Sistema de mapas conceptuales para la enseñanza de redes de computadoras

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(1)Facultad Matemática, Física y Computación Licenciatura en Ciencia de la Computación. Sistema de Mapas Conceptuales para la enseñanza de Redes de Computadoras. AUTORES: Yanela González González TUTOR: Dr. Mateo G. Lezcano Brito CONSULTANTE: MsC. Manuel T. Castro Artiles. “Año 53 de la Revolución” 28-06-2011.

(2) Dictamen.. El que suscribe,. __. , hago constar que el trabajo titulado. __ __. fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de , 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 publicado sin la autorización de la Universidad.. _________________________ Firma del autor. Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdos 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 del Laboratorio ___________________ Fecha.

(3) Pensamiento No es el conocimiento, sino el acto de aprendizaje, y no la posesión, sino el acto de llegar allí, que concede el mayor disfrute.. Carl Friedrich Gauss. No hay errores. Los acontecimientos que atraemos hacia nosotros, por desagradables que sean, son necesarios para aprender lo que necesitamos aprender; todos los pasos que damos son necesarios para llegar adonde hemos escogido.. Richard Bach.

(4) Dedicatoria Dedico este trabajo principalmente a mis padres que son los mejores del mundo, son mi inspiración y de no ser por ellos, no hubiera llegado hasta aquí, porque eran mi luz cuando todo estaba oscuro. A Arminda por ser mi tercera abuela, madrina, confidente, y amiga; y finalmente a Carlos, que es lo mejor que me ha pasado en la vida, mi mejor amigo, mi compañero, mi protector, mi novio y finalmente mi futuro esposo. A todos ustedes les quiero con la vida y gracias por todo..

(5) Agradecimientos En primer lugar quiero agradecer a mis padres, a Arminda, a mis familiares más cercanos, por su apoyo, por darme fuerzas cuando estaba cansada y por aconsejarme en todo momento. A Carlos por ser la persona que me dio ánimos para continuar luchando cuando pensé que ya no podía más, por ser la primera persona que me introdujo a este mundo, por brindarme los recursos necesarios para llegar a donde hoy felizmente estoy, y más importante aún, por mimarme y por brindarme su amor. A Juani, por ser la suegra perfecta y recibirme en su casa como otra hija más, a mi suegro, a Daily , Orle y Frank, que también me consideran parte de la familia. A Alcides y a Guille, por ayudarme en tan innumerables cosas, que no las puedo contar, desde el primer año de la carrera. A Jorge Luis, Enrique, Yaidel, Bolívar, Lester, Omarito, Yoan Carlos, Lisbel, Addiel, por su ayuda en momentos difíciles, de esos en que pensamos que nadie nos puede ayudar. A Aliesky, a Michel, Yosvany, Lenier, por ser los mejores amigos del mundo, por compartir momentos maravillosos, por cuidarnos, alertarnos y conducirnos por el camino del éxito, porque el hecho de haber llegado hasta aquí, nos hace seres sumamente exitosos. A los compañeros que han convivido conmigo más de cerca en estos últimos cinco años de la vida: Misladys, Helen, Adis, Anabel, Dayli, Merly, Alina, Marelis, Yanita, Polo, Héctor, Rafael, Yaimit y a todos aquellos que saben que los aprecio y los quiero mucho, gracias de todo corazón, por estar ahí conmigo y compartir vivencias inolvidables. Quiero agradecer también, a todos los profesores que confiaron en mí y me dieron oportunidades para vencer, al final no los defraudé, estoy aquí. Un agradecimiento especial para mi tutor, usted es para mí el profesor perfecto, el mejor educador, lo admiro desde la primera clase que me dio. También agradecer al profesor Castro por ayudarme en esta última etapa de la carrera, ha sido de gran utilidad todo el apoyo brindado por usted. Gracias a los dos por todo, estoy realmente orgullosa de que ustedes sean mis padrinos de Tesis. Agradecer también a Israel y a Amarilis, porque me acogieron en su casa sin conocerme, y si alguien me ha tratado mejor fuera de mi casa, no me acuerdo. Finalmente agradecer a Janel, por ser la amiga que me ha “soportado” todos estos años, por estar corrigiéndome siempre, por decirme las cosas de frente y sin rodeos, por tener paciencia y dedicación conmigo. Todo lo anteriormente dicho también le sirve a otros seres especiales: Leaty y Yasmany. Los quiero con el corazón, y me han enseñado que la amistad entre un hombre y una mujer sí existe. A todas estas personas un millón de gracias, siempre se me quedan personas, pero las más importantes considero que las mencioné..

(6) Resumen En el presente trabajo se exponen las ideas generales de un sistema concebido para la enseñanza de Redes de Computadoras. El mismo está constituido por un conjunto de mapas conceptuales que permiten la navegación y la interpretación de la terna concepto-palabra de enlace-concepto. Se presentan diversos recursos informáticos, tales como: páginas WEB, multimedia, documentos y disertaciones asociadas a los conceptos del mapa, que sirven de auxiliares para mostrar información acerca del contenido abarcado y permiten apreciar, con más claridad, el funcionamiento de las redes de computadoras. También se abordan los aspectos teóricos acerca de la materia objeto de estudio (Redes de Computadoras), de la forma más abarcadora posible. El conocimiento está estructurado en ocho mapas conceptuales, el mapa inicial, “Redes”, permite acceder al principal denominado “Redes de Computadoras” que ofrece una visión general de los conceptos globales de la materia y a la vez sirve de enlace a los seis mapas restantes: “Clasificaciones”, “Equipos”, “Interconexión de Computadoras”, “TCP/IP”, “Capas o Niveles” y “Protocolos de Red”. El sistema se implementó con la herramienta CmapTools..

(7) Abstract In this paper we describe the outlines of a system designed for teaching Computer Networks. This system consists of a set of conceptual maps that allow us the navigation and the interpretation of the triple word: concept-word and link-concept. Various computing resources such as HTML pages, multimedia and documents are presented, as well as presentations related to the concepts of the map, which provide information of the content covered and allow us to appreciate more clearly the operation of networks. It also addresses the theoretical aspects about the subject matter of study (Computer Network) in a more comprehensive way possible. Knowledge is structured in eight conceptual maps, the initial map, "Networks ", that allows access to the main map and is entitled "Computer Networks" which offers an overview of the global concepts of matter and also provides a link to the six maps left: "Classifications", "Equipment", "Computer Networks", "TCP / IP", "Layers and levels" and "Network Protocols". The system was implemented using the software CmapTools..

(8) Índice INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1 Antecedentes .................................................................................................................................. 1 Situación Problémica ....................................................................................................................... 2 Objetivo General ............................................................................................................................. 2 Objetivos Específicos ....................................................................................................................... 3 Justificación ..................................................................................................................................... 3 Estructura de la Tesis ...................................................................................................................... 3 CAPÍTULO I: LA ENSEÑANZA ASISTIDA POR COMPUTADORAS Y LA ENSEÑANZA DE LAS REDES DE COMPUTADORAS. .......................................... 5 1.1. Contexto histórico de los Mapas Conceptuales .................................................................. 5. 1.2. Mapas Conceptuales ........................................................................................................... 6. 1.2.1. Concepto de Mapas Conceptuales .............................................................................. 6. 1.2.2. Generalidades de los Mapas Conceptuales ................................................................ 6. 1.2.3. Tipos de Mapas Conceptuales..................................................................................... 7. 1.2.4. Características propias de los Mapas Conceptuales ................................................... 8. 1.3. Redes de Computadoras. .................................................................................................... 9. 1.3.1. Clasificación de las Redes de Computadoras ............................................................ 13. 1.3.2. La enseñanza de las Redes de Computadoras .......................................................... 14. 1.4. Los mapas conceptuales y la enseñanza ........................................................................... 16. 1.4.1. La enseñanza a distancia ........................................................................................... 17. 1.4.2. Mapas Conceptuales: En la enseñanza a distancia ................................................... 20. 1.5. Resumen del capítulo ........................................................................................................ 22. CAPÍTULO II: LOS MAPAS CONCEPTUALES COMO MEDIO PARA LA ENSEÑANZA DE REDES DE COMPUTADORAS. ........................................................................... 23 2.1. Mapa Conceptual que organiza la asignatura Redes de. Computadoras. ..................... 23.

(9) 2.2. Recursos asociados a los Mapas ....................................................................................... 24. 2.2.1. Recursos insertados en la Aplicación. ....................................................................... 25. 2.2.2. Mapa: Redes .............................................................................................................. 25. 2.2.3. Mapa: Redes de Computadoras ................................................................................ 26. 2.2.4. Mapa: Protocolos ...................................................................................................... 28. 2.2.5. Mapa: Clasificaciones ................................................................................................ 29. 2.2.6. Mapa: Interconexión de Computadoras ................................................................... 30. 2.2.7. Mapa: Equipos ........................................................................................................... 32. 2.2.8. Mapa: Capas o Niveles .............................................................................................. 32. 2.2.9. Mapa: TCP/IP ............................................................................................................. 33. 2.3. Indicaciones para los estudiantes. .................................................................................... 35. 2.4. Aportes de la propuesta al desarrollo de la asignatura y la carrera. ................................ 36. 2.5. Resumen del Capítulo ....................................................................................................... 36. CAPÍTULO III: RECURSOS ASOCIADOS AL SISTEMA........................................... 37 3.1. Recursos vinculados al sistema ......................................................................................... 37. 3.1.1. Multimedia ................................................................................................................ 38. 3.1.2. Videos ........................................................................................................................ 38. 3.1.3. Páginas Web .............................................................................................................. 41. 3.1.4. Presentaciones .......................................................................................................... 42. 3.2. Ubicación dentro del Sistema ........................................................................................... 43. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 45 RECOMENDACIONES ............................................................................................... 46 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 47.

(10) Índice de Figuras Figura 2.1 Mapa “Redes” .................................................................................................................. 26 Figura 2.2 Mapa “Redes de Computadoras” ..................................................................................... 27 Figura 2.3 Página “Redes de Computadoras” ................................................................................... 27 Figura 2.4 Mapa “Protocolos de Red” .............................................................................................. 28 Figura 2.5 Página “Protocolos” ......................................................................................................... 29 Figura 2.6 Mapa “Clasificaciones” ..................................................................................................... 30 Figura 2.7 Mapa “Interconexión de Computadoras” ........................................................................ 31 Figura 2.8 Mapa “Equipos” ............................................................................................................... 32 Figura 2.9 Mapa “Capas o Niveles” ................................................................................................... 33 Figura 2.10 Mapa “TCP/IP”................................................................................................................ 34 Figura 2.11 Página “Rutas o Encaminamientos” ............................................................................... 34 Figura 3. 1 Programa Snagit para construir el video ......................................................................... 39 Figura 3. 2 Programa Total Video Converter..................................................................................... 39 Figura 3. 3 Selección del archivo .avi................................................................................................. 40 Figura 3. 4 Selección de la extensión a convertir .............................................................................. 40 Figura 3.5 Página “Firewalls”............................................................................................................. 41 Figura 3.6 Página “Routers” .............................................................................................................. 41 Figura 3.7 Presentación “Redes Públicas” ...................................................................................... 42 Figura 3.8 Presentación “Redes Públicas” ...................................................................................... 42 Figura 3.9 Vista en árbol del Sistema ................................................................................................ 43.

(11) _. Introducción. INTRODUCCIÓN En el mundo actual, la tecnología empieza a jugar un papel importante en los procesos de aprendizaje, lo cual obliga a reflexionar sobre los elementos involucrados en su uso y a buscar nuevas formas de enseñar y de aprender eficientemente. La tecnología de la informática y las comunicaciones (TIC) puede cambiar radicalmente la forma de relacionarse y conseguir información. Los sistemas educativos tienen mayores exigencias ya que no solo se trata de transmitir información sino también de lograr la asimilación efectiva de conocimiento. Lo anterior recalca la necesidad de la utilización de herramientas que permitan energizar el proceso de enseñanza-aprendizaje. Las Universidades no son ajenas a esto y tienen que enfrentar la adopción de otros tipos de medidas para la formación de los educandos. La Educación a Distancia, por ejemplo, ofrece una solución complementaria para satisfacer las necesidades formativas, ya que basa su atención en la posibilidad de atender demandas educativas insatisfechas por la educación convencional. La gran variedad de programas y flexibilidad en el aprendizaje y de horarios, son algunas de las facilidades con las que cuenta, además se vale de la ayuda de nuevas técnicas de enseñanza y herramientas que potencian el proceso de enseñanza-aprendizaje. El presente trabajo pretende brindar una ayuda a los procesos cognitivos que ocurren en el aprendizaje de las redes de computadoras desde la perspectiva de un estudiante de Ciencia de la Computación. La idea central del trabajo se basa en ofrecer una herramienta, apoyada en mapas conceptuales, que tendrá asociada a los diferentes conceptos, recursos que sirven de apoyo al proceso de aprendizaje.. Antecedentes Los Mapas Conceptuales son un recurso didáctico que está apto para todas las edades, una forma de representación visual, una técnica para aprendizaje y además, contribuye al desarrollo del pensamiento creativo y a la construcción del conocimiento; hoy en día son 1.

(12) _. Introducción. muy utilizados en el mundo entero ya que se adaptan a cualquier nivel de enseñanza y a diversos temas. Aunque existen muchos sistemas basados en mapas conceptuales, los antecedentes más cercanos a este trabajo son los siguientes: •. Sistema VIA-ED para la enseñanza de Estructuras de Datos y Complejidad de Algoritmos (Soler, 2009).. •. Sistema APA-Prolog para la enseñanza de la Programación Lógica (Rodríguez, 2009).. •. Sistema para la enseñanza de Sistemas Operativos (Pérez, 2009).. Situación Problémica La materia objeto de estudio de este trabajo, la asignatura Redes de Computadoras, posee un sistema de conocimientos difíciles de organizar y asimilar (MES, 2007). Mejorar la eficiencia del proceso de enseñanza-aprendizaje de esta materia es un objetivo importante del colectivo de la disciplina (Sistemas de Computación) a la cual pertenece, lo que hace formular las siguientes preguntas de investigación: ¿Puede organizarse el conocimiento en forma de mapas conceptuales de manera que sea más fácil de encontrar y asociar los conceptos discutidos en la asignatura Redes de Computadoras? ¿Se logran explicar de una forma más clara, los conceptos estudiados si se asocian a ellos recursos apropiados que simulan o muestran las características particulares de los conceptos no visibles o difíciles de percibir?. Objetivo General •. Definir e instrumentar un conjunto de mapas conceptuales para la enseñanza de Redes de Computadoras.. 2.

(13) _. Introducción. Objetivos Específicos 1. Realizar un estudio de los temas a incluir en el sistema de mapas conceptuales. 2. Diseñar y programar el sistema.. Justificación La asignatura Redes de Computadoras se estudia en todas las carreras de perfil informático con más o menos profundidad, en el caso de la carrera Ciencia de la Computación sus objetivos son (MES, 2007): •. Aprender los principales estándares y modelos descriptivos de las redes de computadoras, así como su desarrollo histórico.. •. Asimilar los conceptos fundamentales referentes a las comunicaciones de datos y los principales protocolos de una arquitectura específica.. •. Trabajar exitosamente en equipos interdisciplinarios, donde la solución requiera del empleo de aplicaciones distribuidas, al conocer de manera integral los elementos que componen las redes.. •. Analizar críticamente el desempeño de las redes de computadoras y los sistemas basados en ellas y sugerir recomendaciones para su mejoramiento.. •. Diseñar adecuadamente redes de computadoras heterogéneas.. Alcanzar esos objetivos en el reducido tiempo que asigna el plan de estudio, es una tarea difícil, de ahí que se busquen alternativas que ayuden a lograrlos de la mejor forma posible.. Estructura de la Tesis El trabajo que se presenta está estructurado en tres capítulos: el capítulo I “La enseñanza asistida por Computadoras y la enseñanza de las Redes de Computadoras” aborda aspectos generales de las Redes de Computadoras tales como: las problemáticas que influyeron en su creación, sus clasificaciones, características particulares. Se fundamentan además, las dificultades en el estudio de las Redes de Computadoras, entre ellas, las que están asociadas a su complejidad. También se analizan los mapas conceptuales como un medio educativo: 3.

(14) _. Introducción. sus características y tipos, así como las ventajas que proporcionan para enseñar una materia determinada, en este caso Redes de Computadoras. El capítulo II, “Los mapas conceptuales como medio para la enseñanza de Redes de Computadoras”, describe la concepción del sistema, los mapas creados, las facilidades de navegación, los tipos de recursos asociados a cada concepto, así como el potencial que ofrece la herramienta CmapTools para su elaboración. Finalmente el capítulo III. “Recursos asociados al sistema”, detalla la forma en que se conformaron los recursos.. 4.

(15) _. Capítulo I. CAPÍTULO I: LA ENSEÑANZA ASISTIDA POR COMPUTADORAS Y LA ENSEÑANZA DE LAS REDES DE COMPUTADORAS. Los procesos de enseñanza-aprendizaje actuales se caracterizan por ser complejos y por la diversidad de los alumnos a los cuales va dirigido. La complejidad está estrechamente relacionada con los objetos de estudio, sobre todo en carreras de perfil informático, debido a la diversidad de los que se estudia y al cambio constante que se produce en ellos. La diversidad de alumnos, las diferentes formas de enseñanza y las posibilidades tecnológicas hacen necesaria la búsqueda de nuevos medios y modelos de enseñanza que ayuden a usar la tecnología en función de mejorar lo que se aprende. El desarrollo de medios tecnológicos está logrando no sólo cambiar los sistemas de relación entre el ser humano y el medio, sino también, se han instalado como componente cultural, por lo que su utilización en la enseñanza es imprescindible. En el presente capítulo se hace un análisis del uso de los mapas conceptuales como medio de enseñanza cuando se vinculan con el desarrollo que actualmente han alcanzado las tecnologías de la información. El trabajo está enfocado en la enseñanza de Redes de Computadoras, es por ello que se particulariza en esa materia.. 1.1 Contexto histórico de los Mapas Conceptuales Hoy en día, las técnicas asociadas a los mapas conceptuales se utilizan, cada vez más, en diferentes niveles educativos, involucrando la asimilación de conceptos y proposiciones nuevas. Son particularmente útiles en el aprendizaje significativo al permitir la inclusión de los nuevos conocimientos en estructuras cognitivas ya existentes. El año 1972 marca el inicio del desarrollo de los mapas conceptuales, cuando el Investigador Científico Joseph D. Novak de la Universidad de Cornell, inicia su trabajo como director de un proyecto de investigación que sería el germen de las ideas que hoy sustentan esta técnica. 5.

(16) _. Capítulo I. De acuerdo a la psicología cognitiva de David Paul Ausubel, Novak planteaba que el factor más importante en el aprendizaje, es lo que el sujeto ya conoce muy bien, y que por tanto, en el aprendizaje significativo ocurren una serie de cambios en la estructura cognitiva que modifican los conceptos existentes, y forman nuevos enlaces entre ellos. Esto es porque dicho aprendizaje dura más y es mejor que la simple memorización. Los nuevos conceptos tardan más tiempo en olvidarse y se aplican más fácilmente en la resolución de problemas (Ausubel, 1963).. 1.2 Mapas Conceptuales 1.2.1 Concepto de Mapas Conceptuales Muchos han sido los criterios publicados referentes al concepto de mapas conceptuales. Uno de ellos, define los mapas conceptuales como una técnica que representa simultáneamente 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, incluidos en una estructura (Novak, 1984). Debido a la complejidad del concepto se puede plantear una definición más comprensible, señalando que los mapas conceptuales son una estrategia, método o recurso esquemático para representar un conjunto de significados conceptuales relacionados jerárquicamente, permitiendo visualizar y organizar los aspectos más importantes de un conocimiento (Ontoria, 2003).. 1.2.2 Generalidades de los Mapas Conceptuales Como la enseñanza está relacionada con el conocimiento, uno de los campos de aplicación de los mapas conceptuales es precisamente la representación de ese conocimiento para ser utilizado como medio de enseñanza activo. Para la representación de tal conocimiento se usan diagramas, en los que los conceptos son figuras geométricas que se encuentran unidas por líneas que representan relaciones entre ellos y en las que puede haber direccionalidad.. 6.

(17) _. Capítulo I. Los elementos básicos de un mapa conceptual son los conceptos, las palabras de enlace y las proposiciones, definiendo conceptos como “regularidades percibidas en acontecimientos u objetos, o los registros de acontecimientos u objetos, designados por etiquetas” (Novak, 1998b). Por otra parte se pueden definir dichos elementos de la siguiente forma (Dávila and Martínez, 2005): 1. Los Conceptos: También llamados nodos, hacen referencia a hechos, objetos, cualidades, animales, etc. Gramaticalmente los conceptos se pueden identificar como nombres, adjetivos y pronombres. 2. Palabras de enlace: Son palabras que unen los conceptos y señalan los tipos de relaciones existentes entre ellos. 3. Proposiciones: Están constituidas por conceptos y palabras-enlace. Es la unidad semántica más pequeña que tiene valor de verdad.. 1.2.3 Tipos de Mapas Conceptuales Los mapas conceptuales pueden representarse de varias formas, de acuerdo a la manera en que se establezcan las relaciones. Los de tipo jerárquico son los más usados debido a la propia definición y al acercamiento a la estructura en la que se supone que el ser humano almacena el conocimiento. Los cinco tipos principales son (Rodríguez, 2007): • Mapas conceptuales jerárquicos: Novak, defiende la idea de que la información se represente en orden descendente de acuerdo a la importancia: el más importante en la parte superior (Novak, 1998a). Este criterio es compartido por otros, como González Díaz que plantea que en estos tipos de mapas conceptuales, la información puede estar en orden ascendente o descendente, basta con que se establezca una jerarquía de conceptos, es decir, que de un concepto se derivan otros y a su vez de estos se obtienen otros. A los primeros se les denomina principales o primarios, a los segundos secundarios, y a los terceros terciarios, si de estos se derivaran otros conceptos serían cuaternarios y así sucesivamente (González, 2004).. 7.

(18) _. Capítulo I. • Mapas conceptuales en forma de araña: El mapa se estructura de manera que el término que representa al tema principal se ubica en el centro del gráfico y el resto de los conceptos llegan mediante la correspondiente flecha. La relación que se establece entre los conceptos simula una tela de araña. • Mapas conceptuales Algorítmicos o Secuenciales: son aquellos mapas que representan una sucesión lógica entre los conceptos, es decir, los conceptos son colocados uno detrás del otro en forma lineal. • Mapa conceptual en sistema: en este tipo de mapa la información se organiza también de forma secuencial pero se le adicionan entradas y salidas que alimentan los diferentes conceptos incluidos en el mapa. • Mapas conceptuales hipermediales: son aquellos en que, cada nodo de la hipermedia contiene una colección de no más de siete conceptos relacionados entre sí por palabras de enlaces (Indexnet., 2005).. 1.2.4 Características propias de los Mapas Conceptuales Existen tres características o condiciones propias de los mapas que los diferencian de otros recursos gráficos y de otras estrategias o técnicas cognitivas (Ontoria, 2003): •. Jerarquización: En los mapas conceptuales los conceptos están dispuestos por orden de importancia o de « inclusividad ». Los conceptos más inclusivos ocupan los lugares superiores de la estructura gráfica. Los ejemplos se sitúan en último lugar y no se enmarcan. Es necesario puntualizar que: en un mapa conceptual, sólo aparece una vez el mismo concepto y; en ocasiones conviene terminar las líneas de enlace con una flecha para indicar el concepto derivado, cuando ambos están situados a la misma altura o en caso de relaciones cruzadas.. •. Selección: Los mapas constituyen una síntesis o resumen que contiene lo más importante o significativo de un mensaje, tema o texto. Previamente a la construcción del mapa hay que elegir los términos que hagan referencia a los conceptos en los que conviene centrar la atención. Como es obvio, si se quiere 8.

(19) _. Capítulo I. recoger en un mapa un mensaje o texto muy extenso, quedarán excluidos muchos conceptos que podrían recogerse si se centrara en una parte de ese mensaje. Existen unas limitaciones de tipo material con las que hay que contar, además del destino o la utilidad que se le asigne al mapa. Se debe cuidar más la claridad si se va a utilizar como recurso de apoyo en una exposición oral que cuando se destine a un uso particular. De cualquier forma, es preferible realizar mapas con diversos niveles de generalidad. Unos presentan la panorámica global de una materia o tema y otros se centran en partes o subtemas más concretos. •. Impacto visual: Esta característica se apoya en la anterior. En palabras de Novak: «Un buen mapa conceptual es conciso y muestra las relaciones entre las ideas principales de un modo simple y vistoso, aprovechando la notable capacidad humana para la representación visual». Se aconseja no dar por definitivo el primer mapa que se haga, sino tomarlo como borrador y repetirlo para mejorar su presentación. Algunas sugerencias para mejorar el impacto visual: - Se destacan más los términos conceptuales cuando se escriben con letras mayúsculas y se enmarcan con elipses. - Esta figura es preferible al rectángulo para aumentar el contraste entre las letras y el fondo.. 1.3 Redes de Computadoras. El surgimiento de las redes fue motivado entre otros factores, por la necesidad de intercambio de información entre diferentes instituciones docentes. No obstante, hace algunos años no era común la utilización de las redes en la Educación, debido al elevado costo de instalación y mantenimiento y a la preparación técnica requerida para su utilización. El desarrollo de la Informática y las Comunicaciones han posibilitado la generalización de esta tecnología en todas las esferas de la sociedad, al hacerlas más baratas y asequibles, la Educación no es una excepción. Las redes pueden considerarse un resultado del desarrollo 9.

(20) _. Capítulo I. de la Informática y las Comunicaciones. Existen, al menos, dos razones para la utilización de las redes en la Educación: la primera está relacionada con la necesidad de que los miembros de esta sociedad y de la venidera adquieran un grupo de habilidades necesarias para el trabajo corporativo en red; una realidad de la Informática con un futuro infinito; la segunda, está dada en las posibilidades que brindan las redes para la Educación, al permitir la generalización y utilización de las mejores experiencias en esta dirección. Existen varias definiciones acerca de lo que es una red de computadoras, algunas de las cuales son (Tanenbaum, 2003): . Conjunto de operaciones centralizadas o distribuidas, con el fin de compartir recursos de "hardware y software".. . Sistema de transmisión de datos que permite el intercambio de información entre computadoras.. . Conjunto de nodos "computador" conectados entre sí.. En otras palabras una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos (computadoras y/o dispositivos) conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc. incrementando la eficiencia y productividad de las personas. Una red de comunicaciones es un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos (no jerárquica -master/slave-). Normalmente se trata de transmitir datos, audio y vídeo por ondas electromagnéticas a través de diversos medios (aire, vacío, cable de cobre, cable de fibra óptica, etc.) (Groth and Toby, 2005). Las redes de computadoras están compuestas por: - Tarjetas o Placas de Interfaz de Red. - Sistema de Cableado.. 10.

(21) _. Capítulo I. - Servidores. - Estaciones de Trabajo. - Recursos y Periféricos compartidos. -Además de todos los componentes del hardware y software de una computadora. 1. Tarjetas o Placas de Interfaz de Red (Groth and Toby, 2005): Toda computadora que se conecta a una red necesita de una tarjeta de interfaz de red que soporte un esquema de red específico, como Ethernet, ArcNet o Token Ring, con la cual se puedan enviar y recibir datos desde y hacia otras computadoras, empleando un protocolo para su comunicación y convirtiendo esos datos a un formato que pueda ser transmitido por el medio. 2. Sistema de Cableado: Es el conjunto de equipos, accesorios de cables, accesorios de conectividad, administración, métodos de instalación que estructuralmente garantizan que una red funcione con seguridad y por largo tiempo. Está diseñado para proporcionar la conexión física entre todas las zonas de trabajo y para adaptarse a todos los requerimientos de comunicación. Lo más importante es que contribuye con la capacidad de acomodarse a nuevas necesidades a medida que éstas surjan, facilitando el crecimiento futuro de la red. 3. Servidor: En informática, un servidor es una computadora que, formando parte de una red, provee servicios a otras computadoras denominadas clientes. Este ejecuta el sistema operativo de red y ofrece los servicios de red a las estaciones de trabajo. 4. Estaciones de Trabajo: Cuando una computadora se conecta a una red, la primera se convierte en un nodo de la última y se puede tratar como una estación de trabajo o cliente. Las estaciones de trabajos pueden ser computadoras personales con cualquier sistema operativo que soporte el trabajo en red, por ejemplo: Windows, Macintosh, Unix, OS/2 o estaciones de trabajos sin discos. 5. Recursos y periféricos compartidos: Entre los recursos compartidos se incluyen los dispositivos de almacenamiento ligado al servidor, las unidades de discos ópticos,. 11.

(22) _. Capítulo I. las impresoras, los trazadores y el resto de equipos que puedan ser utilizados por cualquiera en la red. Las redes de computadoras consisten en la interconexión entre ellas, además utilizan entre otras cosas, software de redes, software de aplicaciones, hardware de redes y protocolos de red. -. Protocolos de Red: Se define un protocolo como un conjunto de reglas, convenciones o procedimientos, establecidos de forma consciente entre dos o más partes que van a interactuar para intercambiar información. Los protocolos de comunicación entre máquinas tienen que ser cuidadosamente definidos en cuanto a: qué es comunicado, cómo es comunicado y cuándo se comunica.. -. Interconexión de computadoras: La interconexión entre computadoras depende del tipo de conexión y de la velocidad de conexión. Ello incluye si se trata de redes alámbricas o inalámbricas.. -. Software de redes: Son los software que ayudan al funcionamiento de las redes, que permiten la comunicación entre ellas. Los protocolos de red son considerados parte del software de redes.. -. Software de aplicaciones: Pudieran considerarse dentro de éstos, los servidores de correo y los servidores web.. -. Hardware de redes: La Real Academia Española define al hardware como el conjunto de los componentes que conforman la parte material (física) de una computadora. Sin embargo, el concepto suele ser entendido de manera más amplia y se utiliza para denominar a todos los componentes físicos de una tecnología. En el caso de la informática y de las computadoras personales, el hardware permite definir no sólo a los componentes físicos internos, sino también a los periféricos. En cuanto a los tipos de hardware, pueden mencionarse a los periféricos de entrada (permiten ingresar información al sistema, como el teclado y el mouse), los periféricos de salida (muestran al usuario el resultado de distintas operaciones realizadas en la computadora. Ejemplo: monitor, impresora), los periféricos de entrada/salida (modems, tarjetas de red, memorias USB), la unidad central de procesamiento o CPU (los componentes que interpretan las instrucciones y procesan 12.

(23) _. Capítulo I. los datos) y la memoria de acceso aleatorio o RAM (que se utiliza para el almacenamiento temporal de información).. 1.3.1 Clasificación de las Redes de Computadoras Existen diversos criterios para clasificar las redes de computadoras (Groth and Toby, 2005), uno de los más importantes es el que toma en cuenta el alcance de la red. Desde ese punto de vista se pueden enumerar las siguientes tipos (Comer, 1996) (Tanenbaum, 2003): . LAN (Red de Área Local, Local Area Network). Son redes pequeñas, entendiendo como pequeñas las redes de una oficina, de un edificio, etc. Debido a sus limitadas dimensiones, son redes muy rápidas en las cuales cada estación se puede comunicar con el resto. Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce.. . MAN (Red de Área Metropolitana, Metropolitan Area Network) comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad, municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 Km. Son redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. Es básicamente una gran versión de LAN y usa una tecnología similar. Puede cubrir un grupo de oficinas de una misma corporación o ciudad, esta puede ser pública o privada.. . WAN (Red de Área Extensa, Wide Area Network) son redes punto a punto que interconectan países y continentes. Al tener que recorrer una gran distancia sus velocidades son menores que en las LAN, aunque son capaces de transportar una mayor cantidad de datos. El alcance es una gran área geográfica, como por ejemplo: una ciudad o un continente. Está formada por una vasta cantidad de computadoras interconectadas (llamadas hosts), por medio de subredes de comunicación o subredes pequeñas, con el fin de ejecutar aplicaciones, programas, etc.. . SPL (Redes de Área Simple) se pueden construir de dos computadoras agregando un adaptador de red a cada una y conectándolos mediante un cable especial llamado “cable cruzado”. Este tipo de red es útil para transferir información entre dos computadoras 13.

(24) _. Capítulo I. que normalmente no se conectan entre sí por una conexión de red permanente o para usos caseros básicos. . PAN (Red de Administración Personal, Private Area Network) son redes pequeñas, las cuales están conformadas por no más de ocho equipos.. . CAN (Red de Área Campus, Campus Area Network) son una colección de LAN dispersadas geográficamente dentro de un campus (universitario, oficinas de gobierno, industrias) pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada en kilómetros. Una CAN utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y Gigabit Ethernet para conectividad a través de medios de comunicación tales como fibra óptica y espectro disperso.. . SAN (Red de Área de Almacenamiento, Storage Area Network) Las redes SAN están concebidas para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y bibliotecas de soporte. Principalmente, está basada en tecnología de fibra. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos de almacenamiento que la conforman.. 1.3.2 La enseñanza de las Redes de Computadoras La asignatura “Redes de Computadoras” se estudia en el tercer año del plan de estudio D de la carrera Ciencia de la Computación. Se caracteriza por la extensión y complejidad de los temas que trata, debido a que incluye todos los componentes de la computadora más los medios de transmisión de la información, las tecnologías a utilizar, modelo a usar, entre otras. Los objetivos a lograr, se dividen en educativos e instructivos y destacan los siguientes (MES, 2007): Objetivos Educativos 1. Consolidar la concepción científica del mundo a partir de la evolución de tecnología de las redes de computadoras. 14.

(25) _. Capítulo I. 2. Vincularse al desarrollo del país en el campo de las redes de computadoras, en especial las de área local. 3. Desarrollar hábitos de organización personal que se requieren en las actividades de instalación, administración y mantenimiento de los recursos empleados en las redes de computadoras. 4. Desarrollar hábitos de responsabilidad asociados a la selección y explotación de los recursos empleados en las redes de computadoras. 5. Aplicar criterios eficientes en la selección, adquisición y explotación de los medios vinculados a las redes de computadoras, atendiendo a las limitaciones que pueden existir para disponer de esos medios. 6. Propiciar el trabajo en equipos interdisciplinarios, donde la solución requiera del empleo de aplicaciones distribuidas, al realizar un estudio integral de los elementos que se emplean en las redes. 7. Asimilar la importancia de la protección de la información en ambientes de redes de computadoras, y lograr su implementación.. Objetivos instructivos 1. Describir los objetivos, tipos y principales aplicaciones de la redes de computadoras. 2. Conocer los estándares más empleados en las redes de área local. 3. Describir las formas para la interconexión de redes de área local. 4. Describir los principios de la teoría de la información y de la codificación para establecer enlaces confiables. 5. Utilizar con eficiencia los recursos de software y hardware disponibles. 6. Evaluar y seleccionar los recursos de software y hardware para redes de área local a ser empleadas de acuerdo a una problemática particular. 7. Evaluar métodos para la protección de datos en redes de computadoras. 8. Utilizar sistemas operativos empleados en las redes de área local. Para poder cumplir con objetivos tan abarcadores, resulta necesario tener un amplio dominio de una variedad significativa de conceptos interrelacionados.. 15.

(26) _. Capítulo I. 1.4 Los mapas conceptuales y la enseñanza Los Mapas Conceptuales constituyen una de las herramientas más utilizadas en la gestión del aprendizaje por la posibilidad que estos ofrecen de personalizar el aprendizaje, compartir el conocimiento y para aprender a aprender. Novak (Novak, 1991), destaca que el acto de hacer mapas conceptuales se describe como una actividad creativa en la que el estudiante debe hacer un esfuerzo para aclarar significados, identificando los conceptos importantes, relaciones y estructura del contenido tratado. La creación de conocimiento requiere un alto nivel de aprendizaje significativo, los mapas conceptuales facilitan este proceso, por lo que resultan importantes en el aprendizaje principalmente debido a que:  Dan la posibilidad de hacer un proceso activo en el que el estudiante es obligado a relacionarse con los conceptos y a que profundice en el contenido.  Permiten organizar información, sintetizarla y presentarla gráficamente.  Ayudan a planificar la instrucción a la vez que sirven de auxiliar para aprender a aprender, o sea, que enseña la materia y cómo estudiarla.  Logran un aprendizaje interrelacionado, al no aislar los conceptos, las ideas de los alumnos y la estructura de la disciplina.  Favorecen la creatividad y autonomía.  Favorecen el trabajo colaborativo.. Ontoria (Ontoria, 1996) considera que los mapas conceptuales constituyen un recurso esquemático para representar un conjunto de significados conceptuales incluidos en una estructura de proposiciones. Estas pueden ser explícitas o implícitas. Por ello los mapas conceptuales proporcionan un resumen esquemático de lo aprendido, ordenado de una manera jerárquica y por eso son una herramienta eficaz para lograr un aprendizaje significativo. Por otra parte, Ausubel (Ausubel and Novak, 1978) señala que un aprendizaje se dice significativo cuando una nueva información (concepto, idea, proposición) adquiere 16.

(27) _. Capítulo I. significados para el aprendiz a través de una especie de anclaje en aspectos relevantes de la estructura cognitiva preexistente del individuo, o sea, en conceptos, ideas, proposiciones ya existentes en su estructura de conocimientos (o de significados) con determinado grado de claridad, estabilidad y diferenciación. Los mapas conceptuales juegan un papel fundamental en este tipo de aprendizaje (significativo), pues mediante ellos se logra presentar al estudiante la información más organizada, con un referente gráfico, respondiendo a estructuras cognitivas desarrolladas por profesores expertos en una rama del conocimiento, que respondan a su vez a los intereses y a las estructuras cognitivas desarrolladas por los estudiantes anteriormente, además, permite el trabajo colaborativo entre estudiantes y profesores, de forma tal que los primeros vayan construyendo su conocimiento no solo a partir de sus percepciones, sino de las de los demás estudiantes, posibilitando que el profesor pueda evaluar lo aprendido. Con el uso de los mapas conceptuales en el proceso educativo se pasa por tres etapas importantes (Estrada and Febles, 2002): • Etapa de PLANEACIÓN: como recurso para organizar y visualizar el plan de trabajo, evidenciar las relaciones entre los contenidos y resumir esquemáticamente el programa de un curso. • Etapa de DESARROLLO: como una herramienta que ayuda a los estudiantes a captar el significado de los materiales que pretenden aprender. • Etapa de EVALUACIÓN: como recurso para la evaluación formativa. Permite "visualizar el pensamiento del alumno", para así corregir, a tiempo, posibles errores en la relación de los conceptos principales.. 1.4.1 La enseñanza a distancia Los profesores universitarios están obligados a despojarse de los conceptos tradicionales y asumir todo lo nuevo desde una posición abierta al cambio con iniciativa y creatividad. Solo de ese modo las transformaciones que se proponen podrán materializarse en la actividad práctica. Si no ocurre así, comienzan las incomprensiones y las tendencias a 17.

(28) _. Capítulo I. mantener los mismos métodos y formas organizativas anteriores, lo cual frena y limita el proceso de cambio. Incuestionablemente, en el nuevo escenario de la universalización de la educación superior toca a los docentes impulsar estas transformaciones (Cruz López, 2008). La educación superior cubana atesora significativos logros, pero es indispensable continuar avanzando en aras del mejoramiento para solucionar los problemas actuales y proyectarse hacia el desarrollo futuro. Por lo que es una necesidad asumir el proceso de formación mediante una docencia cada vez menos presencial, modalidad nueva casi universal en la que se aplican las primeras experiencias, pero que auguran resultados positivos (Cruz López, 2008). Los modelos de educación a distancia, desde su surgimiento en la década de los años setenta, han utilizado los medios tecnológicos disponibles para propiciar una comunicación educativa bajo presupuestos de separación espacio-temporal de profesores y estudiantes. La aparición de universidades que trabajan exclusivamente la enseñanza a distancia introdujo un primer paso hacia la diferenciación en las formas de dispensar la educación superior (Noa Silverio, 2005). Es por ello que la educación a distancia ha tenido un impulso vertiginoso en los últimos años, debido al gran desarrollo de la informática y las telecomunicaciones (Telemática), lo que ha permitido perfeccionar las tecnologías educacionales y resolver problemas de masividad, espacio, tiempo y llevar el conocimiento más actualizado a quienes lo necesiten sin tener que ausentarse de su puesto de trabajo o de su familia (Hernández, 1996). La enseñanza a distancia, como se expresa anteriormente, es un sistema de comunicación masiva y bidireccional que sustituye la interacción personal en el aula del profesor y el alumno, como medio preferente de enseñanza por la acción sistemática y conjunta de diversos recursos didácticos y el apoyo de una organización tutorial que propicia el aprendizaje autónomo de los estudiantes (Martínez, 1988). Actualmente la educación a distancia es muy usada dentro del proceso educativo, a pesar de ser un desafío en la enseñanza y aprendizaje, debido a que posee peculiaridades específicas que la distinguen de la educación desarrollada en el aula tradicional (Pérez, 1995). Estas distinciones son: 18.

(29) _. Capítulo I. • La separación del profesor y el educando durante la mayor parte del proceso de instrucción. • El uso de nuevas tecnologías computacionales para la digitalización del contenido del curso. • La existencia de comunicación bidireccional entre el profesor, el tutor o la institución educativa y el estudiante. No obstante, Altbach (Altbach, 1990) señala que las universidades convencionales y a distancia tienen muchos rasgos comunes. La fundación de las primeras universidades se remonta al siglo XIII y desde entonces ha primado un modelo académico a lo largo de todo el mundo. Hoy en día se acepta que la educación a distancia ha transcurrido ya por cinco generaciones, las cuales según Noa son (Noa Silverio, 2005): 1. Estudios por correspondencia. 2. Modelo multimedia. 3. Modelo de teleaprendizaje: videoconferencia y audioconferencia. 4. Modelo flexible: internet. 5. Modelo de aprendizaje flexible e inteligente (agentes). Un ejemplo de la primera generación con referencias del siglo XIX en nuestro país, fue la óptica martiana acerca de los problemas educativos. José Martí en su afán de coadyuvar a la formación de la niñez latinoamericana, diseñó un proyecto a distancia como una nueva alternativa pedagógica. La quinta generación es la nueva visión que surge y se considera producto del desarrollo en los primeros años del siglo XXI. Se basa en agentes autónomos e inteligentes, bases de datos que asisten el aprendizaje, consideradas como la Web semántica educativa (Noa Silverio, 2005). La aplicación APA-Prolog (Rodríguez, 2009) del Centro Universitario de Sancti Spirítus en cooperación con el grupo de Informática Educativa del CEI, usa agentes inteligentes y mapas conceptuales para enseñar Programación Lógica. 19.

(30) _. Capítulo I. Las posibilidades que brinda la educación a distancia como: facilitar estrategias de educación permanentes, motivar al alumno en el aprendizaje, o dar acceso a la educación a aquellos sectores de la población que, por razones de distancia u horario, no puedan atender la educación tradicional, son motivos que han incrementado el uso de esta vía de educación, de tal modo que las instituciones que tradicionalmente se han dedicado a una educación "presencial", han empezado a transformar sus cursos presenciales en cursos "a distancia". Por otra parte, la aplicación de nuevas tecnologías de la información y las comunicaciones en la enseñanza a distancia, facilita la actualización de los contenidos científicos presentados y estimula la atención y participación del alumnado, brindándole a estos una atracción visual que los motiva a interactuar con el medio, de modo que si a estas cualidades se suman funciones para favorecer el desarrollo del pensamiento y las estrategias cognitivas superiores, se asiste a un tipo de recurso ideal para la práctica educativa (Molina, 2004). Sin. embargo, la simple incorporación de estas tecnologías. innovadoras no garantiza la efectividad de los resultados, ya que no supone el cambio de materiales, sino una oportunidad para el cambio en la filosofía educativa. Formar estudiantes para que sean capaces de desenvolverse en un contexto de colaboración y de permanente interacción social, donde el conocimiento necesario para resolver situaciones cambia constantemente, supone un desafío para la educación superior actual (Álvares et al., 2005).. 1.4.2 Mapas Conceptuales: En la enseñanza a distancia La versatilidad y el carácter de la tecnología educativa, sobre todo la informática, hace que las propuestas de utilización se sitúen en todas las etapas del sistema educativo escolar desde el preescolar hasta la universidad. La tecnología educativa se ha ido convirtiendo, desde hace varios años, en una tendencia pedagógica de gran impacto. En esta tecnología las concepciones cognitivas-cibernéticas del aprendizaje han convertido a la computadora en metáfora explicativa del cerebro humano. Se considera que la computadora no sólo es capaz de realizar acciones humanas como calcular, tomar ciertas decisiones, enseñar; se afirma también que toda la actividad mediada por ella, presupone necesariamente el. 20.

(31) _. Capítulo I. desarrollo de capacidades cognitivas y metacognitivas: resolución de problemas, algoritmización de tareas, planificación, etc. (Chávez Rodríguez, 2002). Desde hace varios años se ha venido planteando que la informática debe introducirse en la educación como objeto de estudio, como herramienta de trabajo y como medio de enseñanza. Hoy en día la utilización de los medios informáticos se ha convertido en una característica distintiva de la enseñanza en general y más particularmente en la enseñanza de las ciencias (Váldes and Sifredo, 2006). Muchos de los proyectos informáticos desarrollados para potenciar el aprendizaje se inscriben en esta orientación centrada en los conocimientos. Los primeros estuvieron dirigidos a la elaboración de sistemas para conducir el aprendizaje (O'Shea and Self, 1985). Tal es el caso de los mapas conceptuales, los cuales son un aporte que en sus inicios, no estaban relacionados con las redes de cómputo o comunicación, no existían herramientas que apoyaran la digitalización de los mismos, pero con el desarrollo de las redes se ha facilitado la aparición de aplicaciones o herramientas que permiten, con gran facilidad, compartir, crear y editar mapas conceptuales. Es por ello que el uso de los mismos, apoyándose en las redes de información, se ha convertido en un potente recurso educativo (Díaz and Leal, 2004). Cuando los recursos multimedia se combinan a través de la interactividad, se crean posibilidades para el desarrollo de un entorno educativo realmente efectivo que garantiza el paso de la “contemplación viva al pensamiento abstracto…” en el que el estudiante asume un rol protagónico: tiene la oportunidad de seleccionar la parte del material con la que desea interactuar (Labañino Rizzo and González Marchante, 2002). Es de esta forma que los mapas conceptuales constituyen uno de los recursos más completos que puede brindar la enseñanza a distancia, pues ellos concuerdan con un modelo de educación centrado en el alumno y no en el profesor ya que: • Atiende al desarrollo de destrezas y no se conforma sólo con la repetición memorística de la información. • Pretende el desarrollo armónico de todas las áreas del objeto de estudio. 21.

(32) _. Capítulo I. • Le brinda al estudiante una señal de seguridad que va posibilitando su autoestima. • Proporcionan un resumen esquemático de lo aprendido y ordenado de una manera jerárquica: desde los más generales hasta los más específicos. Aunque actualmente existen varias herramientas informáticas para realizar mapas conceptuales tales como Shared Space, MindMapper, ConceptDraw, FreeMind, entre otros, el CmapTools ocupa un lugar reconocido en la creación de estos mapas por brindar la opción de ser un software gratuito con un ambiente cliente-servidor (Cañas, 2006). Usar esta herramienta para la edición de los mapas conceptuales permite obtener mapas cognitivos con una interfaz elegante y fácil de navegar. Emplear las redes de computadoras para ello, ha convertido a los mapas conceptuales en el medio de enseñanza ideal para organizar y captar el conocimiento.. 1.5. Resumen del capítulo. La enseñanza es una tarea compleja que necesita de recursos que ayuden a hacerla más amena y productiva. Comprender el funcionamiento interno de las Redes de Computadoras y poder configurarlas, es uno de los objetivos que se han trazado históricamente los planes de estudio de la carrera Ciencia de la Computación en Cuba. Llevar a cabo esa tarea resulta sumamente difícil, de ahí la necesidad de usar nuevos medios de enseñanza que ayuden a mejorar los niveles de comprensión y asimilación de los contenidos. El desarrollo alcanzado por las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones ha favorecido notablemente la educación a distancia mediante el desarrollo de aplicaciones educativas. Los mapas conceptuales constituyen una herramienta capaz de crear y compartir conceptos a través de un entorno cognitivo. Todo lo anterior justifica la selección de los mapas conceptuales como apoyo para la enseñanza de las Redes de Computadoras. En este capítulo se han abordado los aspectos teóricos y técnicos relacionados con: • Los mapas conceptuales y sus posibilidades para la enseñanza a distancia. • Las redes de computadoras y su enseñanza.. 22.

(33) _. Capítulo I. • La utilización de los mapas conceptuales en la enseñanza de las redes de computadoras. En el próximo capítulo se toman en cuenta estos aspectos para explicar el desarrollo de un nuevo sistema para enseñar redes de computadoras.. 23.

(34) _. Capítulo II. CAPÍTULO II: LOS MAPAS CONCEPTUALES COMO MEDIO PARA LA ENSEÑANZA DE REDES DE COMPUTADORAS. En el análisis realizado al proceso docente de la asignatura Redes de Computadoras de la carrera Ciencia de la Computación, se detecta que algunos de los problemas en la asimilación de los contenidos de la asignatura vienen dados por lo extenso del contenido tratado, lo abstracto de algunos conceptos y el poco tiempo que asigna el plan de estudio (MES, 2007). Teniendo en cuenta la caracterización de la Tecnología Educativa y las deficiencias anteriormente mencionadas, se realiza una aplicación, basada en mapas conceptuales, dirigida a servir de auxiliar del proceso de enseñanza-aprendizaje. El sistema presentado, organiza el sistema de conocimientos de la asignatura Redes de Computadoras. En el presente capítulo se describe su concepción y se ofrecen algunas indicaciones para usarlo.. 2.1 Mapa Conceptual que organiza la asignatura Redes de Computadoras. La aplicación se compone de ocho mapas generales representados en forma jerárquica. El mapa principal, denominado Redes, las divide en tres tipos: de telecomunicaciones, eléctricas y de computadoras, solo este último tiene, como recurso asociado, otro mapa conceptual, Redes de Computadoras, el cual a la vez contiene a los seis restantes mapas: Capas o Niveles, Equipos, Interconexión de Computadoras, Protocolos, Clasificaciones y TCP/IP. Aunque esta es la concepción actual del sistema, es muy posible que a estos últimos mapas se le incorporen más en un futuro, los cuales serán otros recursos y ayudarán a que el conocimiento sea más específico y generalizado a la vez. Los mapas se han creado de forma jerárquica debido a la jerarquía de conceptos que tiene el contenido de la asignatura tratada. Esto significa que el estudio de los conceptos comienza por el más general hasta llegar a conceptos más específicos, de modo que entender estos últimos está en dependencia de haber comprendido con claridad los conceptos que le preceden. 23.

(35) _. Capítulo II. La idea central es que dichos mapas sirvan de un repositorio de información, relacionen conceptos y permitan una navegación fácil para buscar lo que se está investigando o estudiando.. 2.2 Recursos asociados a los Mapas Luego de la creación de un mapa conceptual, es importante ofrecer información que argumente o explique, más detalladamente, los conceptos asociados a los nodos, los cuales pueden ser: • Mapas Conceptuales: CMAP (realizados en CmapTools). • URL: HTML, PHP, XHTML. • Documentos: TXT, DOC, PDF. • Audios: MP3, MIDI, WAV. • Imágenes: JPG, GIF, BMP. • Videos: MPEG, AVI. • Presentaciones: PPT, SWF. • Aplicaciones: Applets de Java, Flash, Software. No existen preferencias entre los tipos de recursos a utilizar, pues lo que se mide en ellos es la calidad de su comprensión. Es decir, si se necesita una explicación detallada, es más conveniente emplear documentos de texto. Si la información requiere de una visualización por su contenido abstracto, se opta por imágenes o videos. Si se desea ejemplificar cierto proceso o algoritmo, es más eficaz realizar animaciones o aplicaciones.. 24.

(36) _. 2.2.1. Capítulo II. Recursos insertados en la Aplicación.. • Páginas Web: Las ventajas de las páginas Web, son su rápido acceso y facilidad de navegación, además, pueden contener diferentes fuentes de recursos educativos, pues generalmente se presentan en formato multimedia e hipertextual, incluyendo buenos gráficos dinámicos, simulaciones, entornos heurísticos de aprendizaje, etc. Permiten individualizar el trabajo de los alumnos, ya que cada uno puede buscar y consultar lo que le interese en función de sus conocimientos previos y sus intereses. • Multimedia: La multimedia da la posibilidad de representar la información, empleando combinaciones de texto, sonido, imágenes, animaciones y videos. Incluyen asociaciones predefinidas (conocidas como hipervínculo), que permiten moverse por la información de un modo más intuitivo e interactivo. La aplicación contiene tres Multimedia que no son propias, pero se usan por ser libres y resultar adecuadas para estudiar los conceptos: Máscaras de subred, Direcciones IP y Ruteo IP. • Videos: Son ideales para la enseñanza debido a la diversidad de formas que pueden tomar, lo que incluye simulaciones de operación, charlas de expertos, etc. • Documentos: Los documentos son unos de los recursos más adecuados para la explicación detallada de un concepto y representan el complemento de la literatura. • Presentaciones: Se recomiendan para algún tipo de simulación simple, algo que se quiera resaltar mediante dibujos, gráficas, etc. •Imágenes: Son una representación visual donde se manifiesta la apariencia de un objeto real. Ellas pueden crearse por diseño, o pueden ser pinturas, fotografías, etc. Son útiles para tener una visión clara y física de lo que se está tratando.. 2.2.2 Mapa: Redes Es el mapa “inicial” del sistema, el entrecomillado se debe a que en la etapa actual la navegación es libre y los usuarios pueden comenzar su estudio por cualquiera de los mapas.. 25.

(37) _. Capítulo II. El mapa (Figura 2.1) representa los diferentes tipos de redes que existen: Redes de Telecomunicaciones, Redes Eléctricas y finalmente las Redes de Computadoras. El mismo sirve de acceso al último mapa mencionado por ser éste, el tema que trata el sistema.. Figura 2.1 Mapa “Redes”. 2.2.3 Mapa: Redes de Computadoras Contiene todo lo referente a la información principal de las redes de computadoras. Desde él, se accede a los restantes mapas: “Clasificaciones”, “Protocolos”, “Capas o Niveles”, “Interconexión de Computadoras”, “Equipos” y “TCP/IP”. El nivel primario del mapa, muestra el concepto “Redes de Computadoras”, dicho concepto se ha representado con una elipse, para distinguirlo de los restantes que se han representado con rectángulos. Esta distinción se debe a que es el nodo inicial del mapa y de él se derivan, jerárquicamente, los demás conceptos.. 26.

(38) _. Capítulo II. El mapa (Figura 2.2) detalla aspectos generales tales como: las formas de clasificar a las redes de computadoras, los recursos (de hardware y software) que utiliza, los elementos que la componen (Groth and Toby, 2005), cómo es su arquitectura, etc. La Figura 2.3 muestra uno de los recursos del mapa.. Figura 2.2 Mapa “Redes de Computadoras”. Figura 2.3 Página “Redes de Computadoras” 27.

(39) _. 2.2.4. Capítulo II. Mapa: Protocolos. Los protocolos de red (Figura 2.4) son un conjunto de reglas o convenciones que se especifican para establecer la comunicación entre dos o más máquinas. Se definen por diferentes elementos que pueden ser sintácticos, semánticos o de temporización; según a la capa de red a la que pertenecen pueden llamarse protocolos de alto o bajo nivel.. Figura 2.4 Mapa “Protocolos de Red”. El mapa, hace mención de algunos de los protocolos más importantes o conocidos por el mundo entero, como son: TELNET, SLIP, DNS, HDLC, UDP, etc. Las funciones principales de los protocolos son: de segmentación y ensamblado, encapsulado, control de conexión, entrega ordenada, control de flujo, control de errores, direccionamiento, multiplexación y servicios de transmisión (Sánchez Aguilar). Cada una de estas funciones se explica detalladamente en una página Web. El nodo principal contiene una página Web con información adicional de este tema (Figura 2.5) y un documento asociado. 28.

(40) _. Capítulo II. Figura 2.5 Página “Protocolos”. 2.2.5. Mapa: Clasificaciones. Las redes se clasifican de acuerdo a diversos criterios (Sánchez Aguilar), lo que a veces se hace algo confuso, el mapa “Clasificaciones” persigue el objetivo de hacerlo de la mejor manera posible y tomando en cuenta los distintos puntos de vistas (Figura 2.6): por tipo de conexión, por alcance, de acuerdo a su topología, entre otros (Groth and Toby, 2005). La topología de la red (Figura 2.7), es la configuración adoptada por las estaciones de trabajo para conectarse entre sí. Las más conocidas son:. 29.

(41) _. . Capítulo II. La jerárquica o de árbol. Tienen un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos y presenta problemas de fiabilidad y de cuellos de botella.. . La de malla. Cada nodo está conectado a todos los restantes. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.. . La de anillo. Las computadoras son conectadas una a continuación de la otra, la señal se transmite en una sola dirección y cada PC recibe la señal de la anterior y la repite.. Figura 2.6 Mapa “Clasificaciones”. 2.2.6. Mapa: Interconexión de Computadoras. La interconexión de computadoras (Figura 2.7) depende de la velocidad de conexión y del tipo de conexión. Esto tiene que ver con los diferentes medios, tanto no guiados como guiados, ejemplo de este último es la fibra óptica que aparece en el año 1970 y posee gran 30.

(42) _. Capítulo II. velocidad de transmisión, el cable coaxial que también es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias y no se afecta habitualmente por interferencias externas. En el mapa se muestran aspectos relacionados con las tecnologías: Ethernet, Frame Relay y Token Ring.. Figura 2.7 Mapa “Interconexión de Computadoras”. Ethernet es la tecnología más popular para redes LAN, existe tanto para medios guiados (IEEE 802.3), como para no guiados (IEEE 802.11) (Tanenbaum, 2003). Por otro lado, la tecnología Frame Relay, es una técnica de comunicación mediante retransmisión de tramas para redes de circuito virtual. Consiste en una forma simplificada de tecnología de conmutación de paquetes, que transmite una variedad de tamaños de tramas o marcos para datos, esta tecnología es ideal para la transmisión de grandes cantidades de datos. La tecnología Token Ring por su parte, tiene una topología de anillo lógica y una topología física en estrella. Son redes de tipo deterministas, al contrario de las redes Ethernet y el acceso al medio está controlado.. 31.

(43) _. 2.2.7. Capítulo II. Mapa: Equipos. Los equipos utilizados en las redes (Figura 2.8) pueden ser de conmutación como los routers, los switchs; de transmisión como los cables de cobre, coaxial, par trenzado; o terminales como la impresora, fax, computadora, entre otros. El mapa muestra diferentes recursos asociados a los conceptos.. Figura 2.8 Mapa “Equipos”. Los routers o enrutadores, son dispositivos inteligentes que trabajan a nivel de red en el modelo OSI; tienen al menos dos direcciones IP y además de su función de enrutar, también se utilizan para manipular los datos que circulan en forma de datagramas. El concepto routers tiene una página asociada que amplía importantes aspectos de este dispositivo (CEDISAC, 1998).. 2.2.8. Mapa: Capas o Niveles. Las capas o niveles (Figura 2.9) es el nombre que se les da a la estructura interna de las diferentes arquitecturas de red como OSI, TCP/IP (Figura 2.10), ATM, entre otras. 32.

(44) _. Capítulo II. Cada modelo se divide por capas, por ejemplo OSI tiene siete capas bien definidas, mientras TCP/IP cuenta solo con cuatro. En el mapa se pueden apreciar diversos recursos que ayudan a comprender las arquitecturas de redes tratadas.. Figura 2.9 Mapa “Capas o Niveles”. 2.2.9. Mapa: TCP/IP. El modelo TCP/IP (Figura 2.10) tiene un diseño basado en los encaminamientos (Figura 2.11) y en la independencia al medio de transmisión de datos. Actualmente se utilizan las versiones protocolo IP versión 4 y protocolo IP versión 6. Este modelo tiene cuatro capas llamadas en orden ascendente: Vínculo o acceso a red, Red o Internet, Transporte y Aplicación. Sus cuatro capas tienen funciones bien definidas y justificadas.. Esta. arquitectura es más utilizada que la OSI.. 33.