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Recursos de autoevaluación sobre amplificadores para el curso virtual de la asignatura Electrónica Analógica I

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Academic year: 2020

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(1)i. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. Recursos de autoevaluación sobre amplificadores para el curso virtual de la asignatura Electrónica Analógica I. Autor: Wilber Oscar Ceballo Rodríguez Tutores: Dr. Carlos Roche Beltrán. , Junio 2018.

(2) ii. Este documento es Propiedad Patrimonial de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, y se encuentra depositado en los fondos de la Biblioteca Universitaria “Chiqui Gómez Lubian” subordinada a la Dirección de Información Científico Técnica de la mencionada casa de altos estudios. Se autoriza su utilización bajo la licencia siguiente: Atribución- No Comercial- Compartir Igual. Para cualquier información contacte con: Dirección de Información Científico Técnica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní. Km 5½. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. CP. 54 830 Teléfonos.: +53 01 42281503-1419.

(3) iii. PENSAMIENTO. Con el conocimiento se acrecientan las dudas. Goethe.

(4) iv. DEDICATORIA. A mis padres, por su completa dedicación y entrega, por sus impulsos y amor durante todo este periodo. A mis abuelos, por ser fuente de inspiración y a mi hermanita por ser lo más especial en mi vida..

(5) v. AGRADECIMIENTOS. A mi madre por enseñarme a vivir y darme, desde el primer día, el amor más sincero que existe; A mi padre por exigirme en el camino de la vida para llegar a cumplir la meta; A mi hermana, abuelos y tíos, por su apoyo incondicional en los años de universidad; A mi novia, mis vecinos y amigos por ayudarme a sobreponerme en las situaciones adversas; A mi Tutor por sus horas de dedicación en el trabajo..

(6) vi. TAREA TÉCNICA. 1- Identificación de tendencias asociadas a la aplicación de las TIC en la autoevaluación en asignaturas afines a la Electrónica Analógica. 2- Diagnóstico de los contenidos sobre amplificadores con BJT y FET, considerando los referentes nacionales e internacionales y las implicaciones previstas para el plan E. 3- Elaboración de los recursos que forman parte de cuestionarios, problemas y tareas de autoevaluación apoyados por herramientas de simulación para ser implementados en Moodle. 4- Integración de los recursos de autoevaluación como un Manual de Ejercicios en la plataforma Moodle.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(7) vii. RESUMEN. El presente trabajo se direcciona al diseño y montaje de un Manual de Autoevaluación sobre amplificadores con transistores BJT y FET para la asignatura Electrónica Analógica I, donde se explotan los recursos existentes en la plataforma interactiva Moodle. Para elaborar este trabajo se hizo necesario un análisis de esta plataforma y sus aplicaciones en el ámbito universitario, tanto en Cuba como en el extranjero. El estudio posibilitó rediseñar el curso virtual de la asignatura, en específico, crear un nuevo recurso de autoevaluación, el Examen. Además, se sugiere el empleo del chat, el foro y la tarea. Se demuestra, mediante el acceso de los estudiantes, que el examen creado resulta provechoso, necesario e innovador para el estudiantado. Una encuesta realizada, a los participantes, valora de positiva la aceptación de este manual..

(8) viii TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO .................................................................................................................. iii DEDICATORIA ....................................................................................................................iv AGRADECIMIENTOS .......................................................................................................... v TAREA TÉCNICA ................................................................................................................vi RESUMEN .......................................................................................................................... vii INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1. LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA ............................................................................................ 5 1.1. La evolución de la Electrónica Analógica como sistema integrador ....................... 5. 1.2. Las TICs como recurso de autoevaluación .............................................................. 8. 1.3. Recursos de Moodle para la autoevaluación .......................................................... 16. 1.3.1. Herramientas y Ventajas de Moodle ............................................................... 17. 1.3.2. Moodle en universidades extranjeras .............................................................. 19. CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES ........................................................ 23 2.1. Diagnóstico sobre posibilidad de autoevaluación .................................................. 23. 2.1.1. Presentación de los contenidos ....................................................................... 24. 2.1.2. Diagnóstico actual........................................................................................... 27. 2.2. Herramientas de Moodle ........................................................................................ 30. CAPÍTULO 3. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................... 36 3.1. Configuración de la plataforma Moodle ................................................................ 36. 3.1.1 3.2. Montaje y organización. ................................................................................. 36. Guía para el desarrollo del Manual de Ejercicios .................................................. 41.

(9) ix 3.2.1 3.3. Ejemplos propuestos ....................................................................................... 42. Valoración del examen por parte del estudiantado ................................................ 46. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 48 Conclusiones: .................................................................................................................... 48 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 50 ANEXOS .............................................................................................................................. 53.

(10) INTRODUCCIÓN. 1. INTRODUCCIÓN. En la actualidad el sistema educacional a nivel mundial se ha visto obligado a emigrar a nuevos horizontes que sean capaces de aumentar el nivel motivacional de los estudiantes en curso, evidenciándose de forma concisa mediante el empleo de plataformas virtuales como: ATutor, ILIAS, Claroline, MicroCampus, Dokeos, Moodle por solo citar algunas. Dichos elementos de aprendizaje no solo demuestran su valía cuando son usados en cursos Online, sino que realzan el valor de las clases presenciales y consolidan el estudio extra clase del alumno [1]. La facultad de Ingeniería Eléctrica de La Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas en Cuba no está ajena a esta situación, dando pasos agigantados en la realización de investigaciones para maestrías y doctorados relacionados con la temática, destacándose los profesores de Circuitos Eléctricos y de Electrónica con el objetivo de hacer de la enseñanza un instrumento motivador, dinámico y eficiente. La Electrónica Analógica (EA) es una rama de la electrónica Aplicada que estudia los sistemas cuyas variables (tensión, corriente, etc.) varían de una forma continua en el tiempo y pueden tomar (al menos teóricamente) valores infinitos. Definiéndose siempre sus variables de forma discreta y de estados perfectamente definidos [2]. Por su parte la EA I, históricamente, ha sido una asignatura con un alto grado de dificultad y de difícil comprensión por los alumnos, de ahí que su estudio se intente realizar de forma entretenida y didáctica, ello conlleva a una ardua labor por parte del estudiantado y los profesores responsables de estos. A pesar de los disímiles esfuerzos llevados a cabo por parte del sistema educacional cubano todavía se presentan carencias en cuanto a la interactividad del estudiantado con las plataformas virtuales. La Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas utiliza a Moodle (Modular Object Oriented Dynamic Learning Environment o Entorno.

(11) INTRODUCCIÓN. 2. de Aprendizaje Dinámico Orientado a Objetos Modular) por su utilidad y variedad de aplicaciones además de ser la más utilizada a nivel mundial. Esta no está exenta a problemas o carencias en su empleo, pero ante la necesidad de un nuevo reordenamiento en el plan de estudios es de vital importancia que se ejemplifiquen y rectifiquen estas carencias para así mejorarlo. Destacan como ejemplos ilustrativos de lo referido anteriormente; la insuficiencia en la preparación de profesores y alumnos para el uso de esta plataforma, poca motivación del estudiantado ya sea por deficiencias en la red (servidores y ancho de banda), además de los horarios en que estos pueden acceder a los laboratorios para consultar dicha plataforma y/o la calidad de la plataforma en sí, además del poco incentivo ante la orientación de tareas independientes y de forma evaluativa, así como su control sistemático por parte del profesor. Todo ello atenta con las utilidades que brinda dicha plataforma, desde ser un referente en el control de los profesores para con el estudiantado hasta ser utilizado por los segundos como fuente invaluable de recursos informativos que fomentan su estudio. Por todo lo expresado anteriormente, el problema de investigación del presente trabajo de diploma es: ¿Cómo utilizar adecuadamente los recursos de la plataforma interactiva Moodle para el aprendizaje de la asignatura Electrónica Analógica I? Para solucionar dicho problema se encomienda el siguiente objetivo general: Desarrollar un manual de ejercicios para la asignatura Electrónica Analógica I que fomente la motivación y la interactividad de los estudiantes, y que se apoye en la simulación y dote a los estudiantes de herramientas que faciliten el análisis y el diseño de circuitos electrónicos con transistores de BJT y FET de poca complejidad. Objetivos específicos: . Identificar tendencias asociadas al diseño de los sistemas electrónicos y al desarrollo de recursos apoyados en las TICs que faciliten la autoevaluación en asignaturas afines a la Electrónica Analógica.. . Analizar los contenidos sobre amplificadores con BJT y FET, considerando los referentes nacionales e internacionales y las implicaciones previstas para el plan E..

(12) INTRODUCCIÓN. . 3. Elaborar los recursos que forman parte de cuestionarios, problemas y tareas de autoevaluación.. . Integrar los recursos de autoevaluación a la plataforma Moodle.. Como parte organizativa del trabajo a realizar se hace necesario definir una serie de preguntas científicas: . ¿Cómo se aplican las TICs para facilitar la autoevaluación en materias afines a la Electrónica?. . ¿Cómo desarrollar recursos que orienten al alumno y les permita enfrentar problemas típicos sobre amplificadores con BJT y FET?. . ¿Cuáles son las posibilidades de evaluación que ofrece Moodle?. . ¿Cómo implementar los recursos elaborados, utilizando la plataforma interactiva Moodle con el objetivo de que se facilite la autoevaluación del estudiante?. La implementación de esta plataforma virtual trae consigo un gran número de beneficios al estudiante, al profesor y al modelo de enseñanza de manera general. Algunos de los beneficios que destacan son el sinnúmero de herramientas a utilizar como: foros, diálogos, exámenes, consultas, encuestas, tareas, chat, glosarios, lecciones, entre otras. Además, posibilita que el estudiante no se limite a las clases presenciales volviéndose su estudio reproductivo, sino que usa esta plataforma como método de consolidación y búsqueda de información. Permitirá a los docentes crear EVA (Entornos Virtuales de Aprendizaje) en los que desarrollar cursos Online o utilizarlos de apoyo como complemento a la enseñanza tradicional y proporciona al profesor algunas herramientas estadísticas para llevar el registro y seguimiento de los estudiantes, así como el historial de cada estudiante en particular (participación, mensajes enviados, entradas, fecha y hora etc.) [3]. El correcto funcionamiento, así como su control y actualización por parte del personal responsable de esta plataforma virtual posibilita un incremento motivacional por parte del estudiantado, le brinda un nuevo recurso para explotar académicamente desde un sitio de autoevaluación por niveles sobre amplificadores BJT y FET, contribuyendo a la rama de la EA I y facilitando la implementación del nuevo plan de estudios (Plan E)..

(13) INTRODUCCIÓN. 4. Estructura del trabajo: En el capítulo uno se enfoca la Electrónica como sistema, haciendo énfasis en los procesos de análisis y diseño. Además, se identifican las principales tendencias asociadas al desarrollo de recursos apoyados en las TICs que faciliten la autoevaluación en asignaturas afines a la Electrónica Analógica. En el capítulo dos se realiza un diagnóstico de la situación, analizando los contenidos sobre aplicaciones de los BJT y FET en amplificadores, considerando los referentes nacionales e internacionales y las implicaciones previstas para el plan E. En el capítulo tres se presentan los resultados y la discusión de los mismos. Se describen los recursos seleccionados y/o elaborados, mostrando los análisis del funcionamiento y casos de interés. Además, se describe el proceso de integración a Moodle..

(14) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 5. CAPÍTULO 1. LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. El capítulo trata sobre la Electrónica Analógica como sistema integrador, basándose principalmente en procesos de análisis y diseños circuitales en favor de la autoevaluación, además de reflejar de forma exacta las tendencias asociadas tanto nacionales como internacionales en favor del proceso de autoevaluación de la asignatura Electrónica Analógica I apoyados en las TICs. Específicamente en el epígrafe 1.1 se contempla la evolución de Electrónica Analógica, en el 1.2 las TICs como recurso de autoevaluación y el 1.3 sobre los recursos de Moodle para la autoevaluación. 1.1 La evolución de la Electrónica Analógica como sistema integrador Para la mayoría de las personas la palabra electrónica sugiere una variedad de elementos, desde los chips y calculadoras hasta la televisión y los transistores. Así, mientras se definen los términos específicos que forman la electrónica, su definición es algo ambigua. Se ha elegido la historia como vehículo para conseguirlo, ya que son los esfuerzos individuales los que contribuyen o han contribuido en el campo que verdaderamente define la disciplina [3]. Las primeras observaciones relacionados con los fenómenos eléctricos son del tiempo de la Grecia Antigua (Tales de Mileto, Demócrito, etc.). Sin embargo, no es hasta el siglo XIX cuando se desarrollan algunas teorías que explican satisfactoriamente parte de dichos fenómenos. En 1893, Maxwell reunió las investigaciones en el campo de la electricidad y magnetismo de grandes científicos tales como Coulomb, Ampere, Ohm, Gauss, Faraday, y publicó las reglas matemáticas que rigen las interacciones electromagnéticas. Aunque Maxwell no reconoce la naturaleza corpuscular de la corriente eléctrica, sus ecuaciones son aplicables incluso después del establecimiento de la naturaleza discreta de la carga. La.

(15) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 6. predicción de la existencia de ondas electromagnéticas y su posibilidad de propagación en el espacio constituye probablemente la base del posterior desarrollo de las comunicaciones, y en definitiva, de la Electrónica [4]. Actualmente los ingenieros cumplen diversas funciones con distintas aplicaciones (diseño, desarrollo, producción, investigación, incluso enseñanza). Tratan con sistemas que permiten comunicarse con todo el mundo, que manipulan grandes cantidades de datos, que permiten automatizar complejos procesos de fabricación, y tratan también con los elementos empleados para conseguirlo. En consecuencia, la electrónica comprende cuatro Sistemas de Complejidad (SC): comunicación, cálculo, control y componentes [5]. Un sistema electrónico es un arreglo de dispositivos y componentes electrónicos que tienen un conjunto definido de entradas y salidas. Mediante el uso de transistores (trans-resistores) como dispositivos, el sistema toma la información en forma de señales de entrada (o sencillamente, entradas), realiza operaciones con estas señales, y luego produce señales de salida (o salidas). De acuerdo con el tipo de aplicación, los sistemas electrónicos pueden clasificarse como [6]: . Electrónica de automotriz.. . Electrónica de comunicación.. . Electrónica de consumo.. . Electrónica industrial.. . Electrónica de instrumentación.. . Mecatrónica.. . Electrónica médica.. . Electrónica de oficina.. La Tecnología de avanzada en lo referente a los dispositivos semiconductores ha evolucionado en gran medida, tanto es así que muchos circuitos analógicos y digitales están disponibles ahora en forma de circuitos integrados (CI). Los fabricantes de estos circuitos proporcionan datos de aplicación, que pueden utilizarse para implantar las funciones de este. Sin embargo, el conocimiento de las características y operación de los dispositivos internos de los CI, es fundamental para comprender las limitaciones de estos cuando se interconectan como bloques básicos en los diseños del circuito. Este conocimiento también sirve como base para el desarrollo de generaciones futuras de CI. Si bien la tendencia en la tecnología de este tipo de.

(16) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 7. circuitos sugiere que el diseño podría desaparecer en el futuro, los amplificadores con transistores (de grande y muy grande escala de integración) continuarán siendo los bloques básicos de estos integrados [7]. Se pretende enunciar algunos de los descubrimientos o invenciones que dieron paso a la evolución de la Electrónica Analógica: 1. El origen del vocablo electrónica se puede atribuir a H. A. Lorent, que en 1895 admitió la existencia de cargas discretas que denominó electrones (reintroduciendo la palabra empleada por los antiguos griego) [8]. 2. En 1897 J. J. Thompson construyó el primer tubo electrónico, siendo un primitivo rayo catódico. 3. En 1904 Fleming inventó el diodo, denominándolo válvula. 4. En 1906, De Forest crea el audión (tríodo) siendo este el embrión de la electrónica de aquellos tiempos. 5. En 1912 De Forest inventa los osciladores mientras que Armstrong descubre los amplificadores en cascada y amplificadores regenerativos y los heterodinos en 1917. 6. Armstrong ideó y desarrolló en 1930 la frecuencia modulada (FM) [7]. 7. En 1930 nace la televisión en blanco y negro, en el iconoscopio y el kinescopio de Zworykin. 8. En 1948 se considera el año de los principios de la computadora y ese mismo año se inventa el transistor [9]. En esta esfera de la tecnología los principios fundamentales modifican muy poco su funcionamiento con el paso del tiempo. Los sistemas se hacen cada vez más pequeños en cuanto a resolución, las velocidades de operación se tornan extraordinarias, y cada año que pasa salen a la luz nuevos equipos que hacen cuestionarnos hasta dónde va a llegar la tecnología. Si se hace un detenimiento, para considerar que la mayoría de los dispositivos en uso fueron inventados hace décadas y que las técnicas de diseño que aparecen en libros que datan de la década de 1930 se siguen utilizando, se torna evidente que la mayor parte de lo que se ve, es en principio una mejora continua de las técnicas de construcción, las características generales y las técnicas de aplicación, en vez del desarrollo de elementos nuevos y básicamente diseños nuevos. Los cambios más importantes se han presentado en la comprensión de cómo.

(17) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 8. funcionan estos dispositivos y de su amplia gama de capacidades y en los métodos mejorados para enseñar los fundamentos asociados con ellos [10]. Sistemas completos ahora aparecen en obleas, miles de veces más pequeñas que el elemento único de redes primitivas. Hoy en día, existen procesadores que cuentan con más 410 millones de transistores en cada chip de doble núcleo. Obviamente, se ha llegado a un punto donde el propósito principal del contenedor es el de servir como un medio para manejar el dispositivo o sistema y proporcionar un mecanismo de conexión al resto de la red. La miniaturización adicional parece estar limitada por tres factores: la calidad del material semiconductor, la técnica de diseño de redes y los límites del equipo de fabricación y procesamiento [2]. Se hace necesario que los ingenieros tengan las habilidades pertinentes para analizar, sintetizar y diseñar sistemas complejos. Un diseño transforma las especificaciones en circuitos que satisfagan tales especificaciones. El diseño de un sistema es un reto que involucra muchas variables. En los procesos de diseño en la ingeniería se sigue una serie de niveles jerárquicos en los que los sistemas son diseñados con antelación apoyados de los diagramas funcionales de bloque, luego se prosigue con el diseño de los circuitos y los dispositivos. Este enfoque no muestra similitud con los cursos académicos, el diseño a nivel de sistema está conceptualizado y expresado a nivel de bloques funcionales y la integración de un sistema. Pueden utilizarse diferentes enfoques para implantar las mismas especificaciones; por lo tanto, deben tomarse muchas decisiones para hacerlo. En el trabajo real del diseño, se atacan primero las actividades más sencillas. En esa forma, si no puede hallarse una solución aceptable para problemas difíciles, no se desperdicia tiempo y dinero para resolver cuestiones más fáciles. El proceso de diseño de ingeniería sigue una jerarquía, en la que los sistemas se diseñan primero con la ayuda de diagramas funcionales de bloques, luego se prosigue con el diseño de los circuitos y los dispositivos. Este enfoque es contrario a lo que, por lo general, se piensa en los cursos académicos. El diseño a nivel de sistema está conceptualizado y expresado en términos de bloques funcionales y la integración de un sistema [11]. 1.2 Las TICs como recurso de autoevaluación En una sociedad tan compleja como la actual, en la que las universidades pretenden posicionarse como referentes de la generación, gestión y transferencia del conocimiento, y en.

(18) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 9. la que los roles clásicos de los procesos de enseñanza-aprendizaje vienen transformándose sustancialmente, se torna evidente en lo que a las figuras del estudiante concierne, entendido ahora como sujeto que aprende y del profesor como guía, asesor y tutor es evidente que se impone la necesidad de introducir la tecnologías de la información y comunicación (TICs) como innovación metodológica [12]. Cuando se trata de diferenciar las TICs de otras tecnologías o medios de enseñanza tradicionales es necesario referirse a los elementos o medios básicos por lo que está formada, los cuales suelen ser: . La informática.. . La microelectrónica.. . La multimedia.. . Las telecomunicaciones.. Todos estos medios que forman parte de las TICs generalmente no existen de forma aislada, sus potencialidades máximas se consiguen cuando logran formar parte de un ambiente integrado, que aprovecha los aspectos más novedosos de cada uno y permite conseguir nuevas realidades comunicativas y formativas. A continuación, se muestra una Web que refleja el intercambio de estudiantes y profesores [13]..

(19) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 10. Figura 1.1. Web ecosistemap.. En la actualidad, la utilización de recursos interactivos a través de Internet, el uso de satélites de comunicación, los sistemas de banda ancha y la creación de espacios virtuales, ha permitido pasar a una nueva era; la interactividad bidireccional entre estudiantes y docentes y nuevos modelos de enseñanza; "educación o aprendizaje en línea", "aprendizaje electrónico", "educación virtual", enseñanza no presencial conocida y difundida en la actualidad con el término anglosajón "e-learning" y/o la enseñanza mixta "blended learning" combinándose la enseñanza en línea con la enseñanza presencial, lo que se ha convertido en una atractiva modalidad formativa que no debemos obviar replanteándose nuevas metodologías en la enseñanza universitaria [3]. El desarrollo de esta sociedad del conocimiento precisa de estructuras organizativas flexibles que posibiliten tanto un amplio acceso social al conocimiento, como una capacitación personal critica que favorezca la interpretación de la información y la generación del propio conocimiento. A tal fin, se ha hecho necesaria una nueva reconceptualización de la forma académica superior, basada en el aprendizaje del alumno y en el diseño de herramientas metodológicas que favorezcan la adquisición de habilidades y estrategias para la gestión, análisis, evaluación y recuperación de información tanto electrónico como convencional [14]..

(20) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 11. Los entornos virtuales de aprendizaje llamados Ambientes Virtuales de Aprendizaje (AVA) o Virtual Learning Environment en inglés, las plataformas para la tele formación, webtools, los Sistemas de Gestión de Aprendizaje o. Learning Management Systems (LMS) y las. Plataformas de Aprendizaje (PA) o Learning Platform (LA) , entre otras denominaciones, no es más que, un espacio de comunicación que hace posible, la creación de un contexto de enseñanza y aprendizaje en un marco de interacción dinámica, a través de contenidos culturalmente seleccionados y elaborados y actividades interactivas realizadas de manera colaborativa, utilizando diversas herramientas informáticas soportadas por el medio tecnológico, lo que facilita la gestión del conocimiento, la motivación, el interés, el autocontrol y la formación de sentimientos que contribuyen al desarrollo personal[3]. En cuanto a relevancia se refiere, el impacto de las TICs en favor de la educación viene dada por el papel de las tecnologías en la llamada Sociedad de la Información (SI). Se refiere al argumento según el cual, en el nuevo escenario social, económico, político y cultural de la SI, facilitado en buena medida por las TICs y otros desarrollos tecnológicos que han venido produciéndose desde la segunda mitad del siglo XX, el conocimiento se ha convertido en la mercancía más valiosa de todas, y la educación y la formación en las vías para producirla y adquirirla. Por ende, si se planea construir una economía regida por el conocimiento como recurso fundamental tiene que evidenciarse el correcto aprendizaje usándose todos los recursos que sean necesarios, tanto en el plano individual como social, y en este marco las TICs se manifiestan como instrumentos poderosos para promover el aprendizaje tanto de un punto de vista cuantitativo como cualitativo. Así es como estas tecnologías hacen que se supriman las barreras espaciales y temporales, además del incremento de usuarios a la formación y la educación. Hasta el momento se ha convertido en una necesidad realizar estudios acerca de la incorporación de las TICs a la educación de manera genérica y los usos que el estudiantado y profesorado hacen con estas tecnologías, todos reflejan que estos están sensiblemente alejados de los centros educativos. Por un lado, los estudios comparativos internacionales y nacionales indican que hay enormes diferencias entre países en lo que concierne a la incorporación de las TICs a la educación y a la conexión de los centros educativos a Internet. Así, mientras que en algunos países la mayoría de los centros educativos cuentan con un alto nivel de equipamiento y disponen de conexión de banda ancha a Internet, en otros, en el que se encuentran no pocos.

(21) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 12. países iberoamericanos, siguen existiendo carencias enormes en ambos aspectos, evidenciándose incluso en un mismo país dentro de una misma región. Esta, lejos de tornarse homogénea y benéfica como era su objetivo inicial, dista de ser generalizada en dicha cuestión. Un ejemplo evidente lo constituye América Latina, donde los niveles de uso de TICs son marginales. En muchas universidades del mundo principalmente las del mundo anglosajón, se está prestando mucho interés en la inserción de las TICs con el objetivo de apoyar a la enseñanza presencial, algunas de estas universidades son: . Harvard University.. . MIT (Massachusetts Institute of Technology).. . University Massachusetts at Boston.. . Northeastern University.. . CLA (Universidad de California).. . USC (University Southern California).. . Berkeley University of California.. . UC (University of California, Oakland).. Una de las aportaciones más significativas de las TICs a los procesos de formación; es la eliminación de las barreras espacio-temporales a las que se han visto condicionada la enseñanza presencial y a distancia. Desde esta perspectiva se asume que el aprendizaje se produce en un espacio físico no real (ciberespacio), en el cual se tienden a desarrollar interacciones comunicativas mediáticas. De este modo, las instituciones universitarias pueden realizar ofertas de cursos y programas de estudio virtual, posibilitando la extensión de sus estudios a colectivos que por distintos motivos no pueden acceder a las aulas, cursándolas desde cualquier lugar [12]. Con la incorporación de las TICs, las posibilidades educativas no se limitan únicamente a las ofertadas en un entorno cercano, sino que se pueden elegir cursos y propuestas de formación impartidas por centros no necesariamente próximos. Este fenómeno ha conducido a la denominada “educación bajo demanda”, que intenta dar respuestas a las necesidades de formación concreta de los individuos. Además, ha supuesto un incremento de la capacidad decisional del alumnado sobre su proceso de aprendizaje al contar con mayores posibilidades.

(22) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 13. para seleccionar y organizar su currículo formativo. En definitiva, esta formación flexible encarna el principio de la educación centrada al estudiante, no basada en el docente. Las nuevas TICs permiten un acceso más rápido y eficaz del docente y los estudiantes a la información, reduciendo de este modo el grado de obsolescencia de la información y utilizando de forma más eficiente las distintas fuentes informativas existentes a través de la red. Esta información que se puede recibir no es solo textual, sino también visual y auditiva y no solo estática sino también dinámica [15]. En el Instituto Tecnológico de Massachusetts existe una Web que proporciona la retransmisión mediante video de los eventos, conferencias y clases públicas más significativas, también realizan proyectos que proporcionan el acceso permanente a los estudiantes a usar videos a través de Internet, simulaciones, autoevaluaciones, etc. En universidades españolas también las TICs se han asentado plenamente, lo cual ha provocado un cambio significativo en la dinámica interna. Habitualmente, la autoevaluación en entornos virtuales de aprendizaje se realiza mediante cuestionarios formados por un conjunto de preguntas de opción múltiple o verdadero/falso. Si bien dicho método es válido en algunas ocasiones, en general el alumno no obtiene una visión práctica a partir de sus repuestas. Un método ideal, en el terreno de la ingeniería que ocupa, sería que, después de responder a cada una de las preguntas formuladas, el alumno fuese al laboratorio para realizar el montaje práctico del circuito motivo de la pregunta y comprobase la validez de su respuesta. Pero este proceso exige mucho tiempo y medios y, además, si el alumno descubre en el laboratorio que su respuesta es incorrecta, tiene que buscar entre un cúmulo de papeles y apuntes la razón de su fallo. Es en este punto en el que las actuales Tecnologías de la Información proporcionan la posibilidad de desarrollar nuevas herramientas que ayuden a superar las dificultades indicadas. Existen herramientas como SIPAE (Sistema Integrado para Aprendizaje y Evaluación) que combina un conjunto de cuestionarios con experimentos virtuales interactivos. El laboratorio virtual, que forma el conjunto de experimentos, muestra al alumno el circuito práctico bajo análisis e incluso lo genera de acuerdo con su respuesta y le da la oportunidad de experimentar con él como si se encontrase en el laboratorio real. El alumno aprende y es consciente de sus errores ya que los experimenta con sus propias respuestas. De esta forma, tomando en.

(23) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 14. consideración la reflexión del alumno sobre sus propios errores, se va más allá de una simple evaluación formativa y se obtiene una evaluación formadora. Los dispositivos electrónicos son los elementos básicos de los sistemas electrónicos y la comprensión y memorización de su comportamiento en la memoria de larga duración es muy importante, especialmente para los ingenieros de la especialidad de Electrónica. De ahí el interés de los laboratorios virtuales como herramienta de autoaprendizaje y autoevaluación de los citados dispositivos. Con este sistema, el alumno es protagonista de su propio proceso de aprendizaje porque no sólo estudia la teoría y los problemas de la asignatura en cuestión, sino que, además, se autoevalúa experimentando en el laboratorio virtual y puede decidir, mediante los resultados de la autoevaluación, si vuelve o no a iniciar el proceso. Finalmente, el alumno acude al laboratorio real con la seguridad y la motivación que necesita. A continuación, se muestra una figura de un laboratorio virtual simulando un amplificador [16].. Figura 1.2. Ejemplo de un circuito amplificador de colector común en un laboratorio virtual. Por último, se puede mencionar el ejemplo de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, donde desde hace años se ha logrado un balance adecuando entre actividades teóricas, simuladas y prácticas, de acuerdo a lo que se hace en otras universidades del mundo. También se han desarrollados páginas Web dedicadas.

(24) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 15. a los cursos diurnos y para trabajadores de distintas asignaturas, con el objetivo de complementar la labor del profesor, como es el caso de la Electrónica Analógica. Esto favorece el nuevo plan de estudios E, que está a punto de ser implementado por el Sistema Educacional Cubano [17]. Para ello se necesita de instrumentos capaces de evaluar cuantitativamente y cualitativamente los criterios preestablecidos en favor de medir al alumnado sobre sus tareas y actividades, siendo las rúbricas una de las más eficientes. Básicamente, existen dos grupos: las holísticas, que tratan de evaluar el aprendizaje o competencia desde una visión más global, y las analíticas, que se centran en algún área concreta de aprendizaje. Además de ser empleadas en el diseño de tareas amplias o específicas, esta supone, para el docente que la utiliza, una nueva forma de entender y de llevar a cabo los procesos de evaluación, a la vez que brinda un mayor acercamiento por parte del estudiante a la función tutorial que éste desempeña. Debe entenderse, por ende, que la evaluación adquiere un sentido más real, conectando con la actividad inmediata del estudiante sobre el trabajo que realiza y los aprendizajes que adquiere. Por su parte, el estudiante encuentra en la rúbrica una manera clara de conocer las expectativas del docente respecto a lo que éste espera que haga en una determinada situación de aprendizaje. También se sirve de los criterios establecidos para evaluar, tomándolos a modo de pautas que le guíen para alcanzar más fácilmente sus objetivos de aprendizaje. Cabe destacar que dicha herramienta ayuda a los estudiantes a situar con precisión las dudas y problemas que se les plantea en el transcurso de su actividad de aprendizaje [18]. Además de la mencionada anteriormente encontramos también a E-portfolio que se concibe como una colección de trabajos de los estudiantes que busca demostrar, por medio de la mejora progresiva, lo que son capaces de hacer en un área o contenido específico. Este sistema de evaluación se concreta a partir de la creación de una carpeta individual en donde cada estudiante va introduciendo los trabajos solicitados, de forma que se pueden observar sus progresos a lo largo de todo el proceso. Se trata de una evaluación abierta y flexible donde docentes y estudiantes fijan y delimitan los objetivos de aprendizaje. Todo ello hace que el Eportfolio se convierta en una herramienta versátil, capaz de visibilizar el método de enseñanza adoptado, las actividades propuestas y el proceso evaluador en un mismo instrumento, a través de la representación longitudinal de procesos y productos. Esta herramienta tiene doble funcionalidad, formativa al enfatizar el papel activo de los estudiantes y potenciar la.

(25) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 16. adquisición de aprendizajes significativos; y evaluativa, partiendo de la base de que todos conocían y asumían los criterios de evaluación delimitados para cada tarea [19]. 1.3 Recursos de Moodle para la autoevaluación Moodle es una plataforma de gestión del aprendizaje global que soporta estándares abiertos y es interoperable por diseño, para permitir la integración de aplicaciones externas e información dentro de una plataforma Moodle única. Fue diseñado en 1999 por Martin Dougiamas de Perth, Australia Occidental, y la primera versión 1.0 apareció en el año 2002 [20]. Constituye un sistema de gestión de contenido de aprendizaje basado en la Web (LCMS) diseñado en torno a los principios pedagógicos, es decir, una filosofía constructivista social, utilizando la colaboración de Internet. Debido a su flexibilidad también puede ser utilizado en entornos de clases más orientados a los resultados. Moodle tiene muchas características como plataforma que incluye foros, gestión de contenido, pruebas con diferentes tipos de preguntas y varias actividades módulos. Esta plataforma también tiene varios módulos contribuidos, incluyendo SCORM, WebQuest y el documento Sistema de Gestión [21]. Es una herramienta de software libre y gratis bajo licencia pública GNU. Esto significa que Moodle tiene derechos de autor (copyright), pero que tiene algunas libertades: se puede copiar, usar y modificar, siempre que se acepte proporcionar el código fuente a otros; no se puede modificar la licencia original ni los derechos de autor, y aplicar esta misma licencia a cualquier trabajo derivado de él. Además, se retroalimenta del trabajo realizado por múltiples instituciones y participantes que colaboran en red, lo cual permite acceder libremente e incorporar a una asignatura múltiples módulos y recursos creados por otros usuarios. Al estar comprendido dentro de una aplicación Web, resulta muy fácil su instalación y manejo, solo se necesita un ordenador que posea un navegador Web, dígase Mozilla Firefox, Internet Explorer, entre otros y lógicamente estar conectado a Internet. Las principales funciones de aprendizaje que ofrece Moodle se pueden subclasificar en los siguientes grupos [20]: . Funciones de aprendizaje directo, en línea (Online, en conexión con la Web o plataforma correspondiente). Aquí se incluyen actividades con las TIC tales.

(26) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 17. como: estudiar, leer, hacer ejercicios, ver videos en pantalla, además de otras actividades interactivas y prácticas. . Funciones de comprobación del aprendizaje: ejercicios o test de autoevaluación, concursos de conocimientos (WebQuest, quizes), etc.. . Funciones de colaboración para el aprendizaje: alumnos organizados en grupos que participan en foros, chat, wikis, para realizar prácticas y trabajos.. . Funciones de elaborar respuestas y resultados del aprendizaje: rellenar cuestionarios, subir o elaborar informes o textos, redacción colaborativa de trabajos, etc.. 1.3.1 Herramientas y Ventajas de Moodle En concreto las herramientas que proporciona Moodle son las siguientes [22]: . Tarea: Asigna tareas en línea o no; los alumnos pueden enviar sus tareas en cualquier formato (como Word, PDF, imagen, etc.).. . Chat: Permite la comunicación en tiempo real de los alumnos.. . Consulta: los profesores crean una pregunta y un número de opciones para los alumnos. Se utiliza este módulo para hacer votaciones rápidas sobre un tema.. . Charla: Permite el intercambio asincrónico privado entre el profesor/tutor y un alumno o entre dos alumnos.. . Foros: Las aportaciones en los foros permiten el intercambio asincrónico del grupo sobre un tema compartido. La participación en foros puede ser una parte integral de la experiencia de aprendizaje, esto ayuda a los alumnos a aclarar y desarrollar su comprensión del tema.. . Lección: Permite crear y gestionar un conjunto de “páginas enlazadas”. Cada página puede terminar con una pregunta. Según la respuesta elegida por el alumno se va adelante, atrás, a otra página en la lección. Se califica al terminar.. . Glosario: Crea una recopilación de los términos más usados en un curso. Tiene muchas opciones de representación incluyendo lista, enciclopedia, diccionario y otras.. . Diario: Refleja el aprendizaje, registra y revisa las ideas.. . Etiquetas: Añade descripciones con imágenes en la página principal del curso..

(27) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. . 18. Cuestionario: Permite cuestionarios incluyendo preguntas de verdadero o falso, opción múltiple, respuestas cortas, asociación, preguntas al azar, numéricas, incrustadas en el texto y todas ellas pueden tener gráficos.. . Material: Sirve para incluir materiales en un curso; pueden ser textos sin formatos, archivos subidos, enlaces Web, WIKI o HTML (Moodle tiene todos los editores incorporados) o una referencia bibliográfica.. . Encuesta: Este módulo ayuda a crear cursos más eficaces ofreciendo una variedad de las encuestas sobre Ambientes de Aprendizaje Constructivista en Línea “Constructivist Online Learning Eviroment Survey” (COLLES) y Actitud sobre Pensar y Aprender. “Attitudes to Thinking and Learning Survey” (ATTLS) incluyendo el muestreo de incidentes críticos.. . Taller: Sirve para el trabajo en grupo. Permite a los estudiantes diversas formas de evaluar los proyectos de los demás, así como proyectos prototipo. Finalmente, el profesor califica los trabajos.. También cuenta con herramientas de carga y enlace a archivos que el profesor puede utilizar como librería multimedia de recursos y que los alumnos pueden consultar en cualquier momento. Por otra parte, herramientas como Usuarios en Línea o Actividad Reciente, permite a todos los usuarios ver y analizar el estado de los demás miembros, de manera que se puede ver quién ha hecho qué, en qué momento, cuántas veces ha accedido a un determinado material y otra serie de propiedades que pueden ejercer una presión positiva en aquellos alumnos que no toman parte en las actividades. Moodle, al contrario que muchos otros sistemas de gestión que pueden ser usados para tareas educativas que salen al mercado con altos costos económicos tanto en la adquisición como en el mantenimiento que requiere el software, permite al ser de código abierto, un mantenimiento en red gratuito y un costo cero en torno a la adquisición del mismo. Algunas de las ventajas que hacen que Moodle sea uno de los entornos virtuales de aprendizaje más populares se muestran a continuación [20]: . Su uso en línea genera mejoras en la comunicación entre profesor-profesor, profesoralumno, alumno-alumno e incluso profesor-padres..

(28) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. . 19. Su utilización en clase favorece y aumenta el grado de interactividad y colaboración de los estudiantes motivando e interesando a estos para trabajar con la herramienta Moodle.. . Es una herramienta de fácil mantenimiento y de bajo costo económico por parte de las instituciones.. . Numerosos estudios han demostrado que la implantación de Moodle en las materias mejora significativamente el rendimiento mostrado por los alumnos. Consigue desarrollar en el estudiante el sentido de conectividad y de comunidad y aumenta la capacidad de aprendizaje de los estudiantes dando por tanto unos mejores resultados educativos.. Es evidente que este recurso digital por así denominarlo, juega un papel destacado en nuestros días en cuanto al desarrollo de la enseñanza. Permite la gestión de la asignatura en cuestión y con una gran variedad de utilidades que van desde multimedia y evaluaciones hasta realizar exámenes online. También es la herramienta ideal para gestionar la organización de las comunidades educativas y permitir la comunicación y el trabajo en red entre sus distintos integrantes y con otros centros, resultando especialmente útil para la integración e implementación de los currículos, la comunicación con las familias y su uso en el ámbito extraescolar. 1.3.2 Moodle en universidades extranjeras Al ser Moodle considerada como la plataforma virtual más completa en cuanto a herramientas y viabilidad, se hace evidente su utilización por parte de la mayoría de las universidades a nivel mundial. . La Universidad de Alicante en España, a partir del curso académico 2008/2009 ha empleado Moodle para adaptar las materias de Redes de Computadores de Ingenierías en Informática a una novedosa forma de enseñanza y evaluación[5].. . La Universidad de Deusto, España ha emigrado a esta plataforma virtual, desarrollando asignaturas como Electrónica Digital, Arquitectura de las Computadores y Estructuras de las Computadores I. Además, pretende realizar unidades didácticas en Tecnología Electrónica, Electrónica Analógica, Sistemas Electrónicos Digitales y Tecnologías de los Computadores. La figura que aparece a continuación es un reflejo.

(29) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 20. de la asignatura Prácticas de Arquitecturas de Computadores en dicha universidad [23].. Figura 1.3. Página principal de la asignatura en la plataforma virtual. . Universidad de Murcia, España no se queda detrás en el uso de la plataforma virtual Moodle pues desde 2005/2006 en el Departamento de Ingeniería de la Información y las Comunicaciones es utilizado en la asignatura Tecnologías y Sistemas Electrónicos logrando un balance positivo en forma ascendente de los aprobados en dicha asignatura después de comenzado la utilización de la mencionada plataforma[24].. . En la Universidad de Córdoba, España utiliza a Moodle desde 2007/2008 en varias facultades destacando la facultad de Ciencias de la Educación, usando en mayor medida las herramientas relacionadas con la Web: editar una Web o página de texto y enlace a un archivo o a una Web, además de foros, tareas, cuestionarios y consultas [25].. . En la Universidad de Málaga, España, específicamente en la Facultad de Ingeniería Informática se ha utilizado a Moodle como recurso indispensable de sus cursos académicos desde el 2007/2008 en la asignatura Dispositivos Electrónicos con el fin de fomentar el estudio Online y la autoevaluación del estudiantado, apoyados en los recursos que facilita este como: exámenes, foros, encuestas, tareas y glosarios. La.

(30) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 21. figura que a continuación se muestra es el montaje real de la plataforma en la asignatura Dispositivos Electrónicos en la universidad malagueña [26].. Figura 1.4. Asignatura Dispositivos Electrónicos en el Moodle. Por la importancia que se le atribuye a Moodle en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas se le dedica un análisis más profundo y detallado haciendo énfasis en la Facultad de Ingeniería Eléctrica (FIE) en la asignatura Electrónica Analógica. Esta alternativa surge por la necesidad de integrar adecuadamente las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), con el propósito de que el estudiante juegue un papel activo en el proceso enseñanza-aprendizaje. Dentro de las herramientas que destacan por su uso se encuentran: la tarea, que es utilizada para asignarle un trabajo a los estudiantes, el que estos deberán enviar en formato digital y será calificado por el profesor; otro de los más usados son los recursos, que permiten el enlace a materiales de cualquier formato digital (Word, PowerPoint, Flash, vídeo, sonidos). Los circuitos simulados, a los que se puede acceder desde Moodle, facilitan a las asignaturas que dependen de recursos costosos como en la Electrónica, tanto Analógica como Digital, hojas de datos, orientaciones a los laboratorios real y simulado, videos educativos, así como algunas videoconferencias impartidas por el profesor principal, además del foro, que permite la comunicación entre los estudiantes y el profesor donde solo este último puede escribir e informarles a los alumnos sobre algún evento (consulta, seminario, etc.) y los estudiantes solo pueden leer la información. Hoy se intentan desarrollar sitios.

(31) LAS TICS COMO MEDIO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 22. autoevaluativos y tutorados en la Electrónica Analógica con el objetivo de suplir carencias que puedan aquejar ante la implementación del nuevo plan de estudios E. La figura que se presenta a continuación es una foto tomada de la plataforma Moodle en la asignatura Electrónica Analógica I.. Figura 1.5. Plataforma Moodle en la Facultad de Ingeniería Eléctrica en la asignatura Electrónica Analógica I. A pesar de todos los esfuerzos por parte de los profesores al frente de la asignatura existen carencias que acometen contra la enseñanza de la mencionada materia. Aunque resulta admirable los esfuerzos que se están llevando a cabo por parte de estudiantes y profesores del Departamento de Electrónica con el fin de suplir las dificultades, no se pueden olvidar la poca organización de los contenidos y la actualización de estos en las asignaturas..

(32) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 23. CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. El capítulo en cuestión se presenta como un diagnóstico de la situación, analizando los contenidos sobre aplicaciones de los BJT y FET en amplificadores, teniendo en cuenta los principales recursos bibliográficos de la asignatura EA I y las herramientas de Moodle para implementarlos durante el nuevo plan de estudios E. En cuanto a la distribución de los epígrafes el 2.1 trata sobre un diagnóstico de las posibilidades y el epígrafe 2.2 sobre las herramientas de Moodle. 2.1. Diagnóstico sobre posibilidad de autoevaluación. Para corregir problemas palpables en la asignatura Electrónica Analógica de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, en lo que al aprendizaje en análisis y diseño de amplificadores básicos se refiere, utilizando transistores bipolares (BJT) y de efecto de campo (FET); se trabaja en las carencias que se encuentran presentes en los principales recursos disponibles para apoyar esta labor. Dentro de dichos recursos se tienen herramientas de simulación como Matlab y Multisim, esta última fundamental en los montajes de circuitos, además de la plataforma interactiva Moodle, que facilita la autoevaluación. Atendiendo a esta problemática, la finalidad del trabajo en cuestión es realizar una propuesta para el aprendizaje y evaluación de proyectos de análisis y diseño para la Electrónica Analógica I, que garantice la aplicación acertada de los recursos disponibles y otros que sean necesarios elaborar. Por ende, se prevé implementar un curso virtual en la plataforma virtual Moodle, donde se resuelvan los cuatro módulos fundamentales: el planteamiento del problema; la autoevaluación inicial; el trabajo con las herramientas; y el análisis de los resultados, de manera que favorezca el entrenamiento y la preparación de los estudiantes [27]..

(33) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 2.1.1. 24. Presentación de los contenidos. Por consiguiente, en la confección del nuevo manual de ejercicios en la plataforma Moodle, se direccionan los recursos en aspectos esenciales que se muestran a continuación mediante esquemas y párrafos que complementen los ejercicios sobre los amplificadores con transistores BJT y FET. Para responder a esta tarea se realiza un bosquejo por las principales bibliografías con que cuenta la asignatura. La materia Electrónica Analógica I, correspondiente al plan de estudio D, se imparte en el segundo año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. Tiene un total de 64 horas, en un intervalo de tiempo correspondiente a 16 semanas. Las formas de organización de la enseñanza que se usan actualmente son: conferencias, clases prácticas, laboratorios y seminarios. La asignatura consta de tres pruebas parciales y una prueba final que busca los siguientes objetivos [28]: . Interpretar parámetros que distinguen el comportamiento eléctrico de los dispositivos semiconductores estudiados (diodos, BJT, FET, diodos de 4 capas, etc.). . Analizar circuitos de poca complejidad que constituyen aplicaciones típicas de los dispositivos semiconductores estudiados.. . Aplicar criterios de diseño para conseguir condiciones de funcionamiento especificadas, en circuitos de poca complejidad que constituyen aplicaciones típicas de los dispositivos semiconductores estudiados.. Ante el nuevo plan de estudios (E) que se va a implementar a partir del curso 18-19 se torna necesario analizar los contenidos relacionados con amplificadores BJT y FET en las bibliografías de la asignatura, en aras de mejorar su método de estudio. En la bibliografía disponible de la asignatura se muestra como libro de texto básico “Circuitos Microelectrónicos” del autor Muhammad H Rashid, 2002 y como textos complementarios: “Microelectrónica “de Jacob Millman, “Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos” de Robert Boylestad y “Principios de Electrónica “de Albert Paul Malvino, todos en formato electrónico, ubicados en la carpeta de la asignatura en 10.12.1.68 además de las bibliografías agregadas por los profesores. Circuitos Microelectrónicos (Rashid).

(34) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 25. Los dispositivos semiconductores y los circuitos integrados son los pilares de la tecnología moderna, motivo por el cual el estudio de la Electrónica, que trata de las características y aplicaciones de estos, es una parte fundamental del plan de estudios de las carreras de ingeniería eléctrica. Los objetivos de estudio en este libro son los siguientes: . Desarrollar habilidades en el análisis y diseño de circuitos analógicos y digitales.. . Familiarizar a los estudiantes con varios elementos del proceso de diseño en ingeniería, entre los que se incluyen la formulación de especificaciones, el análisis de soluciones alternativas, la síntesis, la toma de decisiones, las iteraciones, la consideración de factores de costo y aspectos de tolerancia.. El libro realiza una orientación de manera descendente, refiriéndose antes que nada a las características ideales de los CI, para definir con ellos las técnicas de diseño y análisis, seguido del funcionamiento de dispositivos y circuitos que conforman los CI para comprender las limitaciones e imperfecciones. El libro incluye apéndices donde se da un repaso del análisis básico de circuitos y una introducción a PSpice. Las deducciones matemáticas se mantienen a un mínimo mediante el uso de modelos aproximados de circuitos para amplificadores operacionales, transistores y diodos. La importancia de estas aproximaciones se establece por medio del análisis asistido por ordenador, mediante PSpice. Los circuitos importantes se analizan en ejemplos resueltos con la finalidad de presentar las técnicas básicas y dar énfasis a los efectos de la variación de parámetros. Las preguntas de repaso y los problemas que aparecen al final de cada capítulo ponen a prueba el aprendizaje del estudiante de los conceptos desarrollados en ese capítulo. Las respuestas a los problemas seleccionados se encuentran en la parte final del libro [11]. Malvino Se destaca por su claridad, concisión y rigor en la exposición de los conceptos. El texto incorpora al principio de cada capítulo una relación de los objetivos específicos, que ayuda al estudiante a comprender el alcance de cada tema. Los contenidos expuestos se acompañan de ilustraciones y figuras que facilitan y refuerzan el aprendizaje. Al final de cada tema se incluyen numerosas cuestiones, problemas resueltos y propuestos, problemas de repaso y complementos de temas más avanzados que permiten al profesor ampliar el programa [29]. Microelectrónica.

(35) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 26. Se ha distribuido en cinco partes, iniciándose con el estudio de los circuitos integrados (dispositivos semiconductores), para continuar con los circuitos y sistemas digitales, amplificadores, de recogida de datos y procesamiento de la señal, para acabar con los circuitos y sistemas de potencia. El objeto de este libro es conducir al lector, paso a paso, desde un conocimiento cualitativo de las propiedades de un semiconductor hasta la comprensión del funcionamiento de elementos en estado sólido y aprender a combinar éstos para formar circuitos integrados. Se estudia una gran variedad de chips integrados y cómo se fabrican. Se han introducido los nuevos conceptos empleando las técnicas analíticas conocidas y el desarrollo de nuevos métodos de análisis se basa en conceptos ya conocidos. Una parte muy importante la constituyen los gráficos y esquemas de circuitos que con gran profusión acompañan y ayudan a entender el texto. Cada capítulo finaliza con unos temas de repaso que permiten al estudiante comprobar el nivel de comprensión del tema. Es indudable que constituye un valioso auxiliar para ingenieros, científicos y profesionales de campos afines a la ingeniería eléctrica y de computadoras [4]. Boylestad Es considerado desde hace mucho como uno de los textos clásicos sobre dispositivos. Proporciona a los estudiantes un estudio completo de los dispositivos y los amplificadores operacionales. Todos los temas de los dispositivos se elaboran a partir de los primeros capítulos, para asegurar que los estudiantes tengan una comprensión completa del material fundamental antes de pasar a temas complejos. Ilustra algunos procesos de simplificación de circuitos como, por ejemplo: Obtener el circuito equivalente de un Emisor Común con resistencia en emisor [10]..

(36) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. BJT. 27. FET. Transistores. Aplicaciones  Conmutación  Amplificación    . Av Ai Ri Ro.  Av  Ri  Ro. Parámetros.  Emisor común  Colector común  Base común. Configuraciones.  Fuente común  Drenador común  Base común. Fig.2.1. Diagrama en bloques sobre transistores. 2.1.2. Diagnóstico actual. Evidentemente con las nuevas transformaciones educativas se viene potenciando el estudio mediante sitios autoevaluativos que suplan las carencias que existen a la hora de resolver ejercicios relacionados con amplificadores construidos con BJT y FET. Destacando entre las que conforman esta problemática se encuentran las carencias de metodologías pedagógicas eficaces, la falta de atractivo de los recursos que se ponen a disposición del estudiante, así como la falta de adaptación de dichos recursos a la diversidad y al nivel de conocimiento de los estudiantes. Mediante la observación de las actividades de aprendizaje y a través del desarrollo de investigaciones realizadas en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas se ha podido constatar que uno de los mayores problemas que han presentado los alumnos es en cuanto al desarrollo de la habilidad para afrontar el diseño de amplificadores básicos utilizando Transistores Bipolares y Transistores de Efecto de Campo. Si bien el proceso de análisis de.

(37) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 28. amplificadores de pequeña señal demanda del esfuerzo por parte de los estudiantes, al tener que integrar varios temas de la asignatura, la máxima necesidad recae en el proceso de diseño. Desde el punto de vista de computo como herramienta vital para el diseño y cálculo de los parámetros que caracterizan a dichos amplificadores se ha contado tradicionalmente con instrumentos informáticos como Orcad, Proteus y Multisim, todos ellos en favor de la electrónica, con el objetivo final de facilitar el trabajo comparativo entre los resultados teóricos y simulados, y realizar las correcciones correspondientes hasta obtener los resultados deseados. Este proceso demanda de disponer del tiempo y las habilidades necesarias y según lo observado se dificulta su cumplimiento. Se hará un poco de énfasis en la herramienta Multisim por ser la que se emplea en la investigación actual. Es un excelente entorno para diseñar, analizar y crear circuitos electrónicos. El enfoque de diseño de Multisim ayuda a reducir las iteraciones de prototipos y a optimizar los diseños de tarjetas de circuito impreso (PCB) al inicio del proceso, ofreciendo entradas esquemáticas, una amplia base de datos, simulación SPICE (Programa de Simulación con Énfasis en Circuitos Integrados), entrada y simulación VHDL, y puede manejar circuitos de radiofrecuencia, realiza posprocesado y es capaz de generar la placa PCB. Utiliza un entorno unificado para la enseñanza de electrónica de potencia, analógica y digital. Se obtienen resultados más rápido con simulación gráfica e intuitiva. A continuación, se muestra en la figura 2.1 la herramienta Multisim [30].. Figura 2.2. Ventana herramienta en Multisim..

(38) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 29. Por ende, el siguiente análisis en cuanto a dificultades se refiere, pretende disminuir las de los estudiantes con el estudio de la teoría y problemas relacionados con el diseño de amplificadores; la autoevaluación a través de preguntas y cuestionarios; la autoevaluación mediante la experimentación en el laboratorio virtual; y finalmente el montaje en el laboratorio real con la seguridad y la motivación requerida. Al abordar la Electrónica Analógica desde una perspectiva de diseño y específicamente a lo relacionado con BJT y FET, es necesario revelar una serie de pasos con el fin de construir un diseño efectivo: . Estudio e interpretación del problema de diseño.. . Definición de los requerimientos de diseño.. . Establecer la estrategia y hallar el diagrama de bloques funcional.. . Evaluar las soluciones alternativas que permita seleccionar la topología.. . Seleccionar los valores de los componentes y dispositivos a emplear.. . Evaluar el diseño y predecir su funcionamiento. Modificar los valores.. . Simular el circuito mediante modelos más reales (o complejos) del dispositivo y componentes reales.. . Obtener una estimación de costos para el proyecto.. . Ensamblar un prototipo en el laboratorio, y probarlo realizando mediciones para verificar el diseño. Modificar el diseño cuando sea necesario.. El pasado curso en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas se celebró como se hace habitualmente un examen de conocimiento con el objetivo de saber el estado de los estudiantes en lo que al diseño de amplificadores se refiere, como parte del programa de clases. Los resultados hablaron y evidenciaron las carencias del estudiantado en este tipo de comprobación ya que el 47% de los estudiantes obtienen calificación de mal y solamente el 33% de los estudiantes tienen calificaciones entre bien y excelente. Datos del profesorado al frente de dichas actividades mencionaron el desempeño previo en seminarios y tareas independientes, donde se agrupaban varios estudiantes por equipo, en el que los circuitos fueron simulados y montados realmente, por lo que queda en evidencia la labor de todos los integrantes de los equipos a la hora de trabajar en sus tareas. Aquí se muestra un gráfico que evidencia lo manifestado anteriormente [27]..

(39) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. 30. Diseño electrónico 5 puntos. 4 puntos. 47%. 3 puntos. 2 puntos. 19% 14% 20%. Figura 2.3. Resultados de la prueba de conocimientos. 2.2. Herramientas de Moodle. La Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, específicamente la facultad de Ingeniería Eléctrica se ha caracterizado por seleccionar y/o desarrollar recursos de aprendizaje, con la intención de aplicar adecuadamente las Tecnologías de la Información y la Comunicación. En esta dirección se ha trabajado en la elaboración de diferentes objetos de aprendizaje (mapas conceptuales, páginas Web, manuales, programas entrenadores, etc.) que unido a la creación de un curso de la asignatura en la plataforma Moodle y el uso de las herramientas de simulación contribuye a mejorar el aprendizaje de los alumnos. Esta plataforma brinda tres tipos de elementos lógicos con los que construir un sistema de ayuda al aprendizaje: los de comunicación, de materiales y actividades [23]. . Módulo de comunicación: Las herramientas de este módulo son básicas y tienen como principal propósito facilitar y enriquecer la interacción entre alumnos, entre profesores y entre profesores y alumnos. A través de estas herramientas los alumnos pueden plantear dudas y solicitar aclaraciones, también se pueden publicar anuncios, instrucciones, fechas de examen, realizar debates y discusiones que amplíen el punto de vista de los estudiantes.. . Módulos de contenidos de materiales: Son los elementos que representan los contenidos del curso ya sean textos, presentaciones de diapositivas, enlaces a páginas Web, etc..

(40) DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES. . 31. Módulos de materiales: Constituyen la parte activa y colaborativa, estos tienen el objetivo de que el alumno trabaje y ejecute acciones, como el debate y discusión de problemas propuestos, redacción de trabajos, creación de imágenes, talleres, etc.. En el presente trabajo los materiales fueron elaborados fuera del curso para después ser implementados en él, conjuntamente con las simulaciones realizadas con la herramienta Multisim, por lo que se hace necesario subir archivos hacia la plataforma, donde cada asignatura virtual dispone de un espacio privado en el servidor, solo accesible desde la propia asignatura. En dicho espacio el profesor puede colocar los ficheros que desee poner a disposición de los estudiantes a través de la Web. La subida de archivos es una tarea sencilla, pero solo la podrán realizar aquellos profesores o alumnos con permiso de edición en la asignatura. Facilidades que aporta Moodle para la Autoevaluación En la presente investigación se emplearon de manera unísona los tres módulos que brinda la plataforma Moodle. Entre las ventajas que brinda se encuentran las facilidades de autoevaluación que esta ofrece. La actividad que se utilizó fue el examen, aunque sería conveniente explotar algunas otras como foros, tareas y chats, todas ellas en favor de organizar un mejor sitio autoevaluativo. A continuación, se muestran algunos de los beneficios que estas tienen y el porqué de su elección como recurso para el curso [31]. El módulo examen le permite al profesor diseñar y plantear exámenes con preguntas tipo como opción múltiple, falso/verdadero, relacionar columnas, respuesta corta y calculada. Un profesor puede permitir que se intente realizar el examen en varias ocasiones con el orden de las preguntas acomodado aleatoriamente. Se puede establecer un límite de tiempo si se desea. Cada intento es calificado automáticamente y la calificación se guarda en el libro de calificaciones. El profesor puede elegir si hacer comentarios de retroalimentación y/o mostrar las respuestas correctas durante el intento, inmediatamente después o hasta que se cerró el examen. Un profesor puede elegir entre una variedad de comportamientos de pregunta, incluyendo un modo adaptativo (que proporciona pistas antes de permitirle al estudiante intentarlo de nuevo),.

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Figura 1.1. Web ecosistemap.
Figura 1.2. Ejemplo de un circuito amplificador de colector común en un laboratorio  virtual
Figura 1.3. Página principal de la asignatura en la plataforma virtual.
figura  que  a  continuación  se  muestra  es  el  montaje  real  de  la  plataforma  en  la  asignatura Dispositivos Electrónicos en la universidad malagueña [26]
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