Diseño de un sitio WEB e implementación de prácticas de laboratorios virtuales para la asignatura Electrónica para Ingenieros Mecánicos

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Diseño de un sitio WEB e implementación de prácticas de laboratorios virtuales para la asignatura Electrónica para Ingenieros Mecánicos.. Autor: Yosvany Moreno Díaz Tutor: Dr. Enrique Arturo Padrón. Santa Clara 2007 " Año 49 del triunfo de la Revolución ".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Diseño de un sitio WEB e implementación de prácticas de laboratorios virtuales para la asignatura Electrónica para Ingenieros Mecánicos.. Autor: Yosvany Moreno Díaz Tutor: Dr. Enrique Arturo Prof. Dpto. de Mecánica Facultad de Ing. Mecánica. UCF. E-mail:[email protected] Santa Clara 2007.

(3) " Año 49 del triunfo de la Revolución ".

(4) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Automática, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(5) PENSAMIENTO. La vida es primeramente un conjunto de problemas esenciales, a los que el hombre responde con un conjunto de soluciones. José Ortega. i.

(6) DEDICATORIA. A mis abuelos y A mi madre por su preocupación constante, por guiarme siempre por el buen camino, por su amor incondicional, su confianza y dedicación A mi padre de crianza por quererme como a un hijo A mi hermano por estar siempre a mi lado. ii.

(7) AGRADECIMIENTOS. A mi tutor el Dr. Enrique Arturo A Yusnier y Alain por su ayuda incondicional A mi familia por guiarme e impulsarme a lograr esta meta A mis compañeros de cuarto y de año por los momentos vividos Al colectivo de profesores por brindarme todo su conocimiento a lo largo de mi formación. A todos los que de una u otra forma colaboraron para que este trabajo se realizara satisfactoriamente. iii.

(8) RESUMEN Los cambios acelerados en el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el mundo, han traído la necesidad impostergable de reestructurar profunda y funcionalmente la formación de las futuras generaciones. La creación de nuevos métodos y herramientas de enseñanza es una de las vías encaminadas a elevar el desarrollo intelectual de los alumnos en la educación superior. La inserción de la informática en los procesos docentes constituye un importante reto para profesores y alumnos universitarios. La Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Cienfuegos inserta, como complemento docente, la creación de un sitio Web encaminado a ofrecer información intelectual y didáctica. En este trabajo se aborda el uso de las Páginas Web en la educación, los software y herramientas para su diseño; así como, aportes metodológicos de la asignatura. Del mismo modo se dan argumentos de la selección del simulador Electronic Work Bench para la realización de laboratorios virtuales. Los resultados alcanzados le confieren un elevado valor práctico, dado. por sus amplias posibilidades de. aplicación en la docencia, y por constituir un valioso material complementario para la enseñanza, con bibliografía actualizada, con problemas propuestos y resueltos, con simulaciones de fenómenos físicos de la electrónica difíciles de entender e imaginar solo con una lectura de un texto. Todo esto enfocado hacia el cumplimiento de las habilidades del ingeniero mecánico del plan de estudios D en esta materia.. iv.

(9) TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO ....................................................................................................i DEDICATORIA .....................................................................................................ii AGRADECIMIENTOS ....................................................................................... iii INTRODUCCIÓN................................................................................................ 1 CAPÍTULO 1. LAS. TECNOLOGÍAS. DE. LA. INFORMACIÓN. Y. COMUNICACIÓN EN LA ENSEÑANZA SUPERIOR ................................ 5 1.1. Evolución de las TIC en la asignatura de electrónica para ingenieros. mecánicos en la Universidad de Cienfuegos. .............................................................6 1.2. ¿Laboratorios Reales o Laboratorios Virtuales?.............................................7. 1.3. Ventajas e inconvenientes de las TIC ...........................................................12. 1.4. ¿Por que una herramienta Web ? ...................................................................16. 1.5. Herramientas para el diseño de páginas Web ..............................................17. 1.5.1. Dreamweaver..............................................................................................18. 1.5.2. Adobe Photoshop.......................................................................................18. 1.5.3. Macromedia Flash......................................................................................19. 1.5.4. HTML............................................................................................................20. 1.5.5. CCS ..............................................................................................................22. 1.5.6. JavaScript....................................................................................................23. v.

(10) 1.6. ¿Qué herramienta utilizar para la realización de laboratorios virtuales?..24. CAPÍTULO 2.. ESTRUCTURA METODOLÓGICA DE LA ASIGNATURA DE. ELECTRÓNICA PARA INGENIEROS MECÁNICOS............................................ 26 2.1. Tributación de la asignatura a las Habilidades de la carrera de IM...........26. 2.2. Programa de la asignatura Electrónica para Ingenieros mecánico ...........29. 2.2.1. Fundamentación de la asignatura. ..........................................................31. 2.2.2. Objetivo general. ........................................................................................31. 2.2.3. Objetivos educativos. ................................................................................32. 2.2.4. Objtivos Instructivos...................................................................................32. 2.2.5. Objetivos instructivos por tema................................................................33. 2.2.6. Sistema de conocimiento por temas.......................................................34. 2.2.7. Sistema de habilidades .............................................................................35. CAPÍTULO 3.. DISEÑO DE LA APLICACIÓN WEB. Y SELECCIÓN DEL. SIMULADOR PARA LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIOS VIRTUALES. ........ 37 3.1. Diseño de la aplicación web............................................................................37. 3.1.1. Diseño de Navegación ..............................................................................37. 3.1.2. Diseño interfaz visual ................................................................................39. 3.1.3. Creación de las páginas. ..........................................................................40. 3.1.4. Página principal o de inicio.......................................................................41. 3.1.5. Páginas de temas ......................................................................................44. 3.2. La simulación, otra alternativa en el proceso de enseñanza-aprendizaje 44. 3.2.1. Uso de la simulación..................................................................................44. 3.2.2. Descripción del Electronic Work Bench..................................................46. 3.2.3. Selección del software ..............................................................................48. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................ 50 vi.

(11) Conclusiones ..................................................................................................................50 Recomendaciones .........................................................................................................51. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 52. vii.

(12) INTRODUCCIÓN. INTRODUCCIÓN. El quehacer educativo actual está influenciado en gran medida por los avances en las tecnologías de la información y por los ambientes de aprendizaje que se están generando a nuestro alrededor. Resaltándose el hecho de que el acto educativo es eminentemente social y que se necesita formar un profesional que esté a tono con estos tiempos, comprometido con nuestro proceso revolucionario, pero que a su vez sea capaz de montarse en el tren del vertiginoso desarrollo en todas las esferas del conocimiento humano que impone el mundo globalizado. Las nuevas tendencias pedagógicas, reflejadas en el plan D, tienen menor cantidad de horas presénciales del estudiante lo que requiere de una sólida, amplia y diversa base material de estudio que facilite la adquisición de conocimientos en forma independiente. La asignatura de Electrónica para ingenieros mecánicos se dicta en el segundo semestre del tercer año, es clasificada entre las básicas específicas de la carrera, sin embargo, un alto por ciento de los estudiantes se sienten desmotivados y la consideran como asignatura no a fin a su perfil de ingeniero mecánico. Ante tal situación se hace necesario encontrar medios de enseñanza y ejemplos prácticos vinculados con la ingeniería. mecánica que mostrados de una forma amena. despierten la motivación de los estudiantes. Existen otros aspectos que empeoran el estado de la asignatura tales como: El libro de texto básico es del año 1981, demasiado antiguo para la ciencia que más desarrollo ha tenido en las últimas décadas. El laboratorio de electrónica de la UCF se encuentra en mal estado y con un alto grado de obsolescencia, lo que implica buscar alternativas para lograr las 1.

(13) INTRODUCCIÓN. habilidades requeridas según el plan de estudios. La asignatura de electrónica para ingenieros mecánicos cuenta con cinco temas que cada uno es un compendio de distintas materias de la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica, los mismos carecen de un enfoque global dirigido a las aplicaciones de la ingeniería mecánica. Lo antes expuesto lleva a la situación problémica de: ¿Como contribuir a la actualización de la asignatura, así como su vinculación con la ingeniería mecánica a fin de lograr la motivación de los estudiantes? El objetivo esencial de este trabajo es elaborar una herramienta Web que presente, en forma amena y didáctica, los contenidos de la asignatura de Electrónica para Ingenieros Mecánicos, con un enfoque metodológico que garantice tributar al mayor número posible de habilidades del profesional propuestas por el plan de estudio D. Por lo tanto, es necesario investigar para dar respuesta a las siguientes Interrogantes Científicas: ¿Cuales deben ser las habilidades ha lograr en el ingeniero mecánico por la asignatura de electrónica? ¿Como solucionar la situación de obsolescencia del libro de texto? ¿Cuáles son las potencialidades y limitaciones de una aplicación web? ¿Cual puede ser la solución de las prácticas de laboratorios con tan bajos recursos disponibles en sus locales? ¿Que simulador utilizar para la realización d laboratorios virtuales ? Para dar solución a estas interrogantes y al objetivo esencial se trazaron las siguientes tareas científicas. 1- Determinar el sistema de habilidades de la asignatura de forma tal que tribute a los requerimientos del nuevo plan de estudios D. 2- Participar en la elaboración del programa con el nuevo enfoque pedagógico. 2.

(14) INTRODUCCIÓN. 3- Búsqueda bibliográfica sobre los temas que contiene el programa de la asignatura y sobre la didáctica del aprendizaje 4- Profundizar en la utilización del software Electronic Work Bench para realizar prácticas de laboratorios 5- Preparar las prácticas de laboratorios virtuales. 6- Preparación de contenidos de la asignatura con problemas resueltos y simulaciones animadas de diferentes fenómenos que se dan en los dispositivos electrónicos 7- Estudio de la herramienta web (Dreamweaver) 8- Realizar una pagina Web para la asignatura 9- Elaboración del informe final La importancia de este trabajo es dar solución. a la problemática de la base. material de estudio, información científico-técnica. y laboratorios. para la. asignatura de electrónica para ingenieros mecánicos a fin de corresponder con las exigencias del nuevo plan de estudio D, implantado en todas las carreras de ingeniería mecánica del país. No se conocen investigaciones pedagógicas relacionadas con el soporte didáctico de la asignatura de Electrónica para Ingenieros Mecánicos, precisamente esto constituye una novedad científica,. Este trabajo puede hacerse extensible a todas las facultades de ingeniería mecánica del país y parte del mismo puede utilizarse en carreras con un programa similar de electrónica en las SUM. El informe final se encuentra estructurado de la siguiente forma: resumen, introducción, tres capítulos y referencias bibliográficas. El capítulo uno presenta un análisis del impacto de. las Tecnologías de la. Información y la Comunicación (TIC) teniendo en cuenta sus ventajas y desventaja a la hora de aplicarlas a la educación. Del mismo modo se caracterizan algunas de las principales herramientas utilizadas para la confección de la aplicación Web. El segundo capítulo trata acerca de las generalidades metodológicas de dicha asignatura, en él se explican los objetivos educativos e instructivos y los sistemas. 3.

(15) INTRODUCCIÓN. de habilidades de la misma teniendo en cuenta las exigencias del nuevo plan de estudios. En el ultimo capítulo se aborda el diseño del sitio ofreciéndose detalles de la estructura de navegación, interfaz visual y el diseño de las páginas .Otro aspecto tocado en este capitulo es la selección del Electronic Work Bench como simulador para los laboratorios virtuales. El valor práctico del trabajo está dado por sus amplias posibilidades de aplicación inmediata en la docencia. Así como, por constituir un valioso material complementario en el proceso docente. Este trabajo fue presentado en el XII Taller Metodológico. de la facultad de. ingeniería mecánica de la Universidad de Cienfuegos.. 4.

(16) CAPÍTULO 1. CAPÍTULO 1. LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN EN LA ENSEÑANZA SUPERIOR. El desarrollo de la información y las comunicaciones se ha visto favorecido en las últimas décadas, debido principalmente a los grandes avances tecnológicos en el ámbito mundial. Esta nueva fase de desarrollo va a tener gran impacto en la organización de la enseñanza y el proceso de aprendizaje. La acomodación del entorno educativo a este nuevo potencial y la adecuada utilización didáctica del mismo supone un reto sin precedentes, en el cual la enseñanza Cubana no ha estado aislada y a dado grandes pasos. Las tecnologías de Información y Comunicación (TIC), representan en estos momentos uno de los retos que tiene ante sí la educación superior ya que permiten renovar los procesos formativos en múltiples formas y plantea nuevas propuestas, para la comunicación entre docentes y alumnado, así como los procesos de enseñanza y aprendizaje. Todavía nos encontramos en una fase inicial de las aplicaciones de las TIC en la enseñanza superior, no obstante se han dado pasos importantes, es evidente que se consolide en los próximos años. Se han de conocer los límites y los peligros que las nuevas tecnologías plantean a la educación y reflexionar sobre el nuevo modelo de sociedad que surge de esta tecnología y sus consecuencias.. 5.

(17) CAPÍTULO 1. 1.1 Evolución de las TIC en la asignatura de electrónica para ingenieros mecánicos en la Universidad de Cienfuegos. La enseñanza en la educación superior en la provincia de Cienfuegos comenzó con una filiar universitaria en la que se estudiaba la ingeniería termoenergética, como una especialización de la Ingeniería Mecánica, donde las habilidades prácticas se alcanzaban con las unidades docentes ubicadas en las industrias del territorio. En 1979 se inaugura el Instituto Superior Técnico de Cienfuegos con locales propios, dos facultades, Economía e Ingeniería, dentro de la ingeniería estaba Termoenergética y mecánica automotriz, ambas especialidades de la mecánica. En los primeros años primó un auge constructivo de laboratorios. Para la disciplina de Electricidad existían tres laboratorios, Electrotecnia, Electricidad del automóvil y Control de proceso. En 1982 el centro adquirió los primeros teclados inteligentes marca Toshiba que guardaban la información en un casete de audio. La primera aplicación de las TIC en la disciplina de Electricidad en la Universidad de Cienfuegos. fue en 1984 con la utilización de un software, elaborado por los. docentes, que simulaba la sincronización. de un generador con un sistema. electroenergético, al año siguiente entraron las primeras microcomputadoras, NEC, Lttel 24,… y así sucesivamente se ha estado actualizando constantemente la base material informática. Los laboratorios no fueron inmunes a los problemas económicos ocasionados por la caída de campo socialista, dos de ellos desaparecieron completamente y uno quedo con equipamiento con un alto grado de obsolescencia, escasos recursos y prácticamente nada de componentes electrónicos. Esta situación ha provocado que se vean afectadas las habilidades prácticas en la formación del ingeniero mecánico en la asignatura de electrónica. por lo tanto es necesario buscar. alternativas para equilibrar esta situación. Desde hace cuatro años no se pueden realizar laboratorios reales por lo que la única variante que se ha utilizado, entonces, es la de los laboratorios virtuales.. 6.

(18) CAPÍTULO 1. 1.2 ¿Laboratorios Reales o Laboratorios Virtuales? El paradigma de la educación es que el alumno comience a aprender por su propia cuenta, que se haga responsable de su propio proceso de aprendizaje actuando. en consecuencia. En otras palabras, que participe activamente. involucrándose a tal grado, que al final pueda generar nuevos conocimientos, haciendo uso de todos los elementos, herramientas y tecnologías, que sirvan para facilitarle este proceso (Reyes & Padrón, 2005) Los laboratorios computarizados, también llamados laboratorios virtuales, tienen su principal antecedente en Estados Unidos y en el Reino Unido, desde hace más de veinticinco años. Un. laboratorio virtual se concibe como una simulación, mediante un paquete. informático, de una situación de aprendizaje, que comúnmente se diseña para ser realizada en un espacio físico llamado laboratorio. El laboratorio virtual es un espacio típico para la generación, experimentación y transmisión de conocimientos. En un ambiente de aprendizaje se reúnen las condiciones pedagógicas, didácticas y ambientales óptimas para que ocurra el proceso de enseñanza – aprendizaje. Se considera al laboratorio como el lugar idóneo para que el alumno compruebe de forma práctica, los conceptos o principios adquiridos de forma teórica en el aula, ya que cuenta con los medios necesarios para realizar experimentos y trabajos de carácter científico o técnico. Los Laboratorios Reales (LR) y los Laboratorios Virtuales (LV), pueden llegar a ser ambientes óptimos de aprendizaje. En estos ambientes es recomendable que el alumno utilice el aprendizaje por descubrimiento, el aprendizaje colaborativo, su capacidad de observación y análisis, para que, a través de una reflexión seria, 7.

(19) CAPÍTULO 1. entre lo que sabe y lo que está aprendiendo, pueda adueñarse del conocimiento e interiorizarlo. ¿En que grado pueden los laboratorios virtuales desplazar la utilización de los laboratorios reales? La mejor forma de contestar a esta pregunta es mediante el análisis de las posibles ventajas y desventajas de ambas vertientes. Es preciso, para las condiciones concretas de nuestra Universidad y de nuestro país, realizar una comparación entre el laboratorio virtual y el laboratorio real en cuanto a los siguientes aspectos: Costos: En este rubro es muy relativa la comparación, pero generalmente se considera que los laboratorios virtuales, son menos costosos, por tres razones esenciales: •. Los medios de computación los compra el país al por mayor, lo que hace que los precios sean mucho más bajos de lo común.. •. Los laboratorios de computación sirven para todas las disciplinas y para múltiples formas de aprendizaje.. •. Los software utilizados se pasan de Universidad en Universidad sin costar un centavo y ni tan siquiera se sabe como llegaron a las redes de computación cubana.. Los costos de LV se elevan en Instituciones que se ocupan y pagan el desarrollo del software, para nuestro caso el desarrollo de software es muy barato, se realiza con estudiantes. Mientras que en los laboratorios reales: •. El material de instrumentación es excepcionalmente caro, lo que hace difícil que cada alumno pueda realizar todos los experimentos que necesite.. •. Los laboratorios reales, implican un gasto continuo en mantenimiento, compra y reposición de material de laboratorio y equipo, costo de disposición de desechos, etc. 8.

(20) CAPÍTULO 1. •. Los recursos en personas y espacios son restringidos, debido a la masificación y problemas presupuestarios.. Disponibilidad: Generalmente en todas las universidades del mundo es mucho más fácil encontrar un laboratorio de computación que no con uno especializado. La facultad de mecánica de la UCF está a tono con ese desarrollo y cuenta con dos laboratorios de computación, uno con 13 máquinas y otro con 11, que suman 24 puestos de trabajo. Existe una amplia gama de software profesionales que pueden utilizarse en las diferentes disciplinas de la carrera. Mientras que los laboratorios reales tienen un alto grado de obsolescencia. Además las prácticas necesitan de una supervisión más directa por parte del profesor y que cada alumno experimente por sí mismo, por lo que éstas no se pueden impartir para un gran número de personas. Riesgos: Este aspecto es muy contradictorio, es evidente que, para la práctica de laboratorio virtual los riesgos son bien escasos, en el caso de un laboratorio real de Química, puede inhalar sustancias tóxicas o derramárseles reactivo, o en un laboratorio de física o electricidad ponerse en contacto con partes conductoras con voltaje, etc , mas no es indispensable que lo haga y hasta cierto punto es conveniente, llegado el momento oportuno, en función de su madurez, que el alumno corra ciertos "riesgos calculados", con la finalidad de que valore más las medidas de seguridad, ya que el aprender medidas de seguridad desde un punto de vista meramente conceptual y a través de imágenes en un LV, puede, dependiendo nuevamente de su madurez, ser un tanto poco convincente, dado el grado en que se encuentra entretejida la realidad y la ficción en los ambientes virtuales que el joven está acostumbrado a utilizar, sobre todo en el área de entretenimiento. 9.

(21) CAPÍTULO 1. Por otro lado, son evidentes las ventajas que presenta un LV en la realización de prácticas de alto riesgo, pues pueden ser presentadas sin que el alumno ponga en peligro su integridad física o prácticas altamente contaminantes, que igualmente pueden ser llevadas a cabo sin cometer actos que violen la normas de cuidado del medio ambiente. Los LV no permiten la recreación de aquellos imprevistos que suelen ocurrir en los laboratorios reales y que también son fuente de aprendizaje. Contaminación. Este es un aspecto muy relativo. que esta asociado fundamentalmente al. consumo de energía eléctrica y esta depende en gran medida de las condiciones concretas de la práctica. Generalmente los laboratorios de computación cuando se les suma el consumo por concepto de climatización usan más energía eléctrica que los laboratorios reales. Aunque existen ciertos laboratorios reales que generan residuos contaminantes al medio ambiente. Desarrollo del aprendizaje y las habilidades: En este punto es donde consideramos que los laboratorios reales tienen una gran ventaja, ya que promueven el desarrollo de habilidades, enfatiza la interacción social en la adquisición de conocimientos, a mayor interacción social, mayor conocimiento, más posibilidades de actuar, más robustas funciones mentales; los alumnos pueden aprender también de sus compañeros (inclusive de sus errores) como de sus maestros. Promueven el desarrollo psicomotriz fino y según varios autores la psicomotricidad ejerce una influencia dominante sobre el cociente intelectual. Tanto los LV, como los LR enfocan la resolución de problemas desde diversos puntos de vista, todos válidos, valiosos y útiles para que el alumno aprenda a solucionar problemas. El LV tiene la ventaja de que el alumno puede estudiar su práctica, en forma previa, en un ambiente de trabajo individual, que favorezca su concentración, o en equipo, que le permita la discusión. Además, puede realizar un número. 10.

(22) CAPÍTULO 1. indeterminado de repeticiones, con la finalidad de tomar notas y realizar observaciones, dentro de los parámetros que le permite esta herramienta. Por otra brinda la posibilidad de realizar prácticas y poder observar resultados que en la vida real son imposibles de realizar, debido al costo o a las condiciones físicas del sistema. Por otro lado, la realización de un experimento en condiciones reales, permite al alumno percatarse de la presencia de variables que, en muchas ocasiones, están fuera de su control, como presión atmosférica, humedad ambiental, pureza de un reactivo, fallas técnicas en los aparatos, así como fallas de origen humano, tanto de parte suya como de sus compañeros de equipo y de grupo, lo que obliga a desarrollar un mayor sentido de corresponsabilidad en el trabajo colaborativo. Optimización de tiempos y recursos. Obviamente, si el alumno observa un video previo a la realización de su práctica en el laboratorio y lo estudia y analiza o realiza una práctica en el LV antes de la realización de una práctica igual o similar en el LR, su desempeño a la hora del trabajo en el laboratorio, será mucho mejor, que aquellos alumnos que no tuvieron oportunidad de hacerlo, según las observaciones realizadas Lo cual no implica en ningún momento, que la práctica observada o realizada de forma virtual pueda sustituir a la realizada de forma práctica, dados los argumentos arriba mencionados. Los LV no permiten o no promueven la creatividad en el alumno, al menos no de la forma en que se puede lograr en el LR, ya que están limitados por los parámetros que permite su diseño y que en muchas ocasiones no son suficientes para satisfacer la curiosidad del aprendiz. Si acaso, el LV es utilizado también para evaluar y por alguna razón tiene pequeños errores inadvertidos de programación o de diseño, puede afectar el aprendizaje o las evaluaciones de los alumnos a nivel masivo, dependiendo de su grado de distribución.. 11.

(23) CAPÍTULO 1. El uso de los laboratorios virtuales como de los laboratorios reales puede ser conveniente en función del logro de objetivos de aprendizaje siempre y cuando se cuente con el equipo idóneo de acuerdo al contexto, el personal capacitado y los diseños programáticos y curriculares adecuados. Esto implica apoyo logístico y técnico, así como capacitación y provisión de los recursos necesarios para que los profesores puedan optimizar su desempeño. El uso de los laboratorios virtuales es muy recomendable, aprovechando las ventajas que tiene para el aprendizaje sobre todo en aspectos que ni en laboratorios reales se pueden percibir. Así el futuro egresado los conoce, y los utiliza con enfoques de productividad en investigación y desarrollo de tecnología ya que son dos de las mas urgentes áreas que las naciones en proceso de desarrollo necesitan en sus profesionales y científicos, para que esté preparado para utilizarlos en el ambiente laboral, y sepa cuales son sus capacidades y limitaciones, con la certeza de que sabrá determinar si los resultados del ambiente virtual son aplicables y en que grado a la realidad. Como comentario final: creemos que es recomendable que en los diferentes niveles escolares se implemente el uso del ambiente educativo virtual a las actividades prácticas en la enseñanza de la ciencia, con lo que se obtendría "lo mejor de dos mundos", que de ninguna forma deben ser excluyentes, si no más bien integradores, ya que generalmente, los laboratorios son lo más cercano a la eperiencia práctica, que tienen nuestros educandos. 1.3 Ventajas e inconvenientes de las TIC Sin duda las nuevas tecnologías pueden suministrar medios para la mejora de los procesos de enseñanza y aprendizaje y para la gestión de los entornos educativos en general, pueden facilitar la colaboración entre las familias, los centros educativos, el mundo laboral y los medios de comunicación, pueden proporcionar medios para hacer llegar en todo momento y en cualquier lugar la formación "a medida" que la sociedad exija a cada ciudadano, y también pueden contribuir a superar desigualdades sociales; pero su utilización a favor o en contra de una. 12.

(24) CAPÍTULO 1. sociedad más justa dependerá en gran medida de la educación, de los conocimientos y la capacidad crítica de sus usuarios (Marqués, 2000).. Ventajas de las TIC •. Atractivo. Supone la utilización de un instrumento atractivo y muchas veces con componentes lúdicos. •. Acceso a múltiples recursos educativos y entornos de aprendizaje. Los estudiantes tienen a su alcance todo tipo de información y múltiples materiales didácticos digitales, en CD/DVD e Internet, que enriquecen los procesos de enseñanza y aprendizaje. El profesor ya no es la fuente principal de conocimiento.. •. Personalización de los procesos de enseñanza y aprendizaje. La existencia de múltiples materiales didácticos y recursos educativos facilita la individualización de la enseñanza y el aprendizaje; cada alumno puede utilizar los materiales más acordes con su estilo de aprendizaje y sus circunstancias personales.. •. Autoevaluación. La interactividad que proporcionan las TIC pone al alcance de los estudiantes múltiples materiales para la autoevaluación de sus conocimientos.. •. Mayor proximidad del profesor. A través del correo electrónico, puede contactar con él cuando sea necesario.. •. Más compañerismo y colaboración. A través del correo electrónico, chats y foros, los estudiantes están más en contacto entre ellos y pueden compartir más actividades lúdicas y la realización de trabajos.. •. Fuente de recursos educativos para la docencia, la orientación y la rehabilitación. Los discos CD/DVD e Internet proporcionan al profesorado. 13.

(25) CAPÍTULO 1. múltiples recursos educativos para utilizar con sus estudiantes: programas, Web de interés educativo, etc.... •. Actualización profesional. La utilización de los recursos que aportan las TIC como herramienta para el proceso de la información y como instrumento docente, supone una actualización profesional para el profesorado, al tiempo que completa su alfabetización informática y audiovisual. Por otra parte en Internet pueden encontrar cursos y otras informaciones que puedan contribuir a mejorar sus competencias profesionales: prensa de actualidad, experiencias que se realizan en otros centros y países.. •. Constituyen un buen medio de investigación didáctica en el aula. El hecho de archivar las respuestas de los alumnos cuando interactúan con determinados programas, permite hacer un seguimiento detallado de los errores cometidos y del proceso que han seguido hasta llegar a la respuesta correcta.. •. Contactos con otros profesores y centros. Los canales de información y comunicación de Internet facilitan al profesorado el contacto con otros centros y colegas, con los que puede compartir experiencias, realizar materiales didácticos colaborativamente.. •. Mejora de la administración y gestión de los centros. Con el uso de los nuevos instrumentos tecnológicos la administración y gestión de los centros puede ser más eficiente. La existencia de una red local y la creación de las adecuadas bases de datos relacionales (estudiantes, horarios, actividades, profesores...) mejorará la comunicación interna y facilitará actividades como el control de asistencias, la reserva de aulas específicas, la planificación de actividades.... •. Mejora de la eficacia educativa. Al disponer de nuevas herramientas para el proceso de la información y la comunicación, más recursos educativos interactivos y más información, pueden desarrollarse nuevas metodologías didácticas de mayor eficacia formativa.. 14.

(26) CAPÍTULO 1. •. Recursos compartidos. A través de Internet, la comunidad educativa puede compartir muchos recursos educativos: materiales informáticos de dominio público, páginas Web de interés educativo, materiales realizados por los profesores y los estudiantes.... •. Proyección de los centros. A través de las páginas Web y los foros de Internet, los centros docentes pueden proyectar su imagen y sus logros al exterior.. Inconvenientes de las TIC •. Distracciones. Los alumnos a veces se dedican a jugar en vez de trabajar.. •. Dispersión. La navegación por los atractivos espacios de Internet, llenos de aspectos variados e interesantes, inclina a los usuarios a desviarse de los objetivos de su búsqueda. Por su parte, el atractivo de los programas informáticos también mueve a los estudiantes a invertir mucho tiempo interactuando con aspectos accesorios.. •. Pérdida de tiempo. Muchas veces se pierde mucho tiempo buscando la información que se necesita: exceso de información disponible, dispersión y presentación atomizada, falta de método en la búsqueda.... •. Informaciones no fiables. En Internet hay muchas informaciones que no son fiables: parciales, equivocadas, obsoletas.... •. Ansiedad. La continua interacción ante la computadora puede provocar ansiedad en los estudiantes.. •. Adicción. El multimedia interactivo e Internet resulta motivador, pero un exceso de motivación puede provocar adicción. El profesorado deberá estar atento ante alumnos que muestren una adicción desmesurada a videojuegos, chats..... •. Aislamiento. Los materiales didácticos multimedia e Internet permiten al alumno aprender solo, hasta le animan a hacerlo, pero este trabajo individual, en exceso, puede acarrear problemas de sociabilidad.. •. Desarrollo de estrategias de mínimo esfuerzo. Los estudiantes pueden centrarse en la tarea que les plantee el programa en un sentido demasiado 15.

(27) CAPÍTULO 1. estrecho y buscar estrategias para cumplir con el mínimo esfuerzo mental, ignorando las posibilidades de estudio que les ofrece el programa. Por otra parte en Internet pueden encontrarse muchos trabajos que los alumnos pueden simplemente copiar para entregar al profesor como propios. •. Cansancio visual y otros problemas físicos. Un exceso de tiempo trabajando ante la computadora. o malas posturas pueden provocar. diversas dolencias. •. Esfuerzo económico. Cuando las TIC se convierten en herramienta básica de trabajo, surge la necesidad de comprar un equipo personal.. •. Supeditación a los sistemas informáticos. Al necesitar de las computadoras para realizar las actividades proyectadas, cualquier incidencia en éstos dificulta o impide el desarrollo de la clase.. •. Necesidad de actualizar equipos y programas. La informática está en continua evolución, los equipos y los programas mejoran sin cesar y ello nos exige una constante renovación.. •. Exigencia de un buen sistema de mantenimiento de las computadoras. La utilización intensa de las computadoras da lugar a múltiples averías, desconfiguraciones, problemas de virus. Ello exige a los centros tener contratado un buen sistema de mantenimiento.. •. Fuertes inversiones en renovación de equipos y programas. Los continuos cambios en el mundo de la informática exigen una renovación de los equipos cada 4 o 6 años.. 1.4 ¿Por que una herramienta Web ? La idea de crear una página Web de la asignatura Electrónica para Ingenieros Mecánicos. surge precisamente, a partir de los beneficios del uso de la. interactividad de la interfaz Web en la enseñanza. Como medio educativo, la Web significa un elemento mediador en la comunicación entre el educador y los educandos.. 16.

(28) CAPÍTULO 1. La utilización de la Web con estos fines, permite una utilización racional de recursos, incluido el tiempo; eleva la motivación de la mayoría de los estudiantes; integra las diferentes vertientes en la utilización de la computación; permite al profesor organizar el proceso educativo más eficientemente, desarrollando su creatividad y manteniendo una comunicación permanente con los estudiantes. Es aceptado por todos o casi todos, la posición de que para propiciar aprendizajes es necesario producir a su vez actividades que propicien la participación activa del que aprende y poner en práctica determinadas estrategias de recuperación y activación de la información. La Web brinda buenos beneficios al campo de la educación pues ella es esencialmente un medio para la distribución y acceso a la información, que modalidades. de. en. principio. permite. soportar. cualquiera. de. las. software educativo: Tutoriales, Hipermedia, Ejercitadores,. Simulaciones, Juegos, Herramientas, Evaluaciones, permitiendo la ejecución de estas diferentes acciones, a través de sus hipervínculos. Para el diseño de la Web. se creó una estructura que permitiese una mayor. organización y orden lógico de los contenidos de esta disciplina, lo que contribuye a una mayor simplicidad a la hora de interactuar con la misma. 1.5 Herramientas para el diseño de páginas Web Se hizo un estudio de las herramientas computacionales más usadas para el diseño y la implementación de un Sitio Web. Hay diversidad de programas que manipulan páginas Web, imágenes, y documentos textos, los cuales son la base de un sitio a construir. Todos estos programas tienen diferentes opciones de uso que los convierten en más o menos atractivos a los diseñadores, existen casos donde se usan varios de ellos para lograr diferentes efectos que se utilizan indistintamente, en dependencia de las necesidades del programador. A continuación veremos algunas de las potencialidades que brindan estas herramientas.. 17.

(29) CAPÍTULO 1. 1.5.1. Dreamweaver. Sin lugar a dudas, una de las herramientas más utilizadas por los webmasters que trabajan con aplicaciones visuales es Dreamweaver, de Macromedia. El programa se adapta increíblemente a las necesidades de todo tipo de profesional del diseño web, tanto para los que prefieren programar el código directamente en el editor de texto como para los que gustan de una metodología de trabajo totalmente visual. Dreamweaver ha incorporado, desde la versión MX, todo el poder de otra herramienta de Macromedia que ya había ganado gran aceptación: HomeSite. Se trata de un editor de texto especialmente diseñado para trabajar con documentos web como HTML, PHP, ASP, CSS o JavaScript, entre otros. HomeSite fue añadido a la Vista código de Dreamweaver, con lo que se ganó muchísimo en comodidad y velocidad a la hora de escribir (Hernán, 2006). Las funciones de edición visual de Dreamweaver permiten crear páginas de forma rápida, sin escribir una sola línea de código. Puede ver todos los elementos o activos del sitio y arrastrarlos desde un panel fácil de usar directamente hasta un documento. Puede agilizar el flujo de trabajo de desarrollo mediante su integración con Flash y Fireworks, pues se pueden insertar algunos elementos básicos en Flash sin necesidad de contar con este programa, como botones, viñetas y texto. Finalmente, si se quiere potenciar el programa, se le puede instalar una gran cantidad de plug-ins. 1. , los cuales pueden ser descargados del sitio de. Macromedia, o bien pueden ser programados por el diseñador. Por otro lado, existen grandes ventajas, en el manejo de capas y, desde la versión 4, en la construcción de tablas utilizando la herramienta tablas y celdas de disposición. 1.5.2 Adobe Photoshop Photoshop presenta un entorno completo para diseñadores y grafistas profesionales en el que se puede crear sofisticadas imágenes para impresión, paginas Web, dispositivos inalámbricos y otros medios.. 1. plug-ins: extensiones. 18.

(30) CAPÍTULO 1. En sus primeras versiones trabajaba en un espacio bitmap formado por una sola capa, donde se podían aplicar toda una serie de efectos, textos, marcas y tratamientos. En la actualidad esto se ha perfeccionado con. el empleo de. múltiples capas. A medida que ha ido evolucionando el software ha, incluido diversas mejoras fundamentales, como la incorporación de un espacio de trabajo multicapa, inclusión de elementos vectoriales, gestión avanzada de color, tratamiento extensivo de tipografías, control y retoque de color, efectos creativos, posibilidad de incorporar pluggins de terceras compañías, exportación para Web entre otros Proporciona herramientas para crear y manipular imágenes estáticas para su uso en Internet. Es posible dividir una imagen en sectores, añadir enlaces y texto HTML, optimizar los sectores y guardar la imagen como página Web. Photoshop se ha convertido, casi desde sus comienzos, en el estándar mundial en retoque fotográfico, pero también se usa extensivamente en multitud de disciplinas del campo del diseño y fotografía, como diseño Web, composición de imágenes bitmap, estilismo digital, fotocomposición, edición y grafismos de video y básicamente en cualquier actividad que requiera el tratamiento de imágenes digitales. 1.5.3 Macromedia Flash Macromedia Flash es el estándar profesional para la creación de experiencias Web de gran impacto. Permite crear logotipos animados, controles de navegación de sitios Web, animaciones de gran formato, sitios Web completos de Flash o aplicaciones Web. Por la capacidad y flexibilidad que brinda es el medio ideal para desarrollar la creatividad. El trabajo en Flash para la creación de una película incluye el dibujo o la importación de una ilustración, su organización en el escenario y su animación con la línea de tiempo. La película puede hacerse interactiva utilizando acciones que hagan que esta responda a determinados eventos de cierta manera.. 19.

(31) CAPÍTULO 1. 1.5.4 HTML HTML (HiperText Markup Language) es un lenguaje de programación que se utiliza para la creación de páginas en Internet. Por página entenderemos el documento. que. aparece. en. el. navegador. (Tutorial. HTML,. 2007).. Se compone de una serie de comandos, que son interpretados por el navegador. En última instancia es el navegador el que ejecuta todas las órdenes contenidas en el código, de forma que un visualizador puede estar capacitado para unas prestaciones, pero no para otras. Así, podremos especificar que una página tenga una imagen de fondo, o un texto parpadeando, pero si el visualizador no está capacitado para esas funciones, no se puede llegar nunca a comprobarlas. Los comandos HTML tienen una estructura muy básica. Son órdenes, algunas de una sola letra, contenidas entre los signos < y >. Con frecuencia, los comandos tienen una función de inicio y otra de fin. Algunas etiquetas muy usadas del HTML. HTML Es la primera etiqueta de estructura de página en todo documento HTML. Esta etiqueta le dice al examinador que el fichero contiene información en código HTML. La extensión.html o.htm también indica que es un documento HTML y que puede ser usado HEAD Especifica que las líneas que hay entre apertura y cierre de esta etiqueta forman el encabezado del resto del archivo. Por lo general, en la parte <HEAD> de la página solo van unas cuantas etiquetas (en especial la de Título, que se explica a continuación). No debe ponerse ninguna parte del texto en el encabezado. TITLE Contiene el título del documento, este es mostrado en cualquier parte de la ventana del explorador (normalmente en la parte superior), pero no dentro del área. 20.

(32) CAPÍTULO 1. de texto. El título es usado para hacer las marcas de bookmark; también son usados durante la búsqueda por programas que en Internet catalogan y listan las Páginas Web. BODY La segunda y mayor parte del código del documento HTML es el Body, dentro del cual se incluye el contenido del documento y las diferentes etiquetas que le dan forma al contenido. Los atributos que tiene son los siguientes: BACKGROUND, BGCOLOR, TEXT, LINK, VLINK y ALINK. Ellos son usados para fijar imágenes en background, dar color al texto, a los enlaces, etc.. La estructura base del documento HTML entonces quedaría de la siguiente forma: <HTML> <TITLE>Título de la ventana</TITLE> <BODY> ......comandos y texto...... </BODY> </HTML> Las tablas nos permiten representar y ordenar cualquier elemento de nuestra presentación en diferentes filas y columnas de modo que podamos resumir grandes cantidades de información de una manera que puede representarse rápida y fácilmente. El contenido de una tabla lo debemos desarrollar entre las etiquetas <TABLE>.....</TABLE>. Las tablas se definen fila a fila, celda a celda, comenzando desde la celda superior izquierda. Las columnas se calcularán automáticamente según las celdas que hay en cada fila. Cada fila de la tabla se indica mediante las etiquetas <TR>.....</TR>. Las etiquetas <TH> y <TD> con sus correspondientes etiquetas de cierre, indican las filas individuales dentro de cada fila. 21.

(33) CAPÍTULO 1. Imágenes El uso de imágenes es uno de los factores que ha popularizado a Internet. Incluir imágenes en una presentación Web es muy sencillo, solo debe tener en cuenta que las imágenes cumplan con los formatos GIF, JPEG o PNG. Las imágenes en línea, se especifican a partir de la etiqueta <IMG> que no tiene una etiqueta correspondiente de cierre pero que puede acompañarse de los siguientes atributos •. src = Este atributo es obligatorio e indica el nombre del archivo de imagen (entre comillas) o la URL que se va a representar.. •. align = Permite controlar la alineación de una imagen con respecto a una línea de texto adyacente o a otras imágenes en esa línea. Los valores posibles son los ya conocidos left, right, top, middle y bottom.. •. alt = Es la alternativa que se estableció cuando todavía existían visualizadores de solo texto. Entre comillas podremos escribir un texto que suplantara a esta imagen si no se carga o mientras se carga, o cuando pasamos el ratón por encima.. •. width = Este atributo es opcional, pero es recomendable ponerlo para ayudar al navegador a representar la imagen, significa el ancho de la imagen que vamos a representar.. •. height =Al igual que el atributo width, es opcional y recomendable ponerlo, este significa el alto de la imagen.. •. border = Con border especificamos el ancho de un borde que rodea la imagen.. 1.5.5 CCS Los CCS son las hojas de estilo en cascada (Cascading Style Sheets) que constituye un lenguaje formal usado para definir la presentación de un documento estructurado. Es un código estándar desarrollado por el W3C (World Wide Web Consortium) mediante el cual es posible definir anticipadamente el estilo que tendrá cada etiqueta HTML en la página.. 22.

(34) CAPÍTULO 1. La utilización de estilos CSS permite concentrar en un único lugar, la definición de estilos de todos los elementos similares .Mediante un bloque de código situado dentro de la misma página o en un archivo separado, es posible controlar el estilo de ciertos elementos en lugar de dar formato a cada elemento en forma individual. De esta forma si alguna vez se decide realizar algún cambio en el diseño y formato de la página, bastará con las modificaciones en un solo lugar,en vez de modificar cada elemento HTML por separado. 1.5.6 JavaScript JavaScript permite ejecutar secuencias de comandos en el mismo navegador del usuario. También se pueden realizar cálculos rápidos y complejos y hasta controlar la mayor parte de los elementos del navegador. JavaScript. se compone de elementos de programación como: argumentos,. gestores de eventos, funciones, literales, expresiones, métodos, objetos, operadores, propiedades, instrucciones, valores y variables. El codigo se escribe en el mismo documento HTML delimitado por las etiquetas <SCRIPT language=”JavaScript”> y se cierra con </ SCRIPT > Entre otros, los usos más frecuentes del JavaScript son: •. Mostrar mensajes en la barra de estado del navegador.. •. Crear botones activos mediante imágenes.. •. Mostrar anuncios (banners) de forma rotativa en una misma posición de la página.. •. Redireccionar según el tipo de navegador.. •. Crear ventanas independientes.. •. Controlar datos introducidos en un formulario.. •. Crear menús desplegables dentro de una página Web.. Es utilizado principalmente para mejorar la interactividad del usuario con el navegador pues es la herramienta quien interpreta el código y quien finalmente tiene relación con el visitante.. 23.

(35) CAPÍTULO 1. 1.6 ¿Qué herramienta utilizar para la realización de laboratorios virtuales? En el contexto actual de la facultad de Ingeniería Mecánica de la UCF la situación material del laboratorio de Electricidad no permite realizar buenas prácticas reales. Sin embargo la situación para el desarrollo de las prácticas virtuales es bien diferente, existen dos laboratorios de computación que permiten una relación con menos de dos alumnos por puesto de trabajo. En el mercado actual de software existen numerosas herramientas para la simulación de circuitos eléctricos y electrónicos, que en su mayoría están orientados al desarrollo profesional y aunque, en la mayoría de ellos, se deben poseer sólidos conocimientos para aprovechar todas las posibilidades que brindan, es importante determinar cual es el idóneo para el perfil del ingeniero mecánico. A continuación se relaciona una caracterización de algunos de estos programas teniendo en cuenta ciertas características que los identifican. •. El CrocClip fue de los primeros software que se utilizaron en los JCCE, sencillo con una base de datos muy limitada, con pocas opciones para la simulación, se quedan muchas prácticas que se quedan sin poderse realizar y que están dentro de los objetivos de los ingenieros mecánicos.. •. El Electronic Work Bench (EWB) es un programa educativo que simula circuitos electrónicos analógicos y digitales, que pretende que los alumnos que comienzan el estudio de circuitos eléctricos y electrónicos se familiaricen con el entorno de trabajo de un laboratorio. Esto lo convierte en un programa muy sencillo de utilizar, por cuanto el aprendiz tiene la impresión de estar trabajando en un laboratorio, en el que tiene a su alcance los dispositivos necesarios para diseñar y analizar sus circuitos.. •. El PSPICE y el ORCAD son programas profesionales para el diseño y simulación de circuitos electrónicos analógicos y digitales que permiten al diseñador simular circuitos reales y modelos complejos de dispositivos electrónicos. Realizan los análisis de respuesta de frecuencia (AC), de corriente directa (DC) y en el dominio del tiempo al igual que el EWB pero. 24.

(36) CAPÍTULO 1. además, permiten la realización de análisis paramétrico para todos los casos, así como análisis de ruido y sensibilidad de acuerdo al efecto de la dispersión de los parámetros de las componentes activas y pasivas. También se debe resaltar que estos software presentan una interfaz que resulta un poco más compleja. En el momento de decidir el software para la asignatura no debe ser muy complicado como para circuitos complejos, porque no esta dentro de las habilidades que se le exigen al ingeniero mecánico, sin embargo no puede ser tan sencillo y simple que los resultados carezcan de validez.. 25.

(37) CAPÍTULO 2. CAPÍTULO 2. ESTRUCTURA ASIGNATURA. METODOLÓGICA DE. DE. ELECTRÓNICA. LA PARA. INGENIEROS MECÁNICOS. Antes de realizar el diseño de la ingeniería del software, en este caso del sitio WEB, fue necesario llevar a cabo un trabajo metodológico de la asignatura a fin de enfocar los contenidos de acuerdo con los nuevos requerimientos y habilidades planteadas por el nuevo plan de estudios D. 2.1 Tributación de la asignatura a las Habilidades de la carrera de IM La carrera Ingeniería Mecánica de la Universidad de Cienfuegos, con el propósito de perfeccionar la formación de sus egresados, sistemáticamente ha ido introduciendo cambios en el plan de estudio en correspondencia con las tendencias nacionales e internacionales y el modelo del profesional definido nacionalmente. Desde hace dos curso, la carrera en la UCF ha trabajado en la introducción de los principios básicos del plan de estudios D, el consejo de carrera después de amplios debates y minuciosos análisis ha aprobado el sistema de habilidades de la carrera. Para elaborar la Web de la asignatura fue necesario un trabajo metodológico mancomunado, donde participaron el colectivo de la disciplina y el tesiante, con vistas a determinar las habilidades que se pretenden alcanzar con la asignatura de Electrónica, de tal forma que, tribute en el mayor número posible de habilidades del ingeniero mecánico. La tabla 2.1 muestra los resultados de este trabajo.. 26.

(38) CAPÍTULO 2. Tabla 2.1 Tributación de la asignatura a las Habilidades de la carrera de IM.. Habilidades de la carrera Plan D 1. Realizar cálculos mecánicos, hidráulicos, térmicos, eléctricos básicos, y económicos de instalaciones industriales y de servicios.. Habilidades de la Asignatura 1.1 Realizar cálculos de circuitos eléctricos básicos.. 2.Planificar, organizar y controlar la 2.1 Identificar las explotación, mantenimiento y reparación partes y características de máquinas e instalaciones industriales de los circuitos y de servicios. electrónicos para el accionamiento de los mecanismos. 3.Evaluar técnica y económicamente los principales indicadores de explotación y la gestión de mantenimiento de las _ máquinas, equipos e instalaciones tanto del sector industrial como en el de los servicios. 4. Diseñar y/o proyectar partes y piezas de máquinas, redes técnicas y procesos tecnológicos para la fabricación y reacondicionamiento de piezas y sistemas de mantenimiento que permitan la utilización adecuada de las máquinas, equipos e instalaciones a cargo del Ingeniero Mecánico. 5. Seleccionar máquinas, equipos y componentes comercialmente apropiados para el diseño, mantenimiento, fabricación y/o reacondicionamiento de sistemas afines a la profesión en el sector industrial y de servicios. 6.Diagnosticar y evaluar el estado técnico de los equipos y máquinas utilizando los sentidos y/o el equipamiento especializado, con el apoyo de los medios informáticos, determinando los principales fallos y dando las formas de solución.. _. 5.1 Seleccionar componentes electrónicos para circuitos de accionamientos de poca complejidad.. _. Forma de cumplimiento. Tema1. Componentes electrónicos pasivos.Tema 3 Fuentes de suministro.. Tema 1, 2, 3 y 4.. _. _. Tema 2 Amplificadores. Tema 3 Fuentes de suministro.. _. 27.

(39) CAPÍTULO 2. Tabla 2.1 (Continuación). Habilidades de la carrera Plan D 7. Seleccionar motores de combustión interna, eléctricos, elementos de transmisión y transportadores, así como accesorios para redes técnicas. 8. Seleccionar dispositivos universales para máquinas herramientas de corte. 9. Planificar, organizar y controlar el trabajo de las máquinas, equipos e instalaciones. 10. Utilizar manuales, catálogos y normas.. 11. Confeccionar e interpretar croquis, planos y esquemas.. 12. Emplear las técnicas modernas de computación como herramientas de trabajo.. Habilidades de la Asignatura. Forma de cumplimiento.. _. _. _. _. _. _. 10.1 Utilizar catálogos de componentes electrónicos. 11. Interpretar esquemas e identificar componentes en circuitos electrónicos de poca complejidad. 12.1 Utilizar Software profesionales para la simulación de los circuitos eléctricos y electrónicos.. Tema 2 y 3 Selección de componentes electrónicos. Tema 2 Amplificadores. Tema 3 Fuentes de suministro. Tema 1, 2, 3 y 4. 13. Utilizar los servicios de ICT que se ofrecen en los centros especializados y las TIC como nuevas vías de accesos, procesamiento, comunicación y uso de la información como medios para la transformación en la relación conocimiento proceso de aprendizaje.. 13.1 Emplear adecuadamente los servicios de ICT y las TIC para el aprendizaje.. Tema 1, 2, 3 y 4.. 14. Investigar, usando métodos científicos y técnicas experimentales, en las ramas de la ingeniería mecánica.. _. _. 15.1 Identificar los 15. Utilizar y aplicar los medios y normas riesgos y beneficios del de P.H.T. al hombre y al medio ambiente desarrollo de la electrónica al medio en el marco del desarrollo sostenible. ambiente. 16 .Interpretar el desarrollo científico tecnológico desde una visión humanista 16.1 Interpretar el en la que la racionalidad en el uso de los desarrollo científico recursos humanos y materiales, el tecnológico desde una cuidado al medio ambiente y la visión humanista. preservación de los principios éticos de la sociedad.. En el tema 2 Tarea Extractase. En el tema 1. Desarrollo cronológico de la Electrónica.. 28.

(40) CAPÍTULO 2. Tabla 2.1 (Continuación). Habilidades de la carrera Plan D 17. Desarrollar una elevada capacidad de comunicación en su lengua materna y en idioma inglés que le permita insertarse adecuadamente en el mundo contemporáneo. 18. Utilizar las técnicas de dirección, de trabajo en grupo y de cálculo económico. 19. Emplear las leyes sobre la protección y defensa de las instalaciones industriales y de servicios y objetivos económicos en general. 20.Dominar los métodos y técnicas deportivas que le permitan al estudiante preservar su salud física y mental. 21.Establecer relaciones humanas que le permitan desenvolverse en el ámbito profesional del ingeniero mecánico, acorde a las normas y principios del proyecto social cubano. 22. Desarrollar una formación pedagógica básica que lo capacite para desarrollar actividades en los programas de la batalla de ideas. 23. Aplicar elementos jurídicos esenciales relacionados con los modos de actuación del profesional de la ingeniería mecánica. 24.Aplicar las normas básicas de instalación y operación de las principales máquinas, aparatos y equipos relacionados con la profesión.. Habilidades de la Asignatura 17.1 Interpretar el lenguaje técnico de la electrónica en idioma Inglés.. Forma de cumplimiento. En los temas 2 y 5, seminarios.. _. _. _. _. _. _. _. _. 22. Desarrollar una formación pedagógica básica.. En los temas 2 y 5, seminarios. _. _. _. _. 2.2 Programa de la asignatura Electrónica para Ingenieros mecánico El Consejo Nacional de la Carrera (CNC), en su documento propuesta de plan D para el perfil del ingeniero mecánico orientó los objetivos generales de la disciplina de Electricidad y Automatización, la distribución de horas por asignaturas, etc. Esta información mas detallada se puede observar en la tabla 2.2. 29.

(41) CAPÍTULO 2. Tabla 2.2. Distribución de horas por asignaturas. Sem No. Act No. Act. 1. C1. 1. C2. 2. S. 2. C3. 3. C4. 3. CP1. 4. CP2. 4. C5. 5. CP3. 5. C6. 6. CP4. 7. CP5. 7. C8. 8. CP6. 8. C9. 9. C10. 9 10. C13 CP7. 11. L1. 12. L2. 12. CONTENIDOS Descripción Introducción y desarrollo de la electrónica Componentes electrónicas pasivas, características. Leyes de Kirchhoff para circuitos de CD. Rememoración. Características y aplicaciones de la unión P-N. El diodo. El transistor bipolar Características y aplicaciones. Amplificadores e interruptores. Fuentes de Suministro. Partes. Rectificadores monofásicos. Rectificadores trifásicos. Cálculos de las fuentes de suministro. Reguladores de voltajes. Introducción a las técnicas digitales. Compuertas básicas Primera Prueba Parcial Álgebra de Boole. Postulados Simplificación de funciones lógicas Circuitos combinacionales. Circuitos equivalentes con compuertas universales Mapa de Karnaugh Simplificación de funciones con el mapa de Karnaugh Fundamentos de los microprocesadores y microcontroladores Memorias. Desarrollo de los microprocesadores. Perspectivas futuras Principios de la Mecatrónica Evaluación Parcial 2 Circuitos con elementos pasivos (Virtual). Forma Horas Doc.. Obs.. C. 2. Tema I. C. 2. *Entrega de tarea. CP. 2. Tema II. C. 2. S. 2. C. 2. CP. 2. C. 2. Tema III. E. 2. P. Parcial. C. 2. C. 2. C. 2. C. 2. C. 2. C. 2. CP. 2. E. 2 2. PParcial 2. Lab. 2. Lab Comp. Diodo semiconductor (Virtual). Lab. 2. L3. Transistores (Virtual). Lab. 2. 13. L4. Amplificador operacional (Virtual). Lab. 2. 14. L5. Técnicas digitales. (Virtual). Lab. 2. Tema IV. Lab Comp. Lab Comp. Lab Comp Lab. Comp. 30.

(42) CAPÍTULO 2. Para el caso de la asignatura quedó con un total de 48 horas, sin examen final y se impartirá en el segundo semestre a estudiantes de tercer año de la carrera. Esta distribución fue creada teniendo en cuenta las orientaciones del CNC, las habilidades declaradas por el Consejo de carrera de la UCF y con la ayuda del colectivo de la disciplina de Electricidad y Automatización. 2.2.1 Fundamentación de la asignatura. La electrificación de los procesos tecnológicos de producción y de servicios, así como el desarrollo acelerado de la electrónica, la computación y la automatización y su rápida aplicación en esos procesos, hacen imprescindible el conocimiento por parte del Ingeniero Mecánico de los elementos básicos de estas ramas para su labor como tal, en la industria y en la sociedad cubana en general. Su contenido permite al Ingeniero Mecánico ser capaz de solucionar los problemas más frecuentes dentro del campo de la electricidad e interactuar con los Ingenieros Eléctricos y Electrónicos en problemas de mayor complejidad; tiene la responsabilidad de ayudar a que se establezca un nexo de continuidad entre las Ciencias Naturales y las Matemáticas con las correspondientes a disciplinas de los niveles posteriores y desarrollar formas de pensamiento lógicos y el razonamiento, mediante la ejecución de actividades destinadas al análisis y aplicación de conceptos y leyes, relacionados con los fenómenos eléctricos y electrónicos, en la utilización de las máquinas, equipos e instalaciones industriales. Esta asignatura está diseñada con cinco temas que abarcan casi todo el área del conocimiento de la Electrónica, cada uno de ellos puede representar una disciplina dentro de la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones, claro que muchos aspectos son tratados someramente en forma descriptiva, sin profundizaciones. 2.2.2 Objetivo general. Desarrollar la independencia, responsabilidad y confianza en sí mismo, a través de la solución de problemas técnicos relacionados con los fenómenos electrónicos que determinan los accionamientos eléctricos de los sistemas mecánicos, en estrecha relación con el perfil, que conlleven a su participación activa en grupos. 31.

(43) CAPÍTULO 2. multidisciplinarios, teniendo en cuenta las regularidades de la profesión y el sistema de valores éticos y morales de un profesional revolucionario. 2.2.3 Objetivos educativos. •. Ampliar la concepción Científica del mundo a la interpretación de los procesos físicos.. •. Activar con la política del Partido a través de la aplicación e instrumentación de orientaciones y medidas relacionadas con la actividad laboral del ingeniero, como expresión de la identificación y defensa de la clase obrera.. •. Aplicar normas de protección de la vida y salud del hombre, medio ambiente, mejorando las condiciones de trabajo con automatización de las máquinas.. •. Desarrollar. formas. de. pensamientos. lógicos. y. capacidades. cognoscitivas que permitan la formación de ingenieros integral en la actividad laboral y el conocimiento de los circuitos electrónicos en el proceso de dirección de las máquinas herramientas. •. Fomentar la responsabilidad y desarrollar la creatividad e independencia en la solución de tareas profesionales como rasgos de su personalidad.. •. Desarrollar la actividad de auto preparación permanente como condición esencial en la vida profesional.. •. Integrar grupos y establecer relaciones adecuadas con los jefes y subordinados en la solución de tareas.. •. Necesidad de preparar a los ciudadanos para la defensa y para las actividades principales que se cumplen en tiempo de paz.. 2.2.4 Objtivos Instructivos. 1.. Conocer los principales elementos que se utilizan en los circuitos electrónicos.. 32.

(44) CAPÍTULO 2. 2.. Seleccionar los medios y medidas de protección e higiene del trabajo vinculados a los sistemas automáticos.. 3.. Analizar circuitos electrónicos sencillos tanto analógicos como digitales.. 4.. Analizar el comportamiento de los principales circuitos de rectificación usados en la industria mecánica.. 5.. Comprender los principios de funcionamiento de los microprocesadores.. 6.. Identificar las funciones de los principales elementos electrónicos empleados en el control de máquinas y equipos industriales.. 2.2.5 Objetivos instructivos por tema Tema 1 Componentes electrónicos pasivos. •. Conocer las diferentes etapas del desarrollo de la electrónica hasta el nivel actual.. •. Conocer los científicos más notables en la historia de la electrónica.. •. Conocer las características y aplicaciones de los componentes electrónicos pasivos.. Tema 2 Dispositivos semiconductores y amplificadores. •. Conocer los fundamentos físicos de los materiales semiconductores.. •. Describir el principio de funcionamiento del diodo y transistor bipolar, así como conocer sus principales aplicaciones.. •. Conocer el método de análisis grafico de circuitos no lineales de poca complejidad.. •. Conocer las principales aplicaciones de los amplificadores operacionales.. Tema 3 Fuentes de suministro. •. Conocer los fundamentos físicos de la Rectificación Monofásica y Trifásica.. •. Análisis de diferentes circuitos rectificadores empleados en la mecánica. •. Analizar diferentes circuitos de filtros y estabilizadores de voltaje , así como escribir su funcionamiento.. •. Conocer los principios de funcionamiento de las fuentes conmutadas.. 33.

(45) CAPÍTULO 2. Tema 4: Técnica Digital. •. Conocer los fundamentos básicos de la técnica digital, así como los postulados más importantes del Álgebra de Boole.. •. Identificar y analizar el principio de operación de los circuitos secuenciales y combinacionales.. •. Analizar circuitos digitales de poca complejidad.. Tema 5: Microcontroladores y microprocesadores •. Comprender los principios de funcionamiento de los microcontroladores, microprocesadores, etc.. •. Conocer los principios físicos fundamentales de la medición de magnitudes físicas.. 2.2.6 Sistema de conocimiento por temas. Tema 1: Componentes electrónicos pasivos La electrónica como ciencia, etapas de desarrollo, personalidades relevantes . Componentes pasivos y modo de identificación.: Resistencias fijas y variables, capacitores. fijos. y. variables,. inductores,. transformadores.. Circuitos. con. componentes. Tema 2: Dispositivos semiconductores y amplificadores Teoría de semiconductores, puros e impuros, conducción intrínseca e extrínseca. Portadores de carga. La unión P-N proceso de difusión, potencial de barrera. Características fundamentales de la unión, polarización directa e inversa. Aplicaciones de la unión .Transistores bipolar BJT, principio de funcionamiento. Características. volta-ampérica. de. entrada. y. salida,. zonas. de. trabajo,. amplificadores operacionales. Tema 3: Fuentes de suministros. 34.