Integración de la simulación informática no presencial y la enseñanza tradicional. Un método de evaluación continua
Abstract
La Universidad de Berkeley desarrolló el programa PSPICE para simulación de circuitos electrónicos. De hecho, el acrónimo PSPICE hace referencia a ‘Programa de Simulación centrado en la Integración de Circuitos’. El sujeto principal de este artículo es presentar el esfuerzo de un grupo de profesores universitarios en innovación docente: el desarrollo de un material educativo semipresencial que aúna PSPICE y la enseñanza de la electrónica de Potencia. Se ha aplicado este material a una evaluación continua del alumnado.
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24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 1/6 INTEGRACIÓNDELASIMULACIÓNINFORMÁTICANOPRESENCIALYLA ENSEÑANZATRADICIONAL. UNMÉTODODEEVALUACIÓNCONTINUA INTEGRATIONOFTHECOMPUTERSIMULATIONANDTHETRADITIONAL TEACHING. ACONTINUOUSCLASSROOMASSESSMENT FélixBiscarriTriviño [email protected] CarlosLeóndeMora [email protected] FranciscoJavierMolinaCantero [email protected] AlbertoMolinaCantero [email protected] UniversidaddeSevilla.Dpto.deTecnologíaElectrónica. Resumen. LaUniversidaddeBerkeleydesarrollóelprogramaPSPICEparasimulacióndecircuitoselectrónicos. Dehecho,elacrónimoPSPICEhacereferenciaa‘ProgramadeSimulacióncentradoenlaIntegración deCircuitos’.Elsujetoprincipaldeesteartículoespresentarelesfuerzodeungrupodeprofesores universitarioseninnovacióndocente:eldesarrollodeunmaterialeducativosemipresencialqueaúna PSPICEylaenseñanzadelaelectrónicadePotencia.Sehaaplicadoestematerialaunaevaluación continuadelalumnado. PalabrasClave:Estilosdeaprendizaje,Educación,métododeevaluación,PSPICE Abstract. U.C. Berkeley developed the SPICE program to simulate integrated circuits. In fact, the acronym SPICEstandsfor SimulationProgram withIntegratedCircuitEmphasis.Theaimof this paper isto presentateameffortineducationinnovation:thedevelopmentofaneducationmaterialtojointhe SPICEprogramtosimulateintegratedcircuitsteachingandPowerElectronicsteaching.Acontinuous classroomassessmenthasbeendeveloped. Keywords:Stylesoflearning,education,evaluationmethodology,PSPICE 1.Introducción. El uso de las nuevas tecnologías en la docencia se asocia, con frecuencia de modo exclusivo, a internetyalaenseñanza‘online’.Sinembargo,susaplicacionessonmuyvariadas.Enprimerlugar, todo método pedagógico puede y debe modificarse, de forma más o menos importante, para adaptarloalosconocimientosyposibilidadesquebrindanlasnuevastecnologías.Ensegundolugar, debehacerselopropioconlossistemasdeevaluacióndelosaprendizajesadquiridos,comomedio parafavorecerunaenseñanzadecalidad.Esteartículopresentaunacontribuciónenestesentido. Así, de acuerdo con Marqués, P. (2003), el profesor debe disponer, actualizar y enriquecer constantemente su web de servicios docentes. Pero, además, si es posible, propugnamos por un mayorusodelaherramientainformática,nosóloparaestablecerredesdecomunicación,sinopara aprovechar las posibilidades del software específico en la docencia, en el aprendizaje y en la evaluación. 2.Sujetosybases. Se planteaunnuevo método de evaluación continua de la asignaturaElectrónicade Potencia, 3er Curso de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad en Electrónica Industrial, Escuela Universitaria Politécnica,UniversidaddeSevilla.Dichométodoconsiste,enparte,enlaresoluciónanalítica,por parte del alumnado, de una colección de problemas propuestos que cubren el temario de la asignatura, su redacción y presentación al profesor. Se les pide, además, una simulación por ordenador del comportamiento del circuito propuesto. Para ello debe usar la herramienta PSPICE, cuyaversióndeevaluaciónesgratuitaysinlimitacióndefuncionesparaeltipodecircuitosquenos ocupa.Así,elalumnodebepresentarunaresoluciónanalíticadelasintensidadesytensionesenlos componenteselectrónicosyunadiscusióndeesteresultadoconlosmismoscálculossimuladoscon PSPICE.Laresolucióncorrectadetoda laseriede problemaspermiteaprobarlaasignatura.Para elevar la nota, los alumnos deben, además, implementar uno de los circuitos estudiados en un
24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 2/6 circuitoimpresoymedir experimentalmentesucomportamiento,comparandoestos resultadoscon losanteriores. 3.Justificacióndelproyectoeducativo. Enprimerlugar,nosehabíaaplicadoconanterioridad,almenosenelámbitoqueconocemos,un método de evaluación ‘personalizado’comoel quese expone en esteartículo.La experiencia nos dictaquehasidodeextremautilidadparaeldesarrollocurricularde losestudiantesdeingeniería electrónica. Noexistíaenlaenseñanzadesarrolladapornuestrodepartamentounaasignaturaquecontemplara, integrados, la accesibilidad, potencia y nulo precio de la simulación electrónica con el aprendizaje teórico de la electrónica. Sí en cuanto a prácticas regladas, pero no integradas en un método de evaluación/aprendizaje. Se ha comprobado, por los resultados académicos, cómo el aprendizaje se amplía y enriquece, respecto al método tradicional. El alumno puede comprobar por sí mismo la coherencia de los resultadosobtenidos,puedeverlasrepresentacionesgráficasdelasseñaleseléctricas(intensidades y tensiones), puede calcular potencias y otras variables de interés y realizar aproximaciones de cálculos complejos, como la disipación de calor en componentes electrónicos. Al final del proceso comprueba,porsímismo,conlaayudade laherramientasoftware,sisuscálculossoncorrectos. Aprecia la diferencia entre la teoría, la simulación y los circuitos reales y la bondad o no de los modelos empleados. La enseñanza teórica y práctica de estos temas abre la puerta a nuevas posibilidadesdeaprendizaje(yevaluación)enlaelectrónica. Otra delas ventajas delmétodo deevaluaciónexpuesto es queesaplicable, apesardelelevado ratio alumnospor profesor actualmente imperante, gracias a laayuda que la simulaciónpresta al alumno. En cuanto al número de integrantes del grupo docente, autores como Medina, A. (1988) consideranqueelnúmerodemiembrosdebeoscilarentre5y7.Sinembargo,otrosautores(entre los que nos encontramos) entienden que un número entre 15 y 20 personas puede asegurar la calidad de la interacción. Respecto a la enseñanza/evaluación tradicional el tiempo empleado por alumnocrece(comoentodoprocesoindividualizado)peroesasumible,alserunaprendizajeguiado. 4.Objetivos Elprincipalobjetivohasidolaelaboracióndeunsistemadeenseñanza/evaluacióncompletoqueusa la simulación por ordenador de circuitos electrónicos para que el alumno compruebe, a priori, los resultadospropuestosalprofesor. Respectoalaconstruccióndelsistemaevaluador,sehanconsideradoparticularmenteinteresantes lospuntosa),b)ye)quesedetallan,deltrabajodeDochy,F.;Segers,M.yDierick,S.(2002),que plantean5métodoscombinadosdeevaluación: a) Evaluación por porfolio: cada alumno posee una carpeta donde va introduciendo aquellos trabajosmásrepresentativosdesuprogreso. b)Pruebageneral:basadaenlaresolucióndeproblemas,anivelindividualygrupal. c)Autoevaluación. d)EvaluacióndeIguales:entrealumnosdelmismonivel. e)Coevaluación:entreeldocenteylosestudiantes. Asísehadiseñadounsistemaquepretendemotivaralalumnoaprofundizarenelestudioteóricode loscircuitos,aresolverlasdificultadesqueencuentrayapresentaruntrabajoconlatranquilidadde saber que la resolución es correcta, por la redundancia del método de resolución de problemas (Pruebageneral).Unaentrevistapersonalcomplementalaevaluación,paracomprobarsieltrabajo hasidorealizadoporelalumnoquelopresentaylaprofundidaddeconocimientoquetiene,sicubre losconocimientosexigidos(Coevaluación).Elmerohechodesaberquedebenpasarestaprueba evitaqueciertosalumnosseaprovechendeltrabajodeotros.Nosehaimpedido,sinofomentado,la colaboración entre alumnos, pero implicando a todos en el proceso de aprendizaje. Una serie de preguntasbásicassobreeldesarrollodelprocesobastaparaestefin. 5.Contenidosdesarrollados Este proceso evaluador pretende especificar claramente lo que el estudiante debe aprender. La disposición de material recoge los conceptos de usabilidad, organización de la información y legibilidaddesarrolladosporNielsen(2002),aplicadosporélconcretamentealaenseñanzaatravés deweb,perosiendoperfectamenteaplicablesestalaenseñanzasemipresencial. Loscontenidosdesarrolladossedetallanacontinuación: 1)Estudiodel simuladorPSPICEpara diseñoy simulación decircuitoselectrónicosporordenador. Conjuntodeinstrucciones.Lenguajedeprogramación.Ejerciciosprácticos. Laconsultade textosespecializadosesde interés.Puede consultarse,por ejemplo, Figueres, E. y otros(1999).
24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 3/6 2)Presentacióndeloscircuitoselectrónicosrealesmáscomunes.Estudioteóricoenclase.Ejemplos prácticos.Circuitosconinterruptores.Conversióndeenergía.Ejerciciosprácticos. 3) Estudio de los sistemas reales por simulación. Ventajas e inconvenientes. Posibilidades. Redundanciadeinformaciónycontroldecalidad. 4)Lapresentaciónalalumnodeunaseriedeproblemas,dedificultadgradual,queresolveránpor simulaciónyanalíticamenteycuyasuperaciónlespermitirásuperarlaasignatura. 6.Metodologíayactividades. Se ha formado un grupo de trabajo compuesto por los profesores firmantes y los alumnos de la asignatura troncal “Electrónica de Potencia”, de la titulación de Ingeniero Técnico Industrial, EspecialidadElectrónicaIndustrial,impartidaenlaEscuelaUniversitariaPolitécnicadelaUniversidad deSevilla. Respecto al docente, Gisbert y otros (2001), exponen que debe: saber (conocimientos que debe poseer),saberhacer(diseñoeimplementacióndeloscursos)ysaberser(habilidadesydestrezas comunicativasysociales).Sehatratadodecuidareldiseñoylaimplementacióndelcursoyelaborar un material claro para el aprendizaje/evaluación. En la formación a distancia, en entorno semipresencialenestecaso,nodebemenospreciarseelentornoatravésdelcualsedesarrollanlos contenidosdidácticos,debidoalainfluenciaqueestosescenariospuedenejercersobrelosprocesos cognitivos(DelMoral,2005). Planteadodesdeunpuntodevistaeminentementeprácticoparaelalumnado,sehanelaboradocinco boletinesdeejerciciosoproblemasprácticos,quelosalumnoshanresueltoindividualmente.Unavez presentadoscadaunodelosboletinespedidos,conlatemporalidadprevista(repartidosenelcurso), se han corregido y discutido los resultados de cada problema en clase. Los alumnos que no han seguidoelprogramadeevaluaciónoptativohanpodidoasíbeneficiarse,almenos,deunaseriede ejerciciosdeinterés.Noesunmétododeevaluaciónquesustituyealclásico(exámenes),sinoquelo complementa. Si no se supera la evaluación expuesta, siempre se tiene la opción de realizar el examen ordinario de la asignatura. El amplio trabajo desarrollado durante el curso nunca es en balde. Una vez superados todos los problemas de los 5 boletines, se ha realizado una prueba oral para comprobarlaprofundidadycomprensióndelaprendizaje,conresultadosmuysatisfactorios,comose observaenelepígrafesiguiente,correspondientealosresultadosdelaevaluación. 7.Resultadosacadémicos. Seharealizadolaevaluacióncontinuaduranteloscursosacadémicos200405y200506.Veamosla evolucióndelprocesoevaluadorycomentemosloresultados. 7.1.Curso200405. Los resultados de la convocatoria ordinaria, primer cuatrimestre, curso 200405, se muestran a continuación. Incluyen a todos los alumnos del grupo, evaluados por el método descrito o por la evaluacióntradicional,paracomprobarlainfluenciadeestaalternativa deevaluaciónenelgrupo. Además, al discutir los resultados de los boletines en clase, todo el alumnado se beneficia del método.EnlaFigura1sepresentanlosdatosenporcentaje. Alumnosmatriculados:43 Presentados:24 Superan:18(5aprobados,9notables,4sobresalientes) Nosuperan:6
24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 4/6 Figuranº1.Calificaciones200405globalesobtenidas(porcentajesrespectoalnúmero dealumnospresentados). Elporcentajedealumnosquesuperanlaasignatura,respectoalospresentados,esalto.Asimismo, las calificaciones de los aprobados son muy satisfactorias, respecto a resultados históricos, donde predominaban ampliamente los aprobados frente a los notables y sobresalientes. Cabe comentar que,enestaasignatura,comoenelresto delas detercer cursode Ingeniería Técnica Industrial, tradicionalmente,elporcentajedepresentadosesbajo,alcursarlosalumnosasignaturasdevarios cursossimultáneamente. Particularicemosahoralosresultadosdistinguiendoentrelosdosmétodosdeevaluaciónempleados: tradicional y voluntario. De los 24 alumnos calificados, 9 de ellos comenzaron con el programa voluntario de evaluación continua. 3 de ellos no superaron el primer boletín de problemas, continuandoconlaevaluacióntradicional:noloentregaronenlafechaprevista,obienloentregaron incompleto. Los 6 restantes superaron los 4 boletines exigidos y la prueba oral, con altas calificaciones (3 notables y 3 sobresalientes). No se añade aquí un gráfico que represente estos datos ya que la muestra es demasiado pequeña (9 alumnos en total siguieron este método de evaluación).Losporcentajespuedenllevarainterpretacioneserróneas.Laconclusiónmásobviaes quelospocosquesiguieronelritmodetrabajoexigidoaprobaronconbuenanota.Laimpresióndel profesoradodelaevaluacióncontinuafuepositiva. Lacomparativaconelpasadocursoapoyalabondaddeestemétododeevaluación. 7.2.Curso200506. Los resultados de la convocatoria ordinaria, primer cuatrimestre, curso 200506, se muestran a continuación. De nuevo incluiremos, primero, a todos los alumnos del grupo, evaluados por el métododescritooporlaevaluacióntradicional,paracomprobarlainfluenciadeestaalternativade evaluaciónenelgrupo(Figura2,datosenporcentaje). Alumnosmatriculados:82 Presentados:47 Superan:29(22aprobados,4notables,3sobresalientes) Nosuperan:18
24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 5/6 Figuranº2.Calificaciones200506globalesobtenidas(porcentajesrespectoalnúmero dealumnospresentados). Comoprimercomentario,elnúmerodealumnos,tantomatriculadoscomopresentados,doblaaldel cursoanterior.Losdatosquearrojanlasencuestasdesatisfacciónindicanunaclaramejoraenla percepcióndelaasignaturaporpartedelalumnado,decaraadecidirmatricularseono.Sibienel porcentajedesuspensosaumenta(del25%al38%),siguesiendobajorespectoalosdatosdeaños anterioresalestudioyademás,estedatoacentúalasventajasdelaevaluaciónoptativafrenteala tradicional,comoseveráacontinuación. Particularicemosahoralosresultadosdistinguiendoentrelosdosmétodosdeevaluaciónempleados: tradicional y voluntario. De los 47 alumnos calificados, 28 de ellos comenzaron con el programa voluntariodeevaluacióncontinua.5deellosnosuperaronalgúnboletíndeproblemas,continuando conlaevaluacióntradicional:noloentregaronenlafechaprevista,obienloentregaronincompleto. Los23restantessuperaronlos4boletinesexigidos.Lapruebaoralfuesuperadapor18deellos,con lassiguientescalificaciones:5suspensos,12aprobados,4notablesy2sobresalientes.Laimpresión delprofesoradodelaevaluacióncontinúasiendomuypositiva.Lafigura3presentaestosdatosen porcentaje. Figuranº3.Calificaciones200506obtenidasenlaevaluaciónoptativa(porcentajes respectoalnúmerodealumnospresentados). 8.Discusiónyresultados.Conclusiones. Losresultadosavalanelmétododescrito.Lasatisfacciónmanifestadaporelalumnadohasidoalta,a pesardelgranesfuerzoexigido.Volveremosarepetirlaelpróximoaño. Contrabajoscomolaevaluacióncontinuapresentada,enelcampodelaintegracióncurricular,se completa la formación global del alumno, incidiendo en la interdisciplinaridad, en el campo de la enseñanza de la electrónica (Villar Angulo, L.M., 1999). Los autores piensan que deben hacerse esfuerzosenestesentido,porpartedelprofesorado,deacuerdoconlaDeclaracióndeBoloniade19 dejuniode1999,firmadademaneraconjuntaporlosministroseuropeosdeeducación,yquemarca formalmenteeliniciodelprocesodeconvergenciahaciaunespacioeuropeodeenseñanzasuperior (puedeconsultarseenhttp://www.us.es/us/temasuniv/espacioeuro/). Porotraparte,eldesarrollodelainnovaciónhasidocorrectodebidoalaexcelentedisposicióndel grupodetrabajo,enparticulardelalumnado.Eltrabajocongruposrelativamentereducidosymuy implicadoshademostradounavezmássueficaciaentareasdeestetipo.ConsúltesePonsPiedrafita, F.(1996). Sideseamásdetallessobreloscontenidosdeesteartículo,congustoleampliaremoslainformación. Por favor, contacte con los autores para cualquier sugerencia o discusión respecto al trabajo presentado. 9.Agradecimientos. Los autores agradecen al Instituto de Ciencias de la Educación, centro universitario adscrito al vicerrectoradodeDocencia delaUniversidaddeSevilla,suapoyoenlosproyectosde innovación docenterealizadosenlosúltimosaños. 10.ReferenciasBibliográficas DEL MORAL, M. y VILLALUSTRE, L. (2005). Adaptación de los Entornos Virtuales a los Estilos CognitivosdelosEstudiantes:unFactordeCalidadenlaDocenciaVirtual.PixelBit. Revista de MediosyEducación,nº26,julio2005,pp.1625.
24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 6/6 DOCHY, F. , SEGERS, M. y DIERICK, S. (2002). Nuevas Vías de Aprendizaje y Enseñanza y sus Consecuencias: Una Nueva Era de Evaluación. Boletín de la Red Estatal de Docencia Universitaria,Vol.2,nº2,pp.1329. FIGUERES,E.yotros(1999).SimulacióndeCircuitosElectrónicosdePotenciaconPSPICE. UniversidadPolitécnicadeValencia.ISBN8477217688 GISBERTyotros.(2001).AcciónTutorialenEntornosVirtualesdeEnseñanza/Aprendizaje,CIVE,26 deabril2001.Consúltesecibereduca.com MARQUÉS,P.(2003).LaPizarraDigital.http://dewey.uab.es/pmarques/pizarra.htm MEDINA,A.(1998).DidácticaeInteracciónenelAula.Madrid.Cincel. NIELSEN,J.(2002).Usabilidad.DiseñodeSitiosWeb.Ed.PearsonEducación.Madrid. PONSPIEDRAFITA,F.(1996).Consideracionesparalaelaboracióndeunprogramadocente universitario.Documentosparalacalidad.Sevilla. VILLARANGULO,L.M.(1999).Consideracionesparalaelaboracióndeunprogramadocente universitario.Documentosparalacalidad.Sevilla.