Manual de ejercicios resueltos y propuestos para la asignatura Electrónica Analógica I

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Manual de ejercicios resueltos y propuestos para la asignatura Electrónica Analógica I Autor: Dany Guevara Acevedo Tutor: Dr. Carlos Roche Beltrán. Santa Clara 2015 "Año 57 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 Manual de ejercicios resueltos y propuestos para la asignatura Electrónica Analógica I. Autor: Dany Guevara Acevedo e-mail: [email protected]. Tutor: Dr. Carlos Roche Beltrán e-mail: [email protected]. Santa Clara 2015 "Año 57 del triunfo de la Revolución".

(3) 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 Telecomunicaciones y Electrónica, 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 Tutor. Firma del Jefe de Departamento de Electrónica. ____________________________ Firma del Responsable de Información Científico – Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. “Educar es poner coraza contra los males de la vida” José Martí.

(5) ii. DEDICATORIA. A mis padres por su apoyo incondicional. A mi hija, luz que mantiene relucida siempre mi vida..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS. A mis padres por servirme de guía y ejemplo. A Celeste, por su amor y enorme paciencia durante este período. A los compañeros de aula que durante 6 años han sido una gran familia para mí y a los cuales quiero muchísimo. Al claustro de profesores de la FIE por su buena preparación profesional y humana, la que me permitió llegar hasta aquí, en especial a mi tutor Carlos Roche Beltrán por su apoyo y dedicación..

(7) iv. TAREA TÉCNICA Con el propósito de dar cumplimiento a los objetivos trazados para la realización de este trabajo de curso, se tomaron en cuenta una serie de tareas técnicas para la confección del informe final, ellas fueron: . Identificación de tendencias asociadas a la aplicación de las TIC en la enseñanza de asignaturas del perfil eléctrico.. . Diagnóstico de necesidades relacionadas con el proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura Electrónica Analógica I: o Recolección de datos mediante encuesta aplicada a los estudiantes de segundo y tercer año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. o Análisis de las principales fuentes bibliográficas utilizadas en la Electrónica Analógica I. o Análisis de los recursos disponibles (sitio en Moodle, herramientas de simulación, videos, mapas conceptuales, documentos, etc.).. . Selección de estructura y contenidos que debe incluir un manual de ejercicios.. . Simulación de los circuitos electrónicos seleccionados.. . Elaboración del manual de ejercicios resueltos y propuestos para la asignatura Electrónica Analógica I.. ______________________. ______________________. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v. RESUMEN Los manuales forman parte del proceso enseñanza-aprendizaje en todo el mundo, ya sean organizados, en guías de estudio o en los propios libros. En el presente trabajo se elabora un manual de ejercicios propuestos y resueltos para la asignatura Electrónica Analógica I. Para ello, primeramente se identifican las principales tendencias asociadas a la aplicación de las TIC en la enseñanza universitaria y específicamente en la enseñanza de la Electrónica, en segundo lugar se realiza el diagnóstico de la situación actual de la asignatura. Finalmente se argumenta el proceso de elaboración del manual, para el cual se utiliza la simulación y la selección de ejemplos representativos..

(9) vi. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO ..................................................................................................................... i DEDICATORIA ..................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... iii TAREA TÉCNICA ............................................................................................................... iv RESUMEN ............................................................................................................................. v INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. ....................................................................................................... 4 1.1. Las TIC en la enseñanza universitaria ..................................................................... 4. 1.1.1. Concepto ........................................................................................................... 4. 1.1.2. Tendencias actuales .......................................................................................... 6. 1.2. Las TIC en la enseñanza de la Electrónica Analógica ........................................... 12. 1.2.1. Entrenamiento ................................................................................................. 13. 1.2.2. Simulación ...................................................................................................... 13. 1.3. Aplicaciones de las TIC en los diferentes tipos de cursos ..................................... 16. 1.3.1. Cursos presenciales ........................................................................................ 16. 1.3.2. Cursos semipresenciales ................................................................................. 17. 1.3.3. Cursos abiertos en línea MOOC ..................................................................... 17. CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES .......................................... 20 2.1 Características y recursos de la asignatura Electrónica Analógica I........................... 20 2.1.1. Sobre el programa analítico y el P1 ................................................................ 20. 2.1.2. Bibliografía ..................................................................................................... 22. 2.1.3. Otros recursos ................................................................................................. 24.

(10) vii. 2.2. Instrumentos aplicados .......................................................................................... 27. 2.2.1. Encuesta aplicada a estudiantes de segundo y tercer año. .............................. 27. 2.2.2. Entrevista a profesores de segundo año de la carrera de Ingeniería en. Telecomunicaciones y Electrónica. ............................................................................... 33 CAPÍTULO 3. CONFECCIÓN DE UN MANUAL DE EJERCICIOS RESUELTOS Y PROPUESTOS DE LA ASIGNATURA ELECTRÓNICA ANALÓGICA I ............... 35 3.1 Estructura del manual de ejercicios de la asignatura Electrónica Analógica I ....... 35 3.1.1 Contenidos............................................................................................................ 36 3.1.2 Secciones .............................................................................................................. 36 3.2 Guía realizada para el desarrollo de los problemas.................................................... 37 3.3 Problemas desarrollados ............................................................................................. 38 3.3.1 Ejemplo 1 ............................................................................................................. 38 3.3.2 Ejemplo 2 ............................................................................................................. 40 3.3.3 Ejemplo 3 ............................................................................................................. 41 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 45 Conclusiones ..................................................................................................................... 45 Recomendaciones ............................................................................................................. 46 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 47 ANEXOS .............................................................................................................................. 50 Anexo 1. Encuesta aplicada a estudiantes de segundo y tercer año.................................. 50 Anexo 2. Entrevista a profesores del departamento de electrónica del segundo año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica............................................. 51.

(11) INTRODUCCIÓN. INTRODUCCIÓN Actualmente, la importancia de la Electrónica llega a prácticamente todos los ámbitos laborales y educacionales, se encuentra en la vida diaria en forma de teléfonos, receptores de radio, televisores, equipo de audio, aparatos domésticos, computadoras y equipos para control y automatización industrial. La Electrónica se ha convertido tanto en un estímulo como en una parte integral del crecimiento y desarrollo tecnológico actual. La Electrónica, a diferencia de las Matemáticas, no es una ciencia exacta, por lo que el alumno debe aprender a realizar aproximaciones razonables, elegir el método más conveniente, contrastar la teoría con la práctica (experimentación real), interpretar el significado de los resultados y a utilizar adecuadamente la simulación. En la formación de ingenieros y profesionales en el área de las telecomunicaciones, la asignatura Electrónica Analógica I se considera un pilar fundamental, puesto que los conocimientos adquiridos por el alumno en ella, son el fundamento para acometer otras asignaturas como: Electrónica Analógica II y III y Radioelectrónica. En la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas se han desarrollado varias investigaciones con la finalidad de mejorar el proceso de en enseñanza-aprendizaje de la asignatura Electrónica Analógica. Se han confeccionado videos, mapas conceptuales, objetos de aprendizaje, programas entrenadores, el sitio en Moodle, etc. No obstante en la observación diaria, de los resultados en todo el proceso, se nota que los estudiantes no disponen de toda la orientación necesaria, en determinadas situaciones ante la gran variedad de recursos y libros en diferentes formatos, se pueden encontrar desorientados al prepararse para las actividades de aprendizaje (clases, evaluaciones, tareas, etc.). Esto lleva a plantear como problema científico: ¿Cómo contribuir a la formación de habilidades en el análisis y diseño de circuitos electrónicos de poca complejidad? Por lo que se propone como objetivo general: Desarrollar un manual de ejercicios resueltos y propuestos para la asignatura Electrónica Analógica I, que se apoye en la simulación y dote a los estudiantes de herramientas que faciliten el análisis y el diseño de circuitos electrónicos de poca complejidad.. 1.

(12) INTRODUCCIÓN. Para darle solución al objetivo general propuesto, se declaran los siguientes objetivos específicos: . Identificar tendencias asociadas al desarrollo de cursos de Electrónica Analógica y en específico a la contribución del entrenamiento de los alumnos.. . Diagnosticar la situación actual de la asignatura Electrónica Analógica I, en el segundo año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica.. . Seleccionar y elaborar problemas típicos, ilustrativos para afrontar los procesos de análisis y diseño.. . Seleccionar la herramienta de simulación a utilizar en los proyectos que se van a proponer en el manual.. . Confeccionar el manual de ejercicios.. En el desarrollo de la investigación se da respuesta a las siguientes interrogantes científicas: . ¿Qué tendencias se observan en la aplicación de las TIC a la enseñanza de la Electrónica?. . ¿Qué características tiene la asignatura Electrónica Analógica I, en el segundo año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica?. . ¿Cuáles herramientas de simulación son de mayor utilidad para la elaboración del manual de ejercicios?. . ¿Qué elementos debe incluir el manual?. Con este trabajo se pretende proporcionar una enseñanza orientada a la adquisición de conocimientos que permitan al estudiante desenvolverse en la solución de problemas relacionados con la Electrónica Analógica I y en la posibilidad de analizar y evaluar otros problemas haciendo uso de las herramientas de simulación. El impacto que se espera es la obtención de un manual que ayude a los estudiantes a aumentar sus conocimientos en la asignatura Electrónica Analógica I, preparándose como mejores profesionales.. 2.

(13) INTRODUCCIÓN. Para alcanzar los objetivos planteados el informe de la investigación se estructurara en: introducción, tres capítulos, conclusiones, recomendaciones, bibliografía y anexos. En la introducción se define la importancia, actualidad y necesidad del tema que se aborda y se dejan explícitos los elementos del diseño teórico. En el Capítulo I se define el concepto de TIC, las tendencias actuales y el impacto en la enseñanza universitaria. Se analizan y seleccionan las herramientas de simulación que se utilizan en el proyecto y se muestran las principales plataformas interactivas. En el Capítulo II se caracteriza la asignatura Electrónica Analógica I, del segundo año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica; a partir de lo cual se realiza la selección del contenido que se va a utilizar en la confección del manual; y se analizan los resultados obtenidos en la encuesta aplicada a los estudiantes de segundo y tercer año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. El Capítulo III se dedica a describir de la estructura del manual de ejercicios y además se muestran ejemplos desarrollados que sirven de referencia para la elaboración de los ejercicios. Las Conclusiones exponen las consideraciones finales sobre la problemática investigada. Las Recomendaciones solicitan la profundización y ampliación de los temas tratados en el manual. Las Referencias Bibliográficas dan origen a la conformación del cuerpo investigativo. Los Anexos contienen las preguntas realizadas en la encuesta aplicada a los estudiantes de segundo y tercer año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica así como el guión de preguntas realizadas en la entrevista con los profesores de segundo año del departamento de Electrónica.. 3.

(14) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO 1.1 Las TIC en la enseñanza universitaria Hoy en día una herramienta de trabajo, de entretenimiento y de comunicación, que forma parte del entorno, es la tecnología. Es por ello que hablar de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), en sectores como: la educación, la salud, la justicia y la empresa, es un tema imprescindible, pues son fundamentales en el desarrollo y cumplimiento de las actividades diarias. En varios trabajos consultados (Mendoza y Zapata, 2013) se considera que el uso adecuado de las TIC, en la educación, es el factor fundamental para desarrollar y potenciar en el estudiante competencias y habilidades investigativas, dirigidas al aprendizaje significativo y a la construcción del conocimiento. El objetivo no es sólo aprender conocimientos sino la forma en que se aprenden; dicho de otro modo, aprender a aprender explotando y aplicando las TIC, y provocando en docentes y estudiantes la modificación de las estructuras mentales, dirigidas al uso y aplicación de las TIC, con la finalidad de demostrar que el buen uso de ellas permite lograr aprendizajes a largo plazo y asegura las exigencias en la formación del ingeniero tales como: profundidad de los conocimientos, creatividad, la capacidad de solucionar problemas, la iniciativa, la responsabilidad y el trabajo en equipo. De acuerdo a (González, 2000), otro cambio importante que se ha generado a partir del uso e implementación de las TIC en ambientes educativos es que éstas podrían contribuir a que el proceso de enseñanza-aprendizaje se encuentre centrado en el estudiante, lo que a su vez trae como consecuencia el imprescindible aumento en la autonomía de los estudiantes en cuanto a sus procesos de aprendizaje. 1.1.1 Concepto Las TIC se conciben como el universo de dos conjuntos, representados por las tradicionales Tecnologías de la Comunicación (TC), constituidas principalmente por la radio, la televisión y la telefonía convencional y por las Tecnologías de la Información (TI), caracterizadas por. 4.

(15) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. la digitalización de las tecnologías de registros de contenidos (informática, de las comunicaciones, telemática y de las interfaces). Existen muchas definiciones sobre las TIC. Atendiendo al grado de profundidad con que son tratadas por los diferentes autores se pueden clasificar en los grupos siguientes: . Las que enfatizan en los componentes materiales de las TIC. En este grupo se puede mencionar a Manuel Área Moreira del Departamento de Didáctica e Investigación Educativa y del Comportamiento de la Universidad de La Laguna, España, según (Área, 1998) las TIC son: “redes de ordenadores, satélites, televisión por cable, multimedia, telefonía móvil, videoconferencia”.. . Las que absolutizan la información. Donde se encuentra el “Grupo de Recerca D´ Hipermedia Distribuida de la Universidad Rovira i Virgili” que las define como un conjunto de herramientas, soportes y canales para el tratamiento y acceso a la información. En esta misma línea se encuentra (Gisbert, 1992).. . Las que se refieren tanto al hardware como al software, donde se destaca González Soto: “entendemos por nuevas tecnologías de la información y la comunicación el conjunto de procesos y productos derivados de las nuevas herramientas (hardware y software), soportes de la información y canales de comunicación relacionados con el almacenamiento, procesamiento y transmisión digitalizados de la información” (González, 1996).. Buscando integración de los conceptos anteriores, se definen las TIC como: . Dispositivos tecnológicos (hardware y software) que permiten editar, producir, almacenar, intercambiar y transmitir datos entre diferentes sistemas de información que cuentan con protocolos comunes. Estas aplicaciones, que integran medios de informática, telecomunicaciones y redes, posibilitan tanto la comunicación y colaboración interpersonal (persona a persona) como la multidireccional (uno a muchos o muchos a muchos). Estas herramientas desempeñan un papel sustantivo en la generación, intercambio, difusión, gestión y acceso al conocimiento (Romaní, 2009).. 5.

(16) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. 1.1.2 Tendencias actuales Los procesos pedagógicos han evolucionados en las últimas décadas con la incorporación de la tecnología dentro y fuera del aula, de esta forma podemos dar una mirada retrospectiva y referir la incursión de la computadora en los procesos de enseñanza-aprendizaje, el empleo de internet, así como, el uso de plataformas tecnológicas, la utilización de pizarrones digitales, laptops, usbs, scanner, proyectores, entre otros artefactos tecnológicos, el uso de eBooks y recursos digitalizados, como también de dispositivos móviles, la incursión en la Web 2.0, la implementación de redes sociales y la incorporación de las tablets (Edel, 2013). En cuanto a los centros o instituciones educativas la tendencia se dirige a utilizar, cada vez más herramientas de OpenSource, en lugar de crear contenidos específicos y sistemas de gestión del aprendizaje exclusivo. El aprendizaje tiende a realizarse en plataformas que fomentan el intercambio y la creatividad, en lugar de aplicaciones específicas. La práctica y la investigación teórica acerca de los llamados entornos virtuales de aprendizaje han demostrado que no basta con el uso y aplicación de la tecnología, si no se desarrollan modelos educativos que combinen medios, métodos y formas de enseñanza, y que aprovechen las ventajas para la colaboración humana. De esta forma, las personas que estén aprendiendo estarían al mismo tiempo ayudando a otras a aprender, en un contexto en el que unas personas pueden saber lo que otras no saben; pero también unas pueden resolver el problema que las otras no resuelven, o alguna parte de ese problema. Se requiere entonces de organizaciones que respalden estos procesos virtuales desde una nueva perspectiva académica. Por su parte, (Bersin, 2004) añade que fue la introducción de la computadora personal y su impresionante desarrollo tecnológico, específicamente de multimedia digital y la generalización del World Wide Web los que dieron impulso a la expansión de la educación en línea como proceso y modalidad educativa. Plataformas interactivas Las plataformas didácticas son herramientas informáticas que brindan diversos recursos para optimizar la creación, desarrollo, gestión y evaluación del proceso de enseñanza y aprendizaje haciendo uso de las TIC.. 6.

(17) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. (Moreno, 2000) refiere que fue en 1995, cuando se comienza a incorporar la educación en línea como aplicación tecnológica de apoyo docente, siendo la Universidad de Phoenix, en Arizona, Estados Unidos, la primera institución en hacer uso de Internet de manera integrada al proceso de instrucción. Sin embargo de acuerdo a (Bousset, 1986) fue durante los años setenta cuando se contó con el primer software diseñado especialmente para estos fines denominado PLATO learning system, mismo que se desarrolló en la Universidad de Illinois. Hoy en día aún se usa el sistema, en versiones actualizadas. Una de las primeras instituciones en usar dicha aplicación tecnológica fue el Western Behaviour Sciences Institute y el New York Institute of Technology, ambos en los Estados Unidos. Existen numerosos tipos de plataformas virtuales; sin embargo, todas ellas permiten la creación y la gestión de cursos completos para la Web sin que sean necesarios conocimientos profundos de programación o de diseño gráfico. Se les denomina plataformas de aprendizaje, de gestión del conocimiento, LMS (Learning Management System), de enseñanza a distancia e-learning, etc. Desde hace algún tiempo, universidades y centros de educación de todo el mundo vienen implementando plataformas virtuales que faciliten el proceso de enseñanza. Entre los diferentes tipos de plataformas de aprendizaje en línea según (Pérez, 2010) están: . WebCT. . SEPAD. . BlackBoard. . Dokeos. . Claroline. . Moodle. . EduStance. La plataforma interactiva Moodle Moodle según (Wikipedia, 2014) es una aplicación web de tipo Ambiente Educativo Virtual, un sistema de gestión de cursos, de distribución libre, que ayuda a los educadores a crear comunidades de aprendizaje en línea. Este tipo de plataformas tecnológicas también se conoce como LMS (Learning Management System). Moodle fue creado por Martin Dougiamas, quien fue administrador de WebCT en la Universidad Tecnológica de Curtin. Basó su diseño en las ideas del constructivismo en. 7.

(18) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. pedagogía que afirman que el conocimiento se construye en la mente del estudiante en lugar de ser transmitido sin cambios a partir de libros o enseñanzas y en el aprendizaje colaborativo. Un profesor que opera desde este punto de vista crea un ambiente centrado en el estudiante que le ayuda a construir ese conocimiento con base en sus habilidades y conocimientos propios en lugar de simplemente publicar y transmitir la información que se considera que los estudiantes deben conocer. Estas herramientas son de gran utilidad en el ámbito educacional, ya que permiten a los profesores la gestión de cursos virtuales para sus alumnos, facilitando a los profesores la administración y desarrollo de los cursos. Una de las ventajas es que respaldan la interacción grupal, al mismo tiempo que permite la conversación privada entre los estudiantes. Este medio es ideal para llevar a cabo evaluaciones del curso; en este caso el docente prepara una serie de preguntas y las plantea durante la realización del encuentro con sus estudiantes. Todos los participantes responden y, al mismo tiempo, pueden hacer observaciones sobre los comentarios expresados por los demás compañeros. Todos los participantes pueden contribuir simultáneamente mientras el sistema los identifica automáticamente y al finalizar aparece una transcripción del encuentro. No obstante, es necesario resaltar que estas herramientas sólo pueden ser utilizadas con el uso del internet. E-learning Desde mediados de los años noventa han empezado a desarrollarse plataformas integradas para el desarrollo de materiales en la web, que permiten diseñar cursos virtuales de enseñanza asistida por ordenador, más conocidas como: Plataformas virtuales, entornos de aprendizaje integrados o LMS (Learning Management System) El e-learning (Electronic Learning) consiste en una enseñanza a distancia en la que predomina una comunicación de doble vía asíncrona donde se usa preferentemente Internet como medio de comunicación y de distribución del conocimiento, de tal manera que el alumno es el centro de una formación independiente y flexible, al tener que gestionar su propio aprendizaje, generalmente con ayuda de tutores externos. Una solución e-learning. 8.

(19) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. está conformada por tres elementos fundamentales: Plataforma, Contenidos y Herramientas comunicativas (Monzón, 2010). Web 2.0 Muchos profesores utilizan Internet como recurso docente. En una primera fase, los profesores simplemente trasladaban a formato digital sus materiales, recursos y enlaces; fue el comienzo de la web educativa 1.0. Actualmente Internet ofrece a los profesores una amplia variedad de herramientas y aplicaciones que mejoran las posibilidades de comunicación y colaboración, es la web educativa 2.0 La Web 2.0 supone básicamente dos cosas. En primer lugar, el usuario de la red pasa de ser un consumidor de contenidos a participar en la construcción y elaboración de los mismos. En segundo lugar, la Web 2.0 es la Web como plataforma. Están apareciendo una serie de herramientas online que permiten realizar un gran número de tareas sin tener instalado el software o programa específico en el ordenador. Esto supone un cambio sustancial en la concepción y el uso de la red Internet (Torre, 2006). Las Web educativas 2.0, blogs, wikis, RSS, y marcadores sociales tienen el potencial de complementar, mejorar y añadir nuevas dimensiones colaborativas al aula. Estas tecnologías tienen el apellido o la etiqueta de software social en el sentido de que son “una herramienta para aumentar las capacidades sociales y de colaboración humanas, un medio para facilitar las conexiones sociales y el intercambio de información y una ecología que permite un sistema de personas, prácticas, valores y tecnologías en un ambiente local particular (Mejias, 2006). El software social ayuda a conseguir la visión original de la Web como un espacio en el que cualquiera puede participar. Blog Un blog es un formato de publicación web. Es un sitio web personal o colectivo con un conjunto de características que lo hacen especial, siendo la más importante de ellas, que simplifica y facilita la publicación de contenidos en Internet. Un blog es lo que tú quieres que sea (Fumero y Sáez, 2006).. 9.

(20) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. Los blogs tienen otras dos características importantes. La primera es que en todas las entradas se invita a la conversación porque los usuarios que lo visitan disponen de un espacio para comentar. En estas páginas web se ha pasado de la mera lectura a la posibilidad de combinar lectura y escritura. La segunda es que las bitácoras ofrecen la posibilidad de suscribirse a sus contenidos mediante la tecnología RSS, lo que facilita la labor de búsqueda y selección de contenidos en la red. Los edublogs son aquellos blogs cuyo principal objetivo es apoyar un proceso de enseñanzaaprendizaje en un contexto educativo. Los profesores han empezado a usar los blogs para construirse de forma fácil y sencilla una web personal dinámica, para compartir ideas y proyectos o como un instrumento de soporte para los contenidos curriculares. Wiki Una wiki es un espacio web corporativo, organizado mediante una estructura hipertextual de páginas (referenciadas en un menú lateral), donde varias personas autorizadas elaboran contenidos de manera asíncrona. Basta pulsar el botón "editar" para acceder a los contenidos y modificarlos. Suelen mantener un archivo histórico de las versiones anteriores y facilitan la realización de copias de seguridad de los contenidos. Al igual que los blog son espacios on-line muy fáciles de crear pues hay plantillas y la inclusión de textos, imágenes, vídeos, sonidos es sencilla. Suelen incluir un buscador interno y facilitan la sindicación de contenidos (Graells, 2007). RSS La suscripción de contenidos mediante la tecnología RSS soluciona el problema de gestionar la ingente cantidad de información que hay actualmente en Internet. La Web 2.0 no existiría sin RSS (Torre, 2006). Actualmente los blogs, las wikis y muchos portales web, ofrecen la posibilidad de suscribirse a sus contenidos mediante la tecnología RSS, lo que facilita la labor de búsqueda y selección de contenidos en la red.. 10.

(21) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. RSS, "Really Simple Syndication", es una tecnología que genera un archivo que contiene los titulares y un breve resumen de los artículos de un blog o las noticias de un periódico digital. Este archivo es un hilo o canal de noticias al que nos podemos suscribir con un agregador en Internet o con un programa que instalamos en nuestro ordenador. También algunos gestores de correo permiten esta posibilidad. Este archivo se actualiza y cuando consultamos el canal de noticias, se puede ver en el agregador que hay una nueva que no hemos leído. Esta tecnología soluciona el problema de cómo estar al día y navegar entre la ingente cantidad de información que hay en la red y seleccionar solamente aquella que nos interesa de una forma fácil y sencilla. Con la suscripción de contenidos invertimos el trabajo, en vez de buscar nosotros la información, es ella la que viene a nosotros. Usos Educativos del RSS . El profesor puede mantenerse al tanto de los acontecimientos actuales en las noticias, la educación, la política y las organizaciones profesionales.. . El profesor puede recibir las novedades de sus blogs favoritos.. . El profesor puede suscribirse a una red de blogs educativos de su área, materia o su campo de estudio e investigación.. . El profesor puede compartir sus suscripciones con otros profesores y ver sus canales de información.. . Anunciar acontecimientos a los alumnos después de clase.. . Realizar un seguimiento de los blogs y los wikis de los estudiantes.. . Suscribirse a un podcast.. . Los alumnos pueden realizar un seguimiento de los blogs de sus compañeros.. . Los alumnos pueden compartir sus canales de información entre ellos para crear un espacio de investigación colaborativo.. . Los alumnos pueden suscribirse a sitios de noticias de todo el mundo para que sean más conscientes de la globalidad en la que están inmersos.. . La suscripción a los canales de información mediante RSS puede ayudar a los alumnos a tener conciencia de que viven en un mundo cada vez más globalizado y proporcionarles conexiones, blogs, noticias y acontecimientos de todo el mundo.. 11.

(22) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. Video Los recursos multimedia, y en particular los vídeos, han sido utilizados en diversas experiencias educativas que demuestran la pertinencia de dicho material en los procesos de enseñanza y aprendizaje. El formato de contenido multimedia ofrece diversas bondades que pueden ser aprovechadas, por ejemplo: resultan ser medios versátiles de presentación que permiten combinar diversos elementos, tales como imágenes, textos, sonidos, en un único objeto de aprendizaje; además, resulta ser un medio más llamativo y cómodo para ilustrar ejemplos o capturar eventos reales a los que físicamente un estudiante no podría acceder (Bravo, 1996). La Universidad Autónoma de Madrid ha implementado y puesto en marcha un entorno de aprendizaje que ofrece asistencia a las construcciones colaborativa de objetos de aprendizaje multimedia interactivas, denominado Social Media Learning (SMLearning). SMLearning Es un plataforma Web que facilita la manipulación de recursos multimedia en un contexto de uso colaborativo, permitiendo el diseño y composición de material multimedia con elementos de interactividad. En su implementación se integraron servicios Social Media para gestionar aspectos como el acceso, la comunicación, búsquedas y manipulación de vídeos, mediante las librerías disponibles en las redes sociales Facebook y Youtube (Gómez y Pérez, 2013). 1.2 Las TIC en la enseñanza de la Electrónica Analógica Existen varias carreras que se enmarcan dentro del perfil eléctrico. Como casos ilustrativos se pueden mencionar las carreras de Ingeniería Eléctrica, Automática, Telecomunicaciones y Electrónica y Biomédica en la Universidad Central “Martha Abreu” de las Villas. En las cuales la asignatura Electrónica Analógica juega un papel muy importante. Hoy la simulación de circuitos se ha convertido en un paso obligado en cualquier metodología de diseño, debido a las innumerables ventajas de su utilización. Los simuladores han evolucionado muy rápidamente, junto a los modelos de componentes de todo tipo, lo que. 12.

(23) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. unido a la evolución de las computadoras sobre los que se ejecutan, han hecho de la simulación una herramienta muy eficaz y por lo tanto imprescindible. Se encuentran algunos ejemplos que muestran las principales tendencias de aplicación de las TIC en materias enmarcadas en el perfil eléctrico. 1.2.1 Entrenamiento Mediante el empleo de los programas entrenadores y los Materiales Educativos Computarizados (MECs), se ha creado un entorno de trabajo que integra gran parte de los recursos necesarios para que los estudiantes experimenten nuevos mecanismos en la búsqueda de soluciones a los problemas planteados. El planteamiento anterior se refiere fundamentalmente a la posibilidad que se logra a través del enlace con el simulador electrónico, pues mediante éste, el alumno puede comprobar de forma experimental virtual las hipótesis planteadas sobre el funcionamiento de los circuitos, teniendo la facilidad de comprobar la presencia de fallos en los mismos mediante la introducción de modificaciones (Roche, 2005). Otras posibilidades a señalar son las siguientes: . Puede responder una misma pregunta en más de una ocasión y aclarar cualquier duda inicial.. . Tiene la posibilidad de consultar las notas de clase y el libro de texto, además de poder confrontar sus dudas con su compañero de equipo.. . En todos los casos encontrará una respuesta explicativa por parte del docente sobre la solución correspondiente para el problema planteado.. . Logran familiarizar al estudiante con herramientas de trabajo que de una u otra forma son ya inseparables de la actividad profesional, destacándose el uso del simulador. Desarrollan habilidades para resolver ejercicios.. 1.2.2 Simulación La simulación electrónica es el proceso de diseño de un modelo de un sistema real para llevar a cabo experiencias con el mismo con el objetivo de comprender su comportamiento o de. 13.

(24) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. evaluar nuevas estrategias, dentro de los límites impuestos por un determinado criterio o conjunto de ellos (Shannon, 1975). Los simuladores de circuitos eléctricos y electrónicos son imprescindibles para conocer el comportamiento de un circuito que hemos diseñado y adaptarlo así a los requerimientos que necesitamos. En el campo de la Electrónica el uso de simuladores se hace todavía más necesario. La variedad de componentes que podemos añadirle al circuito y la complejidad de este, nos obliga a hacer simulaciones y diseñar el circuito desde el propio ordenador. Existe un gran número de simuladores electrónicos que pueden ser utilizados en este trabajo, por lo que previo a su utilización se debe seleccionar cual será más factible, en este caso se tendrán en cuenta para ello sus utilidades. OrCAD Es un software profesional empleado en la simulación de circuitos que cuenta con los siguientes componentes fundamentales: Capture CIS: Es una herramienta que posee componentes para generar y procesar la información del esquema eléctrico, transferencia de información a otras herramientas del paquete en los formatos correspondientes, y conexión interactiva con el OrCAD PSpice y el OrCAD Layout; de esta manera facilita la puesta a punto de los proyectos. PSpice A/D: Está formado por componentes para la simulación de circuitos analógicos, digitales o mixtos. Los algoritmos permiten la simulación simultánea de las secciones analógicas y digitales sin que haya una degradación de las prestaciones. Además se pueden realizar análisis DC, AC, transitorio, paramétrico y por temperatura (Santín, 2011). Multisim Es una de las herramientas más populares a nivel mundial para el diseño y simulación de circuitos eléctricos y electrónicos. Este software de simulación proporciona avanzadas características que permiten ir desde la fase de diseño a la de producción mediante el uso de una misma herramienta (Pérez, 2010). Cuenta con una base de componentes de más de 10.000 partes, lo cual permite que los estudiantes puedan experimentar con una variedad de. 14.

(25) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. topologías de circuitos, usando interactivamente el estándar industrial SPICE para simular los mismos. Este software posibilita que el estudiante durante el desarrollo de la simulación adquiera una serie de habilidades que le permiten prepararse para llevar a cabo con más facilidad el laboratorio real. Esta herramienta de simulación posee una serie de instrumentos, capaces de presentar los resultados en un formato semejante y en algunos casos igual al panel frontal de instrumentos reales que se comercializan (Santín, 2011). Proteus Es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra (Roth, 2012). ISIS: Intelligent Schematic Input System (Sistema de Enrutado de Esquemas Inteligente) permite diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy variados, desde simples resistencias, hasta un microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchos otros componentes con prestaciones diferentes. Los diseños realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real, mediante el módulo VSM, asociado directamente con ISIS. El módulo VSM: Una de las prestaciones de Proteus, integrada con ISIS, es VSM, el Virtual System Modeling (Sistema Virtual de Modelado), una extensión integrada con ISIS, con la cual se puede simular, en tiempo real, con posibilidad de más rapidez; todas las características de varias familias de microcontroladores, el propio usuario puede introducir el programa que controlará el microcontrolador y cada una de sus salidas, y a la vez, simular las tareas que se quieran llevar a cabo con el programa. ISIS es el corazón del entorno integrado Proteus. Combina un entorno de diseño de una potencia excepcional con una enorme capacidad de controlar la apariencia final de los dibujos. ARES, o Advanced Routing and Editing Software (Software de Edición y Ruteo Avanzado); es la herramienta de enrutado, ubicación y edición de componentes, se utiliza para la. 15.

(26) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. fabricación de placas de circuito impreso, permitiendo editar generalmente, las capas superficial y de soldadura. Después de analizar las características generales de un grupo de software de simulación electrónica, se selecciona el OrCAD para el diseño de este trabajo ya que como se ha descrito, constituye una excelente herramienta de simulación, tanto para usarse con fines educativos como orientados a la producción, además de ser el utilizado tradicionalmente en la asignatura Electrónica Analógica I. 1.3 Aplicaciones de las TIC en los diferentes tipos de cursos En el contexto internacional existen gran variedad de cursos: universidades presenciales, semipresenciales, virtuales, a distancia y cursos abiertos. En la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas existen los cursos presenciales y semipresenciales en la carrera de Ingeniería Telecomunicaciones y Electrónica, un ejemplo es el curso por encuentros. En el cual el empleo de las TIC es imprescindible, ya que permite complementar los encuentros presenciales a través de presentaciones, video clases, libros en formato digital, aclaraciones de dudas mediante el correo electrónico y la comprensión de circuitos apoyados en los simuladores electrónicos. 1.3.1 Cursos presenciales Los cursos presenciales se dictan en la forma tradicional con conferencias, seminarios, sesiones de tutoría, trabajos en grupo, etc. y se utiliza la tecnología para proporcionar a los estudiantes documentación adicional como el programa del curso, materiales de lectura o de referencia, bibliografías, enlaces a sitios web recomendados, etc. En este caso, la tecnología se utiliza más como un repositorio de información que como una actividad de enseñanza. El punto esencial aquí es integrar los elementos presenciales con los virtuales de manera que sean complementarios y lo que suceda en el aula de clase real se refleje en el aula virtual y viceversa (Ramírez, 2014).. 16.

(27) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. 1.3.2 Cursos semipresenciales Las metodologías utilizadas en cada una de las modalidades nombradas, a menudo son complementarias, es decir que la utilización de una no excluye la compatibilidad con otra (Monzón, 2010). La formación a distancia semipresencial consiste en destinar parte del tiempo de estudio a asistir, tanto en grupo como individualmente, a tutorías de soporte con profesorado especializado, o a reuniones con otros estudiantes. El objetivo de estas reuniones es el de trabajar conjuntamente o el de aclarar dudas. El B-Learning (formación combinada, del inglés blended learning) consiste en un proceso docente semipresencial; esto significa que un curso en este formato incluirá tanto clases presenciales como actividades de e-learning. Este modelo de formación hace uso de las ventajas de la formación 100% on-line y la formación presencial, combinándolas en un solo tipo de formación que agiliza la labor tanto del formador como del alumno. El diseño instruccional del programa académico para el que se ha decidido adoptar una modalidad b-Learning deberá incluir tanto actividades on-line como presenciales, pedagógicamente estructuradas, de modo que se facilite lograr el aprendizaje buscado. 1.3.3 Cursos abiertos en línea MOOC MOOC (Massive Open Online Course, Cursos en Línea Masivos y Abiertos) es una modalidad de educación abierta actual, la cual se observa en cursos de pregrado ofrecidos gratuitamente a través de plataformas educativas en Internet; cuya filosofía es la liberación del conocimiento para que este llegue a un público más amplio. El término MOOC fue acuñado en el año 2008 por Dave Cormier cuando el número de inscritos a su curso “Connectivism and Connective Knowledge (CCK08)” aumentó a casi 2300 estudiantes (Mora, 2012). Para que la enseñanza a distancia pueda ser considerada MOOC debe cumplir los siguientes requisitos:. 17.

(28) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. . Ser un curso: Debe contar con una estructura orientada al aprendizaje, que suele conllevar una serie de pruebas o de evaluaciones para acreditar el conocimiento adquirido.. . Tener carácter masivo: El número de posibles matriculados es, en principio, ilimitado, o bien en una cantidad muy superior a la que podría contarse en un curso presencial. El alcance es global.. . En línea: El curso es a distancia, e Internet es el principal medio de comunicación. No requiere la asistencia a un aula.. . Abierto: Los materiales son accesibles de forma gratuita en Internet. Ello no implica que puedan ser reutilizados en otros cursos.. Existen diferentes tipos de MOOC, en función de los objetivos, metodologías y resultados que se esperan: . xMOOC: Se basan en cursos universitarios tradicionales que parecen reproducir la pedagogía de la tecnología del aula. Según la entrada tipos de MOOCs de (Martí, 2012) son de los que últimamente se está hablando más a nivel educativo. Los de mayores matrículas en cuanto al número de alumnos matriculados. Normalmente son llevados a cabo por profesores universitarios. Estos cursos presentan una serie de pruebas automatizadas y poseen una gran difusión mediática. Están basados en la adquisición de contenidos y se basan en un modelo de evaluación muy parecido a las clases tradicionales (con unas pruebas más estandarizadas y concretas).. . cMOOC: Está postulado en las ideas de George Siemens sobre el aprendizaje conectivista. Se basan en que el aprendizaje se genera gracias al intercambio de información y la participación en una enseñanza conjunta y mediante la interacción intensa facilitada por la tecnología. cMOOCs son comunidades discursivas que crean conocimiento.. . MOOC centrados en las tareas: son un híbrido entre estos dos anteriores. En palabras de (Martí, 2012), estos MOOC hacen hincapié en las habilidades de los alumnos en la resolución de determinados tipos de trabajo. El aprendizaje se halla. 18.

(29) CAPÍTULO 1. LAS TIC COMO APOYO A LA FORMACIÓN DEL INGENIERO DE PERFIL ELÉCTRICO. distribuido y en diferentes formatos pero hay un cierto número de tareas que es obligatorio hacer para poder seguir avanzando. Unas tareas que tienen la posibilidad de resolverse por muchas vías pero, cuyo carácter obligatorio hace que sea imposible pasar a nuevos aprendizajes hasta haber adquirido las habilidades previas. La comunidad se hace secundaria y su uso fundamental es para comentar y resolver dudas puntuales. Lo realmente importante es el avance del estudiante mediante diferentes trabajos (o proyectos). Este tipo de MOOCs suelen ser una mezcla de instrucción y constructivismo. A continuación en la Tabla 1.2 se presenta una relación de alguna de las principales plataformas agregadoras de cursos MOOC y las universidades que participan en ellas. Tabla 1.2. Plataformas agregadoras de cursos MOOC Plataforma Universidades Participantes Udacity Coursera Edx. Universidad de Stanford Yale, Princeton, Michigan, Penn, UNAM, Universidad Autónoma de Barcelona, Instituto Tecnológico de Monterrey Instituto tecnológico de Massachusetts y Universidad de Harvard Universidad de Huelva, Universidad de Puerto Rico, Universidad Tecnológica de Pereira, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad de. Miríada X. Zaragoza, Universidad de Salamanca, Universidad de Alcalá, Universidad, Universidad Politécnica de Cartagena, Universidad Politécnica de Valencia, Universidad Europea, Universidad Abierta Para Adultos, etc.. 19.

(30) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES 2.1 Características y recursos de la asignatura Electrónica Analógica I La Electrónica Analógica I es una asignatura teórico-práctica, debido a que su desarrollo se realiza con el fin de lograr un equilibrio entre las actividades netamente instructivas y las desarrolladas en los laboratorios, ya sean simulados o reales (Duarte, 2013). Se imparte en el segundo semestre del segundo año del curso regular diurno y en el primer semestre del tercer año del curso por encuentros (CPE) de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica y tiene como objetivos generales caracterizar a los dispositivos semiconductores como elementos de circuitos eléctricos, utilizando la información que ofrecen los fabricantes en sus manuales, analizar y diseñar circuitos con diodos y/o transistores, destinados a: la conformación, la conmutación y la amplificación de señales y a la rectificación. 2.1.1 Sobre el programa analítico y el P1 La asignatura Electrónica Analógica I, correspondiente al plan de estudios D se imparte en el segundo año de 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 (Roche, 2013). La asignatura consta de tres pruebas parciales y una prueba final que busca los siguientes objetivos: . 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.. Consta de dos temas fundamentales dividido en contenidos para lograr los objetivos de cada uno, los cuales se presentan seguidamente:. 20.

(31) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. Tema I: “Los dispositivos semiconductores como elementos de circuitos”; teniendo como objetivos caracterizar a los dispositivos semiconductores como elementos de circuitos eléctricos, utilizando la información que ofrecen los fabricantes en sus manuales y describir e interpretar los fundamentos de la tecnología de fabricación de dispositivos y circuitos integrados. Dentro de este tema los contenidos se dividen en: . El diodo ideal como componente de un circuito eléctrico. El diodo semiconductor real: mecanismos que gobiernan su funcionamiento, parámetros que lo distinguen. Circuitos equivalentes. El rectificador como circuito ilustrativo. Diodos semiconductores para aplicaciones especiales: el diodo zener, el diodo varicap, el LED, el fotodiodo.. . El transistor bipolar ideal como componente electrónico excitable por corriente. El transistor bipolar real: mecanismos que gobiernan su funcionamiento, parámetros que lo distinguen. Regiones de trabajo. Técnicas de polarización. El fototransistor.. . El transistor de efecto de campo ideal como componente electrónico excitable por voltaje. El JFET y los MOSFET reales. Mecanismos de funcionamiento. Parámetros que lo distinguen. Técnicas de polarización.. . El dispositivo ideal para la rectificación controlada. Los diodos de cuatro capas reales. Mecanismos de funcionamiento. Parámetros que lo distinguen.. . Circuitos integrados: características fundamentales. Técnicas de fabricación.. Tema II: “Las aplicaciones Básicas de los dispositivos semiconductores”; el objetivo que se busca en este tema, es el de analizar y diseñar, circuitos con diodos y/o transistores, destinados a: la conformación, la conmutación y la amplificación de señales, y a la rectificación. Los contenidos son: . Rectificadores, recortadores, fijadores de nivel, multiplicadores de voltaje.. . Circuitos para la conmutación. Compuertas lógicas.. 21.

(32) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. . Amplificadores excitados con pequeña señal: circuitos equivalentes a las frecuencias medias, método de análisis. Recomendaciones para el diseño (Duarte, 2013).. 2.1.2 Bibliografía En la bibliografía de la asignatura, en plan de estudio D, se define 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 10.12.1.64 Rashid 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: . Presentar las características básicas de los dispositivos semiconductores de uso más común en los circuitos integrados.. . 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 adopta un enfoque descendente para el estudio de la Electrónica. En el enfoque descendente, primero se introducen las características ideales de los CI para establecer con ello las técnicas de diseño y análisis, después se presentan las características y el funcionamiento de los dispositivos y circuitos contenidos en los CI para comprender las imperfecciones y limitaciones de éstos. 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. 22.

(33) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. 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 (Rashid, 2002). Microelectrónica 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 (Millman y Grabel, 1993). 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. Incluye el tema dispositivos de cuatro capas, el cual no es tratado en otras bibliografías. Al final de cada tema se incluyen numerosas cuestiones, problemas resueltos y propuestos, problemas de repaso y. 23.

(34) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. complementos de temas más avanzados que permiten al profesor ampliar el programa (Malvino, 2001). Boylestad Es considerando 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 en un emisor común (Boylestad y Nashelsky, 2003). 2.1.3 Otros recursos Además de la amplia bibliografía que presenta la asignatura Electrónica Analógica I, también cuenta con otros recursos que contribuyen a la comprensión de los contenidos y sirven de complemento las clases presenciales. Estos recursos son: el sitio de la asignatura en Moodle y los mapas conceptuales. Sitio de la asignatura Electrónica Analógica I en Moodle El surgimiento del curso de Electrónica Analógica I sobre la plataforma Moodle, responde a la necesidad de publicar los documentos que contiene la asignatura en la Web, para el apoyo de los cursos presenciales y semipresenciales de la Facultad de Ingeniería Eléctrica (FIE). A través del enlace http://moodle2.uclv.edu.cu en la facultada de Ingeniería Eléctrica, dentro de la categoría de Telecomunicaciones se puede acceder a este curso (Figura 2.1).. 24.

(35) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. Figura 2.1. Sitio de la asignatura Electrónica Analógica I en Moodle. El sitio cuenta con el contenido teórico de la materia organizado por temas, desde las conferencias, clases prácticas y seminarios, hasta las simulaciones en el laboratorio con la herramienta de simulación OrCAD. Además se muestran los videos de las conferencias así como las hojas de datos de algunos dispositivos. Cuando se analiza detalladamente cada tema, se aprecia que solo están publicadas la conferencia 1, relacionada con los diodos semiconductores y la conferencia 2 que trata sobre los transistores bipolares. El resto de las conferencias no se encuentran en el sitio, lo mismo ocurre con los videos de las conferencias y los laboratorios simulados. Existes pocos materiales que permitan el entrenamiento de los estudiantes, ya que solo se cuenta con una guía de ejercicios de la conferencia 1. Por otra parte, aunque se conoce de investigaciones realizadas sobre mapas conceptuales en la asignatura (Moreno et al., 2012), estos no se incluyen en el sitio. Mapas conceptuales La educación actual busca la forma de enfocar el aprendizaje más al razonamiento y menos al conocimiento aprendido por repetición. Una de las herramientas existentes que favorecen este objetivo son los mapas conceptuales los cuales fueron desarrollados en 1972 dentro de un proyecto de investigación a cargo de Joseph D. Novak en la Universidad de Cornell,. 25.

(36) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. Estados Unidos, estos son considerados un poderoso método para lograr aprendizajes significativos (Novak y Cañas, 2007). Han sido muchas las publicaciones de diferentes criterios sobre el concepto de Mapas Conceptuales, uno de ellos es de su propio creador, Novak, publicado en su texto “Aprendiendo a aprender”, donde los define como una técnica que representa una estrategia de aprendizaje, un método para captar lo más significativo de un tema y un recurso esquemático para representar un conjunto de significados conceptuales, simultáneamente, incluidos en una estructura de proposiciones (Cuevas, 2005). Los mapas conceptuales proporcionan un resumen esquemático de lo aprendido, ordenado en diferentes estructuras gráficas. El conocimiento está organizado de forma jerárquica, situando los más generales e inclusivos en la parte superior, y los más específicos y menos inclusivos en la parte inferior (Cuevas, 2005). Los mapas conceptuales se han convertido desde entonces, en una herramienta de gran utilidad para profesores, investigadores de temas educativos, psicólogos, sociólogos y estudiantes en general, así como para otras áreas sobre todo cuando se necesita tratar con grandes volúmenes de información. A continuación en la Figura 2.2 se observa un ejemplo de un mapa conceptual, donde se relacionan los principales temas de estudio de la Electrónica Analógica de manera general. Como se puede observar, el mapa está formado por un concepto fundamental nombrado Electrónica Analógica, el cual mediante la palabra de enlace está unido a otros conceptos que muestran los principales campos de estudio de la materia.. Figura 2.2 Mapa conceptual general de la Electrónica Analógica.. 26.

(37) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. 2.2 Instrumentos aplicados Los instrumentos de recolección de información son de gran importancia en un proceso de investigación, ya que permite recoger información mediante un proceso directo de comunicación entre entrevistador y entrevistado. Por lo que se decide aplicar una encuesta a los estudiantes de segundo y tercer año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica y una entrevista a los profesores de la asignatura, pertenecientes al Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. 2.2.1 Encuesta aplicada a estudiantes de segundo y tercer año. Las encuestas corresponden a uno de los métodos más utilizados en la investigación, debido fundamentalmente, a que a través de las encuestas se puede recoger gran cantidad de datos tales como actitudes, intereses, opiniones, conocimiento, comportamiento (pasado, presente y pretendido), así como los datos de clasificación relativos a medidas de carácter demográfico y socio - económico. La captación de información a través de las encuestas se realiza con la colaboración expresa de los individuos encuestados y utilizando un cuestionario estructurado como instrumento para recoger la información. Por tanto, la encuesta es un procedimiento utilizado en la investigación para obtener información mediante preguntas dirigidas a una muestra de individuos representativa de la población o universo, de forma que las conclusiones que se obtengan puedan generalizarse al conjunto de la población siguiendo los principios básicos de la inferencia estadística, ya que la encuesta se basa en el método inductivo, es decir, a partir de un número suficiente de datos podemos obtener conclusiones a nivel general (Prado, 2005). A diferencia del resto de técnicas de entrevista, la particularidad de la encuesta es que realiza a todos los entrevistados las mismas preguntas, en el mismo orden, y en una situación social similar; de modo que las diferencias localizadas son atribuibles a las diferencias entre las personas entrevistadas. Se realizó un estudio exploratorio y descriptivo para determinar las tendencias de los estudiantes en el estudio de la Electrónica Analógica I, la preparación para los exámenes, la bibliografía utilizada, el apoyo en las herramientas de simulación y el uso de la web Moodle,. 27.

(38) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. 28. además de recoger un grupo de sugerencias a tener en cuenta para mejorar el desempeño de la asignatura. Población y Muestra El marco poblacional estuvo constituido por 137 alumnos de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, en la Universidad Central “Martha Abreu” de las Villas. La muestra estudiada estuvo conformada por un total 42 alumnos, ésta se obtuvo al azar encuestando a 27 alumnos de segundo año y 15 de tercer año. La muestra representa el 30% de la población. La Tabla 2.1 indica la composición de la muestra. Tabla 2.1. Distribución de la muestra de acuerdo a la matrícula Año. Matrícula. Encuestados. Porcentaje %. Segundo año. 70. 27. 38. Tercer año. 67. 15. 22. Total. 137. 42. 30. Instrumento Para recolectar los datos se utilizó una encuesta con 10 preguntas que permitirán conocer las tendencias y enfoques de los estudiantes al enfrentar tareas académicas (Anexo 1). Para dar puntuación a las respuestas se utiliza la escala de Likert con un rango de 1 a 5, donde 1 es inadecuado (I), 2 es poco adecuado (PA), 3 es adecuado (A), 4 es bastante adecuado (BA) y 5 es muy adecuado (MA) (Moreno et al., 2012). Los datos obtenidos en la hoja de respuestas se digitalizaron para la realización de los cálculos estadísticos. Resultados generales A continuación se muestran los resultados obtenidos de la encuesta aplicada a los estudiantes de segundo y tercer año de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. Se obtuvieron los promedios de las respuestas relacionadas con la preparación de los estudiantes, donde se aprecia que por lo general no se preparan con anterioridad para recibir conferencias, clases prácticas ni laboratorios. Se demuestra que solo se preparan para la.

(39) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. 29. discusión de los seminarios ya que el 55% de los estudiantes de segundo año y el 85% califican de (MA) y (BA) la preparación para los seminarios. En los estudiantes de tercer año se observaron puntuaciones altas en (MA) y (BA) en la pregunta sobre la variedad de textos como ayuda a la orientación en el estudio independiente, encontrando solo una pequeña muestra que la califican de (I) y el resto de los encuestados se mantienen neutrales (Figura 2.4). Los estudiantes de segundo año no opinan de igual forma y mantienen un buen equilibrio en sus repuestas (Figura 2.3).. 7,16. 14,81. 18,51. 28,57. 21,42. 18,51 29,66. 14,28 28,57. 18,51. I. PA. A. BA. MA. Figura 2.3. Variedad de textos 2do año. I. PA. A. BA. MA. Figura 2.4. Variedad de textos 3er año. Del análisis anterior se puede constatar que la bibliografía presente es capaz de abarcar todos los contenidos, pero se necesita una mejor orientación del estudiante al uso de esta. En el grupo de segundo año se obtuvo como resultado que el 76% de los estudiantes califican de (MA) el desarrollo de una clase práctica donde el profesor resuelva todos los ejercicios, en otro aspecto analizado se observa que el 68% valora de (I) las clases prácticas donde los estudiantes resuelvan los ejercicios solos y luego el profesor señale los aspectos negativos y positivos. En el caso en el que se plantea que las clases prácticas se lleven a cabo a través de la elaboración conjunta se obtienen resultados muy balanceados, demostrando la tendencia al aprendizaje reproductivo y a la no creatividad. No ocurriendo así en el grupo de tercer año donde se observa una preferencia hacia el trabajo en conjunto con el profesor..

(40) CAPÍTULO 2. DIAGNÓSTICO DE LAS NECESIDADES. 30. Luego de analizar los datos obtenidos sobre las preferencias de los estudiantes a la hora de resolver ejercicios en clases prácticas (Figura 2.5), se observa que las respuestas están bien equilibradas por lo que se debe seguir combinando ejercicios de análisis, de diseño y de simulación.. 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0. 40 0. 4. 43,33. 40. 16. 0. 34,64 30,76. 30,76. 23,07 3,84. 26,92. 3,84 3,84. Figura 2.5. Preferencias de los ejercicios de clases prácticas. Cuando se pregunta por el uso de las herramientas de simulación se observa que está presente el uso de ellas, pero el 45% de los estudiantes de segundo año las consideran de inadecuado o poco adecuado (Figura 2.6), igualmente ocurre con el 35% de los estudiantes de tercer año (Figura 2.7).. MA MA. 11,11. BA. BA 18,51. 21,44. A. A. 29,65. PA. 0. 42,85. PA. 35,71. 22,22. I. I. 18,51 0. 10. 20. 30. Figura 2.6. Uso de herramientas de simulación 2do año. 0 0. 10. 20. 30. 40. 50. Figura 2.7. Uso de herramientas de simulación 3er año.