Aprendizaje basado en problemas y nuevas prácticas de laboratorio en asignaturas de Electrónica para ingenierías
Abstract
Memoria ID2022-039. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2022-2023.
Full text
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE
ZAMORA
Memo ia inal del P oyec o de Inno ación Docen e
ID2022/039
Ap endizaje basado en p oblemas y nue as p ác icas de
labo a o io en asigna u as de Elec ónica pa a
ingenie ías
Pa icipan es: Bea iz Ga cía Vasallo (coo dinado a)
Elena Pascual Co al
Gaudencio Paz Ma ínez
Se gio Ga cía Sánchez
Á ea de Elec ónica
Depa amen o de Física Aplicada
2
Da osdelP oyec odeInno aciónDocen e
TÍTULO: Ap endizajebasadoenp oblemasynue asp ác icasdelabo a o ioen
asigna u asdeElec ónicapa aingenie ías.
REFERENCIA:ID2022/039
PDICOORDINADOR:
BEATRIZGARCÍAVASALLO
MIEMBROSDELEQUIPO:
BEATRIZGARCÍAVASALLO(B.G.Vasallo)
ELENAPASCUALCORRAL(E.Pascual)
GAUDENCIOPAZMARTÍNEZ(G.Paz)
SERGIOGARCÍASÁNCHEZ(S.Ga cía‐Sánchez)
CENTROENELQUESEHALLEVADOACABOELPROYECTO:
ESCUELAPOLITÉCNICASUPERIORDEZAMORA
UNIVERSIDADDESALAMANCA
DURACIÓN:
CURSOACADÉMICO2022/23
FINANCIACIÓN:0€
3
Índice
In oducción4
Mo i aciónycon ex odocen e4
Obje i os7
Ac uaciones ealizadasy esul ados8
ABPenA qui ec u adeCompu ado esI8
Expe ienciap ác icabasadaenDAQ13
Conclusiones17
4
In oducción
Mo i aciónycon ex odocen e
Lap incipalmo i aciónconlaqueabo damoslainno acióndocen eeslamejo a
con inuaenladocenciadelasasigna u asdelÁ eadeElec ónicaenelámbi odelas
ingenie íasimpa idasenlaEscuelaPoli écnicaSupe io deZamo a(EPSZ).Enpa icula ,
nosin e esamejo a lamo i acióndeloses udian esdelasdi e sasma e iasy i ulaciones
yo ece lossis emasmásac ualizadosposibles.Así,enp oyec osan e io es,hemos
a adomúl iples emas,desdeelap endizajebasadoenp oyec os,elusoygene aciónde
con enidosTICdeelabo aciónp opia,lacomunicacióna a ésde edessociales,e c.
Además,habíamosde ec adoqueelesquemadelasasigna u ases ecu en epo quees á
basadoenc i e iosde epa odocen e,pe opod íase mejo adodemane apaula ina
incluyendome odologíasynue asp ác icasdelabo a o io.Téngaseencuen aquenues as
asigna u as ienen esg andesejessob elosqueabo damosladocencia:lasclasesde
eo ía,lossemina iosdep oblemasylasp ác icasdelabo a o io.Laconexiónen ees as
ac i idadesdependedelame odologíaempleadayes undamen alpa aunacomp ensión
comple adelaasigna u a.Tambiénhemos enidoencuen aque,cuandolasasigna u as
es ánsi uadasenlosp ime oscu sosdelosplanesdees udios,sedebeinc emen a la
mo i acióny acili a laadquisicióndecompe enciascomolae aluacióndelasdi e en es
solucionesci cui alesylaau onomíaenellabo a o io.
Enes ep esen ep oyec o,hemosp opues omejo a elen oquegene aldenues a
docenciain oduciendoenelmayo g adoposiblelas écnicasdeAp endizajeBasadoen
P oblemas(APB)
1,2,3
yac ualiza lasp ác icasdelabo a o ioconlain oducciónenellasde
Sis emasdeAdquisicióndeDa os(Da aAcquisi ionSys ems,DAQ)
4
.Elcon ex oenelque
nosmo emossesi úa,comohemosmencionado,enlaEPSZ.Enpa icula , amosaabo da
lamejo adedosasigna u as:“A qui ec u adeCompu ado esI”(1e cu so,2ºcua imes e,
G adoenIngenie íaIn o má icaenSis emasdeIn o maciónoGIISI)y“Fundamen osde
1Mo alesBueno,P.yLandaFi zge ald,V.,“Ap endizajebasadoenp oblemas.P oblem‐basedlea ning”,
Theo ia,Vol.13:145‐157,2004.
2Pa aCas illón,J.E.,Ama ilesCamacho,M.J.,yCas oCas o,C.A.,“Ap endizajebasadoenp oblemas
enelcaminoalainno acióneningenie ía”,Ingenie íasUSBMed,Vol.7:97‐103,2016
3Rod íguezGonzález,C.A.,andFe nándezBa ane o,J.M.,“A e iewo P oblem‐BasedLea ningapplied
oEnginee ing”,In e na ionalJou nalonAd ancesinEduca ionResea ch,Vol.3:14‐31,2016.
4h ps://www.ni.com/es‐es/shop/da a‐acquisi ion.h ml
5
Elec ónica”(2ºcu so,1e cua imes e,G adoenIngenie íaMecánicaoGIMECyDoble
G adoenIngenie íadeMa e ialeseIngenie íaMecánicaoGIMAT‐GIMEC).
“A qui ec u adeCompu ado esI”
5
esunaasigna u abásicade6ECTSque o ma
pa edelama e ia“Compu ado es”yqueesp e iaa“A qui ec u adeCompu ado esII”,
queseimpa eenel2ºcu so.En elosobje i osquesecon emplanenes aasigna u a,
encon amos:(i)conoce losdi e en essis emasdecodi icaciónpa a ep esen a la
in o maciónenci cui osdigi alesymanejodelosp incipiosdelálgeb adeBoole,(ii)
implemen a enellabo a o iodedi e en esci cui osdigi ales,(iii)analiza ydiseña
ci cui oscombinacionalesysecuenciales,dondeseincluyeelconocimien odelosp incipios
delosci cui osa i mé icosdigi ales,(i )conoce losdis in os iposdememo iasu ilizados
enaplicacionesin o má icas,y( )diseñoyu ilizacióndeci cui oscon e so esdeseñales
analógicasadigi ales(A/D)y ice e sa(D/A).Esimpo an eque,al é minodees a
asigna u a,loses udian esseancapacesde elaciona losdis in osci cui osdigi ales
es udiadosconsupapelenlao ganizaciónya qui ec u adeuncompu ado .Enelp esen e
p oyec ose a a ádeplan ea losobje i osdelaasigna u aen o madep oblemasque
debanse solucionadosydiscu idospo loses udian escomopa edelao ganizaciónde
unsis emacompu ado .Lasolucióndelosp oblemasnoesúnica,pueshaydi e en e o ma
an odeen oca loscomodeop imiza los,po loquela ealimen acióneng uposde
es udian eses undamen alpa asucomp ensión,ydeahíque écnicascomoAPBsean an
alo adas.Enes aasigna u a,suelehabe ap oximadamen e60es udian esma iculados.
Ladi isióneng uposdesemina ioses ápe mi idaapa i de50alumnos,pe odebidoala
habi ual al adeasis encia,pa icula men eapa i delami addelcu so(cuandola
e aluacióncon inuadeo asasigna u asempiezaap esiona )no malmen ese ealizanlos
semina ioseng upoúnico.Dehecho,la al adeasis enciaesunodelosp oblemasmás
g a esenlasasigna u asdeElec ónicaen1ºcu sodeGIISI.Po o apa e,ladi isión
habi ualdeg uposdep ác icasse ealizainicialmen edi idiendola o alidaden2g upos
de30alumnos.Es os30alumnosasis enacadasesióndep ác icasdelabo a o ioasis idos
po 2p o eso esyeng upos educidosdeunmáximode3alumnos.La empo izaciónde
lasp ác icasdelabo a o iohadese p e is aconsu icien ean elaciónalcomienzodel
cu soylacoo dinaciónen elosp o eso eses undamen al.Enelp esen ecu soacadémico
sehadejadoa áselmodelode3p ác icasp esencialesasis idaspo simulado esquehan
o madopa edelosúl imosaños aslas es iccionesp esencialesdebidasalCo id.Así,
hemos ecupe adoelmodeloan e io de6p ác icasp esencialesenlasquelap esenciadel
5h ps://guias.usal.es/node/167385
6
simulado queda educidaenbene iciodelaimplemen acióndi ec adelci cui o,
ap o echandoalmáximolascapacidadesdelLabo a o iodeElec ónicaenlaEPSZ.
“Fundamen osdeElec ónica”
6
esunaasigna u aobliga o iade6ECTSquese
impa eenel2ºcu sodelG adoenIngenie íaMecánica.Laasigna u aes áencuad ada
den odelbloquecomúndelaRamaIndus ial.Losobje i osdees aasigna u aaba canla
Elec ónicaAnalógicaylaDigi al.En elosp ime os,encon amos:(i)conoce las
p opiedadesdelosma e ialessemiconduc o es,(ii)u iliza disposi i oselec ónicosbásicos
(diodos, ansis o es,disposi i osop oelec ónicosydisposi i osdepo encia)y(iii)conoce
el uncionamien odelampli icado ope acionalysusaplicaciones.Aes apa edela
asigna u aleco esponden4p ác icasdelabo a o io.En elossegundos,encon amos:(i )
implemen a enellabo a o iodi e en esci cui osdigi ales,( )analiza ydiseña ci cui os
combinacionalesysecuencialesy( i)adqui i expe ienciade abajodelabo a o io
(u ilizacióndeosciloscopios, uen esdealimen ación,gene ado esdeseñal,componen es
ysis emasdemon aje).Aes apa e,leco esponden3p ác icasdelabo a o io.Como
obse amos,lasegundapa edees aasigna u aes á elacionadacon“A qui ec u ade
Compu ado esI”,quehemosdesc i oan e io men e.Elnúme odees udian es
ma iculadosenes aasigna u aes,ap oximadamen e,30,esdeci ,lami adde
“A qui ec u adeCompu ado esI”,loqueae ec osp ác icosse aduceenunamejo
comunicaciónconloses udian esnosoloenlasp ác icasdelabo a o io(dondees ácil
es ablece dichacomunicaciónpo ladi isióneng upos)sino ambiénenlasclasesde eo ía
yenlossemina iosdeeje cicios.
Cabeseñala quelosconocimien osp e iosque ienenlosalumnosace cadela
Elec ónicasonmuybásicosenambasasigna u as.Enelcasode“A qui ec u ade
Compu ado esI”,loses udian eshancu sadolaasigna u a“Física”enel1e cua imes e,
queconcluyeconlaexplicacióndel uncionamien odepue aslógicasbásicasyes á
elacionadaconlap ime apa ede“Fundamen osdeElec ónica”.Debidoasussimili udes,
hemosplan eadoenelp esen ep oyec oinno acionesquea ec ansob e odoa
“A qui ec u adeCompu ado esI”,pe oqueson ácilmen eadap ablesa“Fundamen osde
Elec ónica”.
6h ps://guias.usal.es/node/167794
7
Obje i os
Elobje i op incipaldees ep oyec ohasidolaaplicacióndelame odologíaABPyla
in oduccióndenue asp ác icasdelabo a o iobasadasensis emasDAQenasigna u as
impa idaspo elÁ eadeElec ónicadelDepa amen odeFísicaAplicadadelaUni e sidad
deSalamanca.Enpa icula ,nos e e imosalassiguien esasigna u as:
A qui ec u adeCompu ado esI(1e cu so,2ºcua imes e,GIISI)
Lano edadmássigni ica i adenues ap opues aconsis eenlaaplicacióndela
me odologíadeABPenes aasigna u a.Pa aello,sehandiseñadop oblemas
es uc u ado es elacionadosconlaElec ónicaDigi alqueengloban a iascompe encias
queloses udian esdebenadqui i .Tambiénsehain e idoelesquema empo alseguido
has aaho aencuan oa eo ía,semina iosyp ác icas.Asimismo,algunassoluciones
ci cui alesbasadasenunDAQ, ecu sodeg anin e éspo supo abilidady e sa ilidad,
hansidoanalizadasysehaelegidounaexpe ienciamagis alconc e apa acomp oba su
iabilidad.
Fundamen osdeElec ónica(2ºcu so,1e cua imes e,GIMECyDobleG adoGIMAT‐
GIMEC)
Hemoscomp obadoquees ac ibley ecomendable abaja consis emasbasadosenDAQ,
yaquepuedese adap adocomogene ado de uncionesyosciloscopiopo ablespa a
aplicaciones ue adelabo a o io.Po su e sa ilidad,es e ecu soesgene alizableao as
asigna u asdeElec ónicadeo oscu sosyg ados.Pues oquelas echasde esoluciónde
losp oyec osdeinno acióndocen esuelensi ua seenelmesdeno iemb eyes a
asigna u aseimpa eenelp ime semes e,lanue aexpe ienciap ác icahasidodiseñada
yensayadaen“A qui ec u adeCompu ado esI”enelcu so22/23,aunque,comoseha
mencionado,laadap abilidaddelsis emapa alasp ác icasdeElec ónicaAnalógicade
“Fundamen osdeElec ónica”enelcu so23/24hasido e i icada.
Pa a isibiliza es asp ác icasdocen es,enunp ime momen oseincluyócomo
obje i olap esen acióndelos esul adosenelVIICong esoIn e nacionalVi ualen
In es igacióneInno aciónEduca i a(CIVINEDU)
7
ensep iemb ede2023.La echalími e
pa aelen íodeabs ac sesel7desep iemb ede2023.Ac ualmen e,es amos abajando
enlaelabo acióndel esumenquepod íase p esen adoenes acon e enciaencasode
7h ps://www.ci inedu.o g/
8
encon a inanciación(enelp esen ep oyec ono ueconcedidaningunaayuda
económica).
Debidoala al ade inanciacióndelp esen ep oyec o,nues oslog osp incipales
es ánsi uadosenelescena iodelABPadap adoa“A qui ec u adeCompu ado esI”,
mien asquelasp ác icasdelabo a o iobasadasenDAQhansido es ingidasa
demos aciones ealizadasenelaulaalasque u ie onacceso an oala o made
p og amacióncomoalaimplemen aciónci cui allosalumnosasis en es.Lainno ación ue
implemen adadees a o mapo lap e isióndeasis enciadees udian esypo queelaula
euníalascondicionesadecuadaspa alademos ación.
Ac uaciones ealizadasy esul ados
ABPenA qui ec u adeCompu ado esI
Diseñodelame odologíaABP
Comohemosmencionado,lano edadme odológicamássigni ica i adees e
p oyec ohasidoeldesa ollodelABPen“A qui ec u adeCompu ado esI”.Elp ime paso
uelain e siónenlaes uc u adelaasigna u a,quesehabasadoeneldiseñode
p oblemases uc u ado esquehansidoexpues osalp incipiodelos emasenlosquese
es udiaelanálisisyeldiseñodeci cui oscombinacionalesyci cui ossecuenciales.Pa a
es o,se ealizóuna e isiónexhaus i adeloscon enidosjun oconunaac ualizacióndelas
di e en esp ác icasdelabo a o ioyseelabo óuncalenda iodeac i idades(sesionesde
eo ía,semina iosyp ác icasdelabo a o io)pa a acili a lacoo dinaciónen elos
p o eso esquein e ienenenladocenciadees aasigna u a.Cabeseñala quees e
calenda ionoes áce adoyexis ecie a lexibilidadpa ape mi i cambios(po ejemplo,si
algunodelosp o eso esdebeasis i aalgunacon e encia,e c).B.G.Vasalloes esponsable
dela eo íaydeung upodeLabo a o io,mien asqueE.PascualyS.Ga cía‐Sánchezson
esponsablesdeo og upodeLabo a o io.G.Pazin e inoenlap og amaciónpo que,
aunqueno o mapa edelp o eso adodelaasigna u a, ealizóeldiseñodelap ác ica
basadaenDAQquesedesc ibeenlasiguien esección.S.Ga cía‐Sánchez ueincluidoenel
p oyec odesdequeseinco po óalÁ eadeElec ónicaensep iemb ede2022.Cabeseñala
que,po azonesdeequilib iodocen ealola godelcu so,o op o eso ue esponsable
delossemina iosdep oblemasydep ác icasdeLabo a o io,pe osuinclusiónenel
9
p esen ep oyec ono ueposibleyaquees adocencia ueasignadaconpos e io idadala
echaenlaquesepodíanhace cambios(haciaene ode2023).
Elplan eamien odelosenunciadosdelosp oblemases uc u ado eses u o
disponiblepa ase p esen adoencada ema,aliniciodel2ºcua imes e( inalesdeene o
de2023).Dees a o ma,despuésdeunain oducciónalaElec ónicaDigi al,es os
p oblemasjus i ica ondos emasdelaasigna u a.Enloseje ciciosdeElec ónicaDigi alno
exis eunasoluciónúnicay,además,és apuedealcanza di e en esg adosdeop imización.
Cadaes udian edebe abaja de o maindi idualenes asolución,aunquedebe ambién
apoya seenel abajoeng upo( an oensemina ioscomoenellabo a o io).Debidoala
di icul adqueplan ealae aluacióndelasdi e en essolucionesysup ocesodeob ención,
dichae aluaciónseincluyó ambiéncomo a ea.Tan oenlassesionesde eo íay
semina iosenelaulacomoenlasp ác icasdelabo a o io,se omen óeldiálogoconlos
es udian espa ae alua demane aadecuadaelp ocesodesolucióndeloseje cicios
p opues osylosdiseñosci cui ales.
Implemen aciónenlaasigna u a
Enlos emascen alesdelaasigna u asehanincluidop oblemases uc u ado esque
acili anlaadquisicióndelascompe encias elacionadaspo pa edelosalumnos.Es os
emassonlos elacionadosconci cui oscombinacionalesysecuencialessínc onos,que
cons i uyenelnúcleocen aldelaasigna u a.Enconc e o,losp oblemasenlosquesebasa
es apa edelaasigna u a ue onp esen adoscomosigue.
Elp oblemap incipaldelaasigna u aeslacomp ensión,po pa esyde o ma
azonada,deunsis emacompu ado .Enlaa qui ec u ahabi ualde onNeumann,exis en
3elemen os undamen alesquecons i uyenelsis ema:elsis emadeCPU(UnidadCen al
deP ocesamien o),elsis emadememo iayelsis emadeen ada/salida, odosellosunidos
median ebusesdecomunicacióndeda oseins ucciones.Pa aqueelsis emadeCPU,que
eselqueocupalapa ecen aldeldiseño, uncioneadecuadamen e,debees a cen ado
enci cui osa i mé icosque ealicenenelmeno iempoposiblelascuen asque end án
luga enlaUnidadA i mé icoLógica(ALU),pe o ambiénhandeexis i ci cui osque,
ealizandoope acionessecuencialescomoel egis odeda os,de o maquesuac i idad
dependedel alo delasen adas,pe o ambiéndeles adoan e io .Enpa icula ,los
ci cui ossecuencialessínc onos ealizanes a unciónsiguiendoel i mo empo alma cado
po pulsosde eloj.Tambiénlapa edememo iaes áincluidaenlaasigna u a,yhab áque
di e encia qué iposdememo iasebasanensis emascombinacionalesyqué iposse
basanenelemen osdememo iaes udiadosenlosci cui ossecuenciales.
16
Fig.5.Ci cui oimplemen adopa alaexpe ienciap ác icabasadaenDAQ.
Fig.6.Vis agene aldelaulauna ezacabadalaexpe ienciap ác icabasadaenDAQ.
Resul adosye aluacióndelap opues a
Elpun o ue edelaexpe iencialle adaacaboes,comoen odaslasdemos aciones
p ác icas,queloses udian espuedencomp oba po símismoslasexplicaciones eó icas,
demane aquees áspuedense más ácilmen ecomp endidasyasimiladas.Dehecho,una
delas en ajasdeexplica la eo íaconunademos aciónqueseiniciaalp incipiodela
claseyseconcluyeal inalo ece,además,la en ajadelaamenidadenlasexplicacionesy
lacu iosidadquepuedede i a enuninc emen odelamo i ación.
Elp incipalpun odébilde ec ado,basadop incipalmen eenla al ade ecu sos
p opiosquepuedanse u ilizadosde o macon inuadaenlaEPSZ,eslaimposibilidadde
queloses udian es enganel iemposu icien ecomopa a amilia iza secones ossis emas.
Lain oduccióndep ác icasdelabo a o ioeng uposmedianosopequeñoses ásuje aala
ob encióndeuna inanciaciónadecuada.Encualquie caso,una ezcomp obadalabuena
acogidaque u olaexpe iencia,sep e endesoslaya es eincon enien eincluyendoes e
17
sis emauo ossimila esquepe mi anunamejo conexiónen elasexplicaciones eó icas
yla ealidad.
Concusiones
Losobje i osp incipalesdees ep oyec ohansidolaaplicacióndelame odología
ABPylain oduccióndenue asp ác icasdelabo a o iobasadasensis emasDAQenla
asigna u a“A qui ec u adeCompu ado esI”(1e cu so,2ºcua imes e,GIISI).Los
esul adosdelaúl imapa e ambiénsonaplicablesalaasigna u a“Fundamen osde
Elec ónica”(2ºcu so,1e cua imes e,GIMECyDobleG adoGIMAT‐GIMEC).Debidoala
al ade iempoyde inanciación,losobje i ossolohansidoadqui idospa cialmen e,no
obs an e,exis enconclusionesmuysigni ica i asquepe mi enlamejo a u u adenues a
p ác icadocen e.
Elp incipalin e és an odela endenciaame odologíascomoAPBaplicadasa
asigna u asdeingenie íascomolaac ualizacióndelasp ác icasdelabo a o ioeslabuena
acogidaen eloses udian esen é minosdemo i acióny, ambién,decomp ensiónde
concep oscomplejos.Enpa icula ,unodelosp incipalesp oblemasqueencon amosen
lasasigna u asbásicasdeGIISIes al adeasis enciaalasac i idades,p oblemaquese
ag a aamedidadea anzaelcu so.Po eso,mejo a lamo i aciónpo lama e iay
ameniza lasexplicaciones eó icasesnues op opósi ocu so ascu so.Hemos
comp obadocones ep oyec odeinno acióndocen equelaconsecucióndees eobje i o
esposiblemedian elas écnicasempleadas.Comoyahemosseñalado,aunquehemos
in en ado ende auname odologíaplenamen eABP,es asólohapodidolle a seacabo
de o mapa cialyesnues oobje i o u u olaaplicación o aldees a écnica.
Po o olado,la eno acióndelasp ác icasdelabo a o ioconsis emasno edosos
esnecesa iapa aquelos u u osingenie os abajenconlossis emasmásac uales.Enes e
caso,elpun odébilesla al ade ecu soseconómicosquepe mi an ealiza lodeuna o ma
ope a i a.Dadalaimpo anciadesoslaya es epun o,in en a emossolici a u u os
p oyec osdeinno acióndocen epa asegui mejo andocomop o eso esdeElec ónicaen
ingenie ías.