que debe tenerse en cuenta, es el Aprendizaje Significativo planteado por Ausubel (1976), donde se establece que el conocimiento nuevo se adquiere a través de la interacción entre éste y la estructura cognitiva presente en el estudiante, en forma de ideas de anclaje o subsumidores, y no de una manera arbitraria y desligada de su estado cognitivo inicial. En consecuencia, los conceptos y saberes previos del estudiante toman una importancia capital para este enfoque, porque es en base a ellos que debe direccionarse el proceso de enseñanza, para lograr que lo que se aprende tenga sentido y permita construir nuevos subsumidores para posteriores aprendizajes. Según Rodríguez (2008), las condiciones fundamentales para que se dé el aprendizaje significativo son las siguientes:
- Que el estudiante tenga predisposición e intención para el aprendizaje.
- Que se le presente un material que sea coherente con la estructura cognitiva del individuo.
De las condiciones anteriores, se establece que la más importante es la que tiene que ver con las ideas de anclaje, pues de ellas depende el nivel en el que estudiante apropia sus aprendizajes. En ese sentido es pertinente retomar lo planteado por Ausubel (1976): “Si tuviese que reducir toda la psicología educativa a un solo principio, enunciaría éste: de todos los factores que influyen en el aprendizaje, el más importante consiste en lo que el alumno ya sabe. Averígüese esto, y enséñese consecuentemente.” (Citado en Rodríguez, 2008, p.14)
6.2.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO
DIDÁCTICO
Las Actividades Tecnológicas Escolares, según Quintana (2014), son en sí mismas orientaciones didácticas o dispositivos pedagógicos que actúan como mediaciones para encaminar al estudiante al aprendizaje de las diferentes dimensiones del saber tecnológico: histórica, económica, cultural, política y técnica. Su propósito principal es provocar situaciones que lleven a los sujetos a relacionarse con los aprendizajes por medio de acciones pensadas y estructuradas previamente por el docente.
Por tanto, las ATE requieren como primera medida de un diseño previo por parte de los docentes que sea respaldado en fundamentos pedagógicos, científicos y técnicos, que permitan establecer de manera clara los objetivos de formación en cuanto a habilidades y contenidos u objetos de conocimiento, y, en esa medida, ser coherente y presentar articulación entre cada uno de los componentes de su estructura, especialmente en lo que tiene que ver con los objetivos y la evaluación. Es conveniente que los propósitos de formación sean establecidos en base a las orientaciones incluidas en la guía 30 (MEN, 2008), para dar cuenta de uno o varios de los componentes y desempeños a los que se enfoque la actividad.
Hace parte de los criterios de diseño, el definir niveles de prescripción, es decir el nivel de orientación por parte del docente u otro tipo de profesional y si las actividades serán desarrolladas de manera grupal o individual. Tener en cuenta seleccionar y ofrecer “fuentes de estudio” (Otálora, 2008, p.17) que sean relevantes para el estudio de temáticas correspondientes al campo de la tecnología. Es de igual manera importante considerar las condiciones de la institución donde se desee implementar la ATE, por ejemplo: disponibilidad de tiempo, recursos físicos, disponibilidad de espacios (de requerirse), entre otros (Quintana, 2014, p.41). Finalmente, es necesario que antes de llevar a cabo la ATE con los estudiantes, esta sea validada para determinar si se logran los objetivos y así detectar aspectos a mejorar.
Teniendo en cuenta lo planteado por Quintana (2014) se identifican dentro de las ATE diferentes estrategias didácticas que las orientan y organizan: diseño, análisis y análisis a través de la Construcción. Esta última toma como base pedagógica el Construccionismo, dando relevancia a los procesos
constructivos, en la medida en que permiten hacer concreciones y apropiar conocimientos al permitir llevar de la abstracción a lo fáctico, siempre acompañados de reflexión, observación y análisis en todo momento.
Los aspectos principales de esta estrategia, basados en lo establecido por Quintana (2014) se muestran a continuación:
Figura 1. Potencialidades de la estrategia de Análisis a través de la Construcción. Elaboración propia 2018.
Este tipo de estrategia fomenta en el estudiante disposición para el aprendizaje, por cuenta de la motivación que produce construir y obtener un producto funcional, que cumpla determinados objetivos previamente planteados. Lo anterior, está estrechamente ligado a la posibilidad de evidenciar en el objeto construido la aplicación de contenidos y conceptos trabajados durante el proceso, lo cual favorece su apropiación.
Por otra parte, las actividades posibilitan que dentro de su diseño se contemple el uso de material reciclable para la fabricación de los artefactos, lo que requiere recursividad y un diseño previo del artefacto por parte del docente, antes de su aplicación.
Los propósitos formativos que se tienen en cuenta para el diseño de actividades tecnológicas escolares de análisis a través de la construcción deben tender a fortalecer habilidades en el ámbito de la tecnología que, de acuerdo con la orientación que se le dé, pueden ser procedimentales, cognitivas y constructivas. El desarrollo y apropiación de dichas habilidades, permite que el estudiante comprenda el funcionamiento de diferentes dispositivos y de esta manera logre relacionarlos y encontrar aplicaciones de éstos en la realidad. Por ejemplo, los que se presentan en la industria.
Figura 3. Consideraciones didácticas de la estrategia de Análisis a través de la Construcción. Elaboración propia 2018.
Las consideraciones didácticas enfatizan básicamente en los requerimientos para diseñar y aplicar en el aula las ATE desde esta estrategia. Primero, establecer propósitos formativos que den cuenta de las pretensiones de la actividad. Segundo, realizar un diseño del prototipo que sea probado para determinar ajustes a realizar y llevarlos a cabo. Posteriormente, identificar los recursos y espacios para su aplicación y una planificación de los tiempos de ejecución. Finalmente, definir los procedimientos, establecer materiales y equipos requeridos.
La estructura para el diseño de ATE con estrategia de análisis a través de la construcción, propuesta por Quintana (2014) tiene los siguientes contenidos a saber:
Saberes previos
Busca establecer los conocimientos previos de los estudiantes con el propósito de determinar los propósitos de la actividad.
Título
Nombre de la actividad que debe seleccionarse en base a los contenidos a trabajar y a las características e intereses de la población a la que va dirigida.
Intención Corresponde a los propósitos de formación que se espera definidos en
base a los componentes establecidos por el la guía 30 (MEN, 2008).
Reto Propuesta que motive al estudiante al aprendizaje, a llevar a cabo la actividad.
Configuración del contexto
Localización del escenario: Debe definirse claramente cuál es el escenario en términos culturales, socioeconómicos, población y espacio físico.
Interacción social entre los sujetos: Deben tenerse en cuenta las relaciones entre los jóvenes y su relación con la tecnología.
Información de contenidos
Corresponde a la información teórica del objeto(s) de estudio.
Manos a la obra
Momento definido para orientar al estudiante en el proceso de construcción del artefacto que se proponga.
El recomendado
Fuentes de diversa índole que permita al estudiante profundizar en los contenidos trabajados. Deben ser recopiladas y seleccionadas por el docente de manera preliminar.
Evaluación
Debe ser coherente con los propósitos de formación establecidos para la ATE. Se espera que sea un proceso constante dentro del desarrollo de la actividad.
6.3.
ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE EL
OBJETO DE CONOCIMIENTO
Para aproximarse al concepto de compuertas lógicas, es necesario detenerse en la definición de lógica binaria la cual “se ocupa de variables que adoptan dos valores discretos y de operaciones que asumen un significado lógico” (Morris, 2003, p.27), dichas variables toman únicamente dos valores posibles que pueden ser asociados, por ejemplo, a: “encendido” y “apagado”, “verdadero” y “falso” o niveles “Alto” y “bajo” y para efectos de darles tratamiento, se identifican con los dígitos binarios o bits “1” y “0” .
medio de ellas un sistema puede llevar a cabo o no una acción de acuerdo con las “instrucciones” que se presenten en sus entradas. Dichas “instrucciones” no son otra cosa que señales digitales que transportan información en forma de “1” y “0” y, por tanto, las salidas que se presenten serán de esta misma naturaleza.
Su funcionamiento es regido por los teoremas del álgebra de Boole, que difiere del álgebra convencional por manejar únicamente los dígitos 1 y 0 y sus operaciones lógicas básicas son: AND, OR y NOT. Al aplicar dichas operaciones a las diferentes variables que se presentan en la entrada del circuito, se obtienen tablas de verdad con respuestas alta o baja, 0 o 1, verdadero o falso, en respuesta a todas las combinaciones posibles de 1 y 0 dependiendo del número de entradas. Por ejemplo, si se trata de dos entradas, las combinaciones posibles son las siguientes: 00, 01, 10 y 11.
Operaciones básicas:
OR: Equivale a la operación de suma. Su salida es 1 o alta si alguna de sus entradas es alta y cero si todas sus entradas son cero.
AND: Equivale a la multiplicación y responde a una multiplicación común entre 1 y 0 (Tocci, 1996, p.54), por lo tanto, si una de sus entradas es 0, la salida será cero.
NOT o inversor: Invierte la señal de entrada. Así, si la entrada es 0, su salida será 1 y viceversa.
De estas se derivan las siguientes operaciones:
NOR: Es la unión de una compuerta OR y un inversor. Por tanto, sus salidas son las mismas de la compuerta OR, pero invertidas.
NAND: Es la unión de una compuerta AND y un inversor. Por tanto, sus salidas son las mismas de la compuerta NAND, pero invertidas.
XOR: Su salida es 1 sólo cuando en sus entradas hay valores opuestos.
A continuación, se muestra la simbología de las compuertas lógicas y sus tablas de verdad (Floyd, 2006):
Tabla 1. Simbología y tablas de verdad de las compuertas lógicas.
En sus inicios, estas funciones lógicas eran ejecutadas por compuertas fabricadas con transistores que se polarizaban como conmutadores, arrojando señales de voltajes altos o bajos dependiendo de la entrada que recibían. En la actualidad, las compuertas lógicas se encuentran en circuitos integrados o chips que en su interior contienen miles de transistores y sus salidas y entradas responden a niveles de voltaje denominados “niveles lógicos” que determinan cuando se trata de un nivel alto o bajo. De esta manera, si el nivel de voltaje se encuentra dentro del rango definido como alto, el resultado será un 1 lógico y si se encuentra dentro del rango definido como bajo, será un 0 lógico (en términos de lógica positiva), de acuerdo con lo que se muestra en la figura 4. Estos niveles varían de acuerdo con el tipo de tecnología de fabricación ya sea TTL o CMOS.
Operación/
Compuerta Símbolo Tabla de verdad
AND
A B AB
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
OR
A B A + B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
NOT
A A’
0 1
1 0
NOR
A B (A+B)’ 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
NAND
A B (AB)’
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
XOR
A B A + B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
Figura 4. Rangos de voltaje para los niveles lógicos de un circuito digital (Floyd, 2006, p.8)
Sin embargo, se puede evidenciar su funcionamiento y construir sus tablas de verdad a partir de la implementación de circuitos con interruptores (que, al ser activados, operan como entradas) que dan cuenta de cada operación lógica, manifestándose en la respuesta del led: encendido: “1” y apagado “0”. A continuación, se muestran los circuitos equivalentes a las compuertas básicas:
Compuerta AND: Figura 5. Corresponde a un circuito serie con dos interruptores (aunque pueden ser más dependiendo del número de entradas), la resistencia y el led. El led solamente se enciende si los dos interruptores se cierran (es decir que hay continuidad que permite el paso de la corriente eléctrica) y permanece apagado si alguno de los dos o los dos interruptores se abren.
Figura 5. Circuito equivalente a la compuerta AND. Elaboración propia 2018.
Compuerta OR: Figura 6. Corresponde a un circuito con una malla de dos interruptores en paralelo (aunque pueden ser más dependiendo del número de entradas), en serie con la resistencia y el led. El led se enciende si alguno de los dos interruptores o los dos se cierran y permanece apagado si los dos interruptores se abren.
Figura 6. Circuito equivalente a la compuerta AND. Elaboración propia 2018.
Compuerta NOT o Inversor: Figura 7. Corresponde a un circuito serie entre el interruptor, la resistencia y el led. El interruptor es normalmente cerrado, por lo que el led permanece encendido cuando el interruptor no es activado (circuito cerrado) y se apaga si el interruptor se activa (abre el circuito).
Figura 7. Circuito equivalente a la compuerta AND. Elaboración propia 2018.
7. PROPUESTA
7.1.
DESCRIPCIÓN
de circuitos eléctricos sencillos y el manejo y transformación de materiales. La ATE es formulada en una cartilla para el estudiante que, además de contener las guías para la elaboración del prototipo, contiene también el desarrollo del contenido a trabajar y la explicación de los procesos involucrados en este.
La estrategia didáctica que corresponde a esta propuesta es la de Análisis a través de la Construcción por considerar que aproxima al estudiante de manera amena y atractiva a diferentes concepciones y visiones de la tecnología, despertando en él interés y, principalmente, la motivación durante el proceso de aprendizaje de las diferentes temáticas. Dicha motivación se genera tras ver materializado su proyecto después del esfuerzo que supone la construcción, puesto que “el poder transitar desde el mundo de las ideas al mundo de lo concreto tiene en sí mismo un poder de seducción para todas las edades de estudiantes.” (Quintana, 2009, p.33). De igual forma, se incluye el elemento de “exploración de referentes” planteado en la propuesta metodológica denominada “Motivación para crear” (Pérez y Franco, 2003, p.106). Este elemento se considera pertinente para la presente propuesta por ofrecer al estudiante un primer acercamiento a los sistemas y dispositivos tecnológicos por medio de la relación con artefactos que ve en la cotidianidad.
7.2.
METODOLOGÍA
Se selecciona el Robot Tragamonedas como prototipo a reconstruir porque se identifica en él la posibilidad de trabajar con los estudiantes el concepto de Compuertas Lógicas de manera clara, pues el control que determina el funcionamiento del artefacto es precisamente una compuerta OR. Además, se aprecia que para construir el dispositivo es necesario aplicar habilidades de transformación de materiales, implementación de un circuito eléctrico básico y mecanismo leva-manivela.
De lo anterior se construyen los objetivos de formación y determinan los componentes y desempeños en base a los establecido en la Guía 30 (MEN, 2008), que a su vez darán paso a la construcción de los indicadores, actividades de aprendizaje y proceso de evaluación que se especifican en el anexo 1. Tanto las actividades de aprendizaje como los procesos de evaluación son construidos de manera coherente con el modelo pedagógico constructivista desde su enfoque de aprendizaje significativo y el construccionismo.
Después de definir el artefacto, se procede con la construcción de un prototipo para identificar dificultades y establecer estrategias para que el proyecto sea viable y realizable para los estudiantes. En base a lo anterior, se estructura un instructivo claro que orienta el proceso constructivo de manera que pueda ser seguido por los jóvenes. Resulta deseable, que el dispositivo sea fabricado con materiales reciclados en su mayoría, de fácil consecución y de bajo costo. En este caso se requiere: cartón reciclado, alambre, silicona, cinta aislante, motorreductor, un cargador de celular que ya no se use, cables, pulsadores, leds y demás elementos para corte, unión de materiales y trazado.
Finalmente, se diseña la cartilla que consigna todas las actividades a desarrollar, la explicación de contenidos y el instructivo para la construcción del Robot Tragamonedas, con ilustraciones agradables y amenas para el estudiante y un título sugerente que lo motiva a explorarla y desarrollarla. De igual manera, se incluyen las instrucciones claras para construir el artefacto, se estructura de la forma más precisa posible, de manera que el estudiante consiga concluir exitosamente todo el proceso.
7.3.
ASPECTOS PEDAGÓGICOS
El modelo pedagógico que enmarca la propuesta es el Constructivismo desde el enfoque del Aprendizaje Significativo, por lo que en la actividad se busca conocer de manera preliminar los conocimientos que ya poseen los estudiantes para determinar su estado y así mismo determinar el punto de partida de la actividad. Por tanto, se establecen preguntas dirigidas a los siguientes aspectos:
Desde el objeto de conocimiento:
Se cuestiona al estudiante sobre sus preconceptos de la temática principal, que son las Compuertas lógicas, y también sobre los referentes que tiene de éstas en su vida cotidiana.
Desde los pre-requisitos para realizar la actividad: Se indaga sobre los conocimientos previos referentes a los contenidos secundarios de la actividad que son requeridos para llevar a cabo el proceso constructivo. En este caso, se le pregunta al estudiante sobre el Circuito Eléctrico básico y el mecanismo Leva-manivela. Dado que estas no son las temáticas principales de la ATE, se apoyará al estudiante en el uso de estos conceptos durante la construcción del Robot Tragamonedas mediante pequeños recordatorios al respecto.
Como segundo elemento de este enfoque constructivista, se tiene en cuenta que una de las condiciones para que se dé el aprendizaje significativo es “una actitud potencialmente significativa de aprendizaje por parte del aprendiz”(Rodríguez, 2018, p. 13). Así, se busca, por medio de la ATE, motivar e incitar en el estudiante el desarrollo de la actividad más allá del atractivo que supone la construcción del Robot Tragamonedas. También se busca, a través de la cartilla, capturar su atención usando gráficas agradables para ellos y contenido acorde a sus edades.
Por otra parte, la propuesta se soporta en el construccionismo en dos se sus conceptos (Chacón y Badilla, 2004, p.6):
Los objetos para pensar: La propuesta, al promover la construcción del Robot Tragamonedas, favorece la apropiación del concepto de compuertas lógicas y su aplicación en un artefacto que da cuenta de la teoría, gracias a que el estudiante puede analizar su funcionamiento, identificar el papel de cada uno de los componentes y entenderlo como un sistema.
Entidades públicas: La propuesta está enfocada a que el artefacto que se fabrica sea un resultado que el estudiante pueda mostrar y enseñar, a partir del cual se puedan generar discusiones y compartir opiniones.
7.4.
ASPECTOS DIDÁCTICOS
La Actividad Tecnológica Escolar “Una compuerta a la verdad” se realiza en base a la estrategia de análisis a través de la construcción, para la cual se ha desarrollado una unidad didáctica que la estructura y tiene en cuenta los siguientes aspectos:
7.4.1. CARACTERISTICAS DE LA POBLACIÓN:
La propuesta se dirige a los estudiantes entre los 15 y 20 años de estratos 1 y 2 del Instituto Bolivariano Esdiseños en el municipio de Soacha Cundinamarca.
Son los actores principales del desarrollo de la sesión, por lo que deben ser activos y dinámicos, además de tener capacidad de trabajo en equipo e interés por el objeto de estudio de la unidad. Previo al desarrollo de la ATE, se espera que los estudiantes tengan como pre-requisito lo siguiente:
Reconocer las características principales de un circuito eléctrico básico.
Identificar circuitos serie, paralelo y mixto.
Reconocer las variables eléctricas: Voltaje, Corriente y resistencia y sus unidades de medición.
Reconocer mecanismos básicos.
Hacer uso apropiado y responsables de herramientas y materiales de trabajo.
Usar de forma apropiada la internet para la consulta y recopilación de información.
7.4.2. CONTENIDOS
También denominados objetos de conocimiento hacen referencia a los saberes propios de la tecnología que serán tratados dentro de la ATE.
Compuertas Lógicas:
Son uno de los dispositivos básicos y fundamentales de la electrónica digital. La temática se hace pertinente en la medida en que lleva a los estudiantes a un entendimiento preliminar de la electrónica digital y la lógica combinatoria, pues, es innegable lo cercana que ésta resulta a todos los ámbitos y entornos de la actualidad. Es sabido que los ambientes en su mayoría son mediados por dispositivos o sistemas producto de la electrónica digital; no solo los celulares, tabletas, computadores, reproductores, cámaras, o aquellos artefactos que normalmente son asociados a la electrónica de consumo, también se derivan de ella lo que vestimos, los medios de trasporte e incluso los alimentos, pues en diferentes industrias como la alimenticia, textil, automotriz, telecomunicaciones, aeronáutica, biomedicina, etc., requieren control y automatización en sus procesos, y para lograrlo son usadas toda clase de tecnologías digitales programables que han "progresado desde los circuitos de válvulas de vacío hasta los transistores discretos y los circuitos integrados, conteniendo algunos de ellos millones de transistores" (Floyd, 2006, p.3). Las particularidades del contenido fueron abordadas en un apartado del marco teórico.
Otros contenidos:
Ligado al concepto de compuertas lógicas, es necesario abordar los conceptos de señal y sistema dentro de un gran marco que es la electrónica digital, para que, de esta manera, el estudiante no perciba el concepto de compuertas lógicas como algo aislado y desconectado de la realidad.
En ese mismo sentido, y aunque el concepto principal es el de compuertas lógicas, durante el proceso constructivo propuesto en la ATE se ven involucrados otros saberes:
- Transformación de materiales - Mecanismo Leva – Manivela - Circuito eléctrico básico
Estos contenidos son saberes previos que se requiere tengan los estudiantes al inicio del proceso. Sin embargo, en diferentes apartados de la cartilla se dará orientación en su uso e implementación.
7.4.3. OBJETIVOS DE FORMACIÓN
Ofrecer al estudiante una primera aproximación a la electrónica digital por medio de la enseñanza del concepto de compuertas lógicas, de las cuales de desprenden y se hacen posibles innumerables artefactos y sistemas.
Mostrar al estudiante las características, funcionamiento y aplicaciones de las compuertas lógicas como componentes básicos y fundamentales de la electrónica digital.
Promover en el estudiante el reconocimiento del trabajo grupal como un medio facilitador para la adquisición y apropiación de conocimiento que a su vez fomenta valores de solidaridad, responsabilidad y compromiso.
7.4.4. COMPETENCIAS Y DESEMPEÑOS
Se toma como referente las Orientaciones Generales para la Educación en Tecnología (MEN, 2008) y se seleccionan los desempeños a los que se dirige la ATE.
Naturaleza y evolución de la tecnología:
Identifico conceptos tecnológicos aplicados al funcionamiento de algunos artefactos.
Explico cómo la tecnología ha evolucionado en sus diferentes manifestaciones y la manera como éstas han influido en los cambios estructurales de la sociedad y la cultura a lo largo de la historia.
Solución de problemas con tecnología:
Detecta fallas en artefactos, procesos y sistemas tecnológicos, siguiendo procedimientos de prueba y descarte, y propone estrategias de solución.
Apropiación y uso de la tecnología:
Utilizo herramientas y equipos de manera segura para construir modelos, maquetas y prototipos. Utilizo e interpreto manuales, instrucciones,
diagramas y esquemas para el montaje de algunos artefactos, dispositivos y sistemas tecnológicos.
A partir de estos se establecen indicadores y a partir de ellos se establecen las actividades de aprendizaje.
7.4.5. INDICADORES, ACTIVIDADES Y EVALUCIÓN
Se da cuenta de cada una de las actividades propuestas en la ATE para llegar a apropiar el Concepto de Compuertas lógicas. Su detalle se encuentra en el Anexo 1.
7.4.6. ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN
La ATE tiene la siguiente estructura, en concordancia con las orientaciones propuestas por Quintana (2014):
Título Una compuerta a la verdad
¿Qué aprenderemos? Se manifiestan los propósitos de formación para la ATE
¿Qué sabemos? Descripción:
Se indaga sobre los saberes previos de los estudiantes: 1. Desde los conceptos
asociados a las compuertas lógicas. 2. Desde los requisitos
necesarios para llevar a cabo la actividad:
Mecanismo leva
manivela, circuito eléctrico básico y transformación de materiales.
En este apartado se proponen fuentes de información para que los estudiantes repasen la información que es requerida como prerrequisito y así puedan dar inicio a la actividad.
Tiempo estimado para el desarrollo de esta unidad: 1 hora
A manera de introducción Descripción:
En este apartado se busca contextualizar al estudiante en temáticas preliminares de la electrónica digital necesarias para comprender el funcionamiento de las compuertas lógicas.
Tiempo estimado para el desarrollo de esta unidad: 1 hora
Ahora a aprender Descripción:
para apropiar esta información.
Tiempo estimado para el desarrollo de esta unidad: 2 horas.
Te reto Descripción:
Invitación al estudiante a dar inicio al proceso constructivo donde se aplicarán las compuertas lógicas.
¡A trabajar! Descripción:
Se incluye toda la orientación y claridades para la construcción del artefacto. Tiempo estimado para el desarrollo de esta unidad: 3 sesiones, 6 horas.
Profundicemos Descripción:
Se presenta información adicional para que el estudiante profundice en el tema.
Revisemos lo aprendido Se proponen actividades de evaluación para aplicar lo aprendido durante la actividad.
Tiempo estimado para el desarrollo de esta unidad: 1 sesiones, 2 horas.
Tabla 2. Estructura de la ATE. Elaboración propia
El instituto Bolivariano cuenta con sesiones de clases de 2 horas.
La ATE se encuentra en el anexo 2.
La actividad está diseñada para ser trabajada en equipos de dos estudiantes. Con esto se busca que se apoyen mutuamente por medio del complemento de saberes, ideas y estrategias para abordar cada uno de los puntos propuestos y busquen llegar juntos, y no como competidores, al objetivo final que es la fabricación del Robot tragamonedas. Se pretende de igual manera, que apropien los contenidos de la ATE por medio
del estudio y análisis conjunto de las fuentes y material complementario suministrado.
Finalmente, se desea que, por medio del trabajo grupal, los jóvenes del instituto establezcan relaciones de colaboración, ayuda mutua y respeto dentro y fuera del aula.
8. CONCLUSIONES
Se identifica que para la aproximar a los estudiantes del Instituto Bolivariano Esdiseños al concepto de Compuertas Lógicas la herramienta más pertinente es una Actividad Tecnológica Escolar desde la estrategia de Análisis a través de la Construcción, dado que durante el proceso constructivo que supone la actividad y al finalizar el prototipo propuesto, el estudiante puede evidenciar la factibilidad de los conceptos, confrontando la teoría con la práctica y asimismo observar que tales temáticas tienen una aplicación real.
Para lograrlo, la ATE debe estructurarse con diferentes actividades producto de propósitos formativos previamente establecidos, que guíen al estudiante durante todo momento al aprendizaje del concepto de Compuertas Lógicas y al fortalecimiento de habilidades de carácter técnico y tecnológico, utilizando como vehículo, la construcción del prototipo. En este punto es importante enfatizar que dicho artefacto debe poder construirse y ser funcional para evitar la frustración de los jóvenes; por tanto, el docente debe, antes de proponer la actividad, validar que ésta sea alcanzable por medio de la elaboración de un prototipo que le permita identificar los posibles inconvenientes y fallas.
En lo referente a los elementos pedagógicos, el diseño de la actividad tiene en cuenta como marco general el modelo constructivista y el construccionismo propuesto por Seymour Papert, dentro del cual se hacen importantes los objetos y artefactos por desarrollar procesos de pensamiento. Desde el punto de vista didáctico y por tratarse de una propuesta para aplicar a un entorno educativo no formal, se hace muy importante la exploración de los referentes que tienen los estudiantes sobre los sistemas, procesos y dispositivos, esto con el fin de llegar a ellos de una manera más acertada para que se sientan identificados. Por lo demás, se tienen en cuenta los objetivos de formación, el reto, las actividades de formación, la información de contenidos, la evaluación y la guía clara para la construcción del artefacto.
Se espera, a futuro, llevar a cabo la aplicación de la ATE para determinar los ajustes a los que haya lugar y realizarlos. También, se desea proponer una ATE que combine las estrategias de análisis a través de la construcción y la estrategia de diseño, para proveer al estudiante de herramientas que le permitan proponer e implementar mejoras y soluciones desde el uso de las técnicas digitales con compuertas lógicas al artefacto propuesto.
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ANEXOS
Anexo 1. Desempeños, indicadores, actividades y evaluación.
Anexo 1. Desempeños, indicadores, actividades y evaluación.
Componente: Naturaleza y evolución de la tecnología
Identifico conceptos tecnológicos aplicados al funcionamiento de algunos artefactos.
El estudiante:
Comprende el funcionamiento de las compuertas lógicas básicas en un dispositivo sencillo, desde su tabla de verdad.
Construye las tablas de verdad de las compuertas lógicas básicas desde el análisis de su circuito equivalente.
Actividad 1:
Implementar el circuito eléctrico equivalente a las compuertas AND, OR y NOT, describir su funcionamiento y realizar la tabla de verdad. Actividad 2:
Describe el funcionamiento de la parte de control del “Robot Tragamonedas”. ¿Crees que utilizando el mismo circuito puedes proponer un uso diferente al del Robot? Actividad 3:
Propongan alguna mejora al artefacto, usando otra(s) compuerta(s) lógica.
Actividad 4:
Proponer dos aplicaciones sencillas para las compuertas lógicas vistas en clase. Explíquelas.
Elaborar un mapa conceptual sobre las compuertas lógicas estudiadas. Debe incluirse en él su funcionamiento, tablas de verdad, aplicaciones y circuitos equivalentes.
Explico cómo la tecnología ha evolucionado en sus diferentes manifestaciones y la manera cómo éstas han influido en los cambios
El estudiante:
Relaciona el concepto de compuertas lógicas y su funcionamiento con objetos y sistemas de su vida
Actividad 1:
Observar, analizar y ejemplificar cómo se aplican las compuertas lógicas estudiadas, en la cotidianidad.
Actividad 2:
qué cambios supuso, en términos de avances tecnológicos, el surgimiento de la electrónica digital.
Solución de problemas con tecnología
Detecto fallas en artefactos, procesos y sistemas tecnológicos, siguiendo procedimientos de prueba y descarte, y propongo estrategias de solución.
El estudiante:
Observa, reporta y soluciona inconvenientes presentados durante el proceso de construcción de un artefacto.
Actividad 1:
Llevar una bitácora donde registre los inconvenientes que se presenten durante la implementación y la manera como llegó a la solución de estos.
Basado en su experiencia, realizar una tabla a manera de Troubleshooting (solución de problemas) en la que especifique posibles inconvenientes a presentarse durante la implementación y su alternativa de solución.
Apropiación y uso de la tecnología
Utilizo herramientas y equipos de manera segura para construir modelos, maquetas y prototipos.
El estudiante propone alternativas para dar un uso apropiado de las herramientas y los materiales involucrados en la actividad.
Actividad 1.
Preparar con antelación cada uno de los materiales requeridos para la construcción del prototipo del “Robot Tragamonedas” manteniendo su espacio de trabajo en orden.
Utilizo e interpreto manuales, instrucciones, diagramas y esquemas, para el montaje de algunos artefactos, dispositivos y sistemas tecnológicos.
El estudiante reconoce cada una de las partes que componen el “Robot Tragamonedas” por medio de la observación y análisis de los planos e instrucciones dadas.
Actividad 1:
Identificar los componentes del circuito eléctrico que acciona el robot Tragamonedas a partir de su plano.
