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Integración de la simulación informática no presencial y la enseñanza tradicional. Un método de evaluación continua

Biscarri Triviño, Félix; León de Mora, Carlos; Molina Cantero, Francisco Javier; Molina Cantero, Alberto Jesús

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 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 1/6 INTEGRACIÓNDELASIMULACIÓNINFORMÁTICANOPRESENCIALYLA ENSEÑANZATRADICIONAL. UNMÉTODODEEVALUACIÓNCONTINUA INTEGRATIONOFTHECOMPUTERSIMULATIONANDTHETRADITIONAL TEACHING. ACONTINUOUSCLASSROOMASSESSMENT FélixBiscarriTriviño [email protected] CarlosLeóndeMora [email protected] FranciscoJavierMolinaCantero [email protected] AlbertoMolinaCantero [email protected] UniversidaddeSevilla.Dpto.deTecnologíaElectrónica. Resumen. 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. PalabrasClave:Estilosdeaprendizaje,Educación,métododeevaluación,PSPICE Abstract. U.C. Berkeley developed the SPICE program to simulate integrated circuits. In fact, the acronym SPICEstandsfor SimulationProgram withIntegratedCircuitEmphasis.Theaimof this paper isto presentateameffortineducationinnovation:thedevelopmentofaneducationmaterialtojointhe SPICEprogramtosimulateintegratedcircuitsteachingandPowerElectronicsteaching.Acontinuous classroomassessmenthasbeendeveloped. Keywords:Stylesoflearning,education,evaluationmethodology,PSPICE  1.Introducción. El uso de las nuevas tecnologías en la docencia se asocia, con frecuencia de modo exclusivo, a internetyalaenseñanza‘online’.Sinembargo,susaplicacionessonmuyvariadas.Enprimerlugar, todo método pedagógico puede y debe modificarse,  de forma más o menos importante, para adaptarloalosconocimientosyposibilidadesquebrindanlasnuevastecnologías.Ensegundolugar, debehacerselopropioconlossistemasdeevaluacióndelosaprendizajesadquiridos,comomedio parafavorecerunaenseñanzadecalidad.Esteartículopresentaunacontribuciónenestesentido. 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 mayorusodelaherramientainformática,nosóloparaestablecerredesdecomunicación,sinopara aprovechar las posibilidades del software específico en la docencia, en el aprendizaje y en la evaluación. 2.Sujetosybases. Se planteaunnuevo método de evaluación continua de la asignaturaElectrónicade Potencia, 3er Curso de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad en Electrónica Industrial, Escuela Universitaria Politécnica,UniversidaddeSevilla.Dichométodoconsiste,enparte,enlaresoluciónanalítica,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, cuyaversióndeevaluaciónesgratuitaysinlimitacióndefuncionesparaeltipodecircuitosquenos ocupa.Así,elalumnodebepresentarunaresoluciónanalíticadelasintensidadesytensionesenlos componenteselectrónicosyunadiscusióndeesteresultadoconlosmismoscálculossimuladoscon PSPICE.Laresolucióncorrectadetoda laseriede problemaspermiteaprobarlaasignatura.Para elevar la nota, los alumnos deben, además, implementar uno de los circuitos estudiados en un 24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 2/6 circuitoimpresoymedir experimentalmentesucomportamiento,comparandoestos resultadoscon losanteriores. 3.Justificacióndelproyectoeducativo. Enprimerlugar,nosehabíaaplicadoconanterioridad,almenosenelámbitoqueconocemos,un método de evaluación ‘personalizado’comoel quese expone en esteartículo.La experiencia nos dictaquehasidodeextremautilidadparaeldesarrollocurricularde losestudiantesdeingeniería electrónica. Noexistíaenlaenseñanzadesarrolladapornuestrodepartamentounaasignaturaquecontemplara, 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 resultadosobtenidos,puedeverlasrepresentacionesgráficasdelasseñaleseléctricas(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,porsímismo,conlaayudade laherramientasoftware,sisuscálculossoncorrectos. 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 posibilidadesdeaprendizaje(yevaluación)enlaelectrónica. Otra delas ventajas delmétodo deevaluaciónexpuesto es queesaplicable, apesardelelevado ratio alumnospor profesor actualmente imperante, gracias a laayuda que la simulaciónpresta al alumno. En cuanto al número de integrantes del grupo docente, autores como Medina, A. (1988) consideranqueelnúmerodemiembrosdebeoscilarentre5y7.Sinembargo,otrosautores(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 alumnocrece(comoentodoprocesoindividualizado)peroesasumible,alserunaprendizajeguiado. 4.Objetivos Elprincipalobjetivohasidolaelaboracióndeunsistemadeenseñanza/evaluacióncompletoqueusa la simulación por ordenador de circuitos electrónicos para que el alumno compruebe, a priori, los resultadospropuestosalprofesor. Respectoalaconstruccióndelsistemaevaluador,sehanconsideradoparticularmenteinteresantes lospuntosa),b)ye)quesedetallan,deltrabajodeDochy,F.;Segers,M.yDierick,S.(2002),que plantean5métodoscombinadosdeevaluación: a)      Evaluación por porfolio: cada alumno posee una carpeta donde va introduciendo aquellos trabajosmásrepresentativosdesuprogreso. b)Pruebageneral:basadaenlaresolucióndeproblemas,anivelindividualygrupal. c)Autoevaluación. d)EvaluacióndeIguales:entrealumnosdelmismonivel. e)Coevaluación:entreeldocenteylosestudiantes. Asísehadiseñadounsistemaquepretendemotivaralalumnoaprofundizarenelestudioteóricode loscircuitos,aresolverlasdificultadesqueencuentrayapresentaruntrabajoconlatranquilidadde saber que la resolución es correcta, por la redundancia del método de resolución de problemas (Pruebageneral).Unaentrevistapersonalcomplementalaevaluación,paracomprobarsieltrabajo hasidorealizadoporelalumnoquelopresentaylaprofundidaddeconocimientoquetiene,sicubre losconocimientosexigidos(Coevaluación).Elmerohechodesaberquedebenpasarestaprueba evitaqueciertosalumnosseaprovechendeltrabajodeotros.Nosehaimpedido,sinofomentado,la colaboración entre alumnos, pero implicando a todos en el proceso de aprendizaje. Una serie de preguntasbásicassobreeldesarrollodelprocesobastaparaestefin. 5.Contenidosdesarrollados 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 legibilidaddesarrolladosporNielsen(2002),aplicadosporélconcretamentealaenseñanzaatravés deweb,perosiendoperfectamenteaplicablesestalaenseñanzasemipresencial. Loscontenidosdesarrolladossedetallanacontinuación: 1)Estudiodel simuladorPSPICEpara diseñoy simulación decircuitoselectrónicosporordenador. Conjuntodeinstrucciones.Lenguajedeprogramación.Ejerciciosprácticos. Laconsultade textosespecializadosesde interés.Puede consultarse,por ejemplo, Figueres, E. y otros(1999). 24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 3/6 2)Presentacióndeloscircuitoselectrónicosrealesmáscomunes.Estudioteóricoenclase.Ejemplos prácticos.Circuitosconinterruptores.Conversióndeenergía.Ejerciciosprácticos. 3) Estudio de los sistemas reales por simulación. Ventajas e inconvenientes. Posibilidades. Redundanciadeinformaciónycontroldecalidad. 4)Lapresentaciónalalumnodeunaseriedeproblemas,dedificultadgradual,queresolveránpor simulaciónyanalíticamenteycuyasuperaciónlespermitirásuperarlaasignatura. 6.Metodologíayactividades. 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, EspecialidadElectrónicaIndustrial,impartidaenlaEscuelaUniversitariaPolitécnicadelaUniversidad deSevilla. Respecto al docente, Gisbert y otros (2001), exponen que debe: saber (conocimientos que debe poseer),saberhacer(diseñoeimplementacióndeloscursos)ysaberser(habilidadesydestrezas comunicativasysociales).Sehatratadodecuidareldiseñoylaimplementacióndelcursoyelaborar un material claro para el aprendizaje/evaluación. En la formación a distancia, en entorno semipresencialenestecaso,nodebemenospreciarseelentornoatravésdelcualsedesarrollanlos contenidosdidácticos,debidoalainfluenciaqueestosescenariospuedenejercersobrelosprocesos cognitivos(DelMoral,2005). Planteadodesdeunpuntodevistaeminentementeprácticoparaelalumnado,sehanelaboradocinco boletinesdeejerciciosoproblemasprácticos,quelosalumnoshanresueltoindividualmente.Unavez presentadoscadaunodelosboletinespedidos,conlatemporalidadprevista(repartidosenelcurso), se han corregido y discutido los resultados de cada problema en clase. Los alumnos que no han seguidoelprogramadeevaluaciónoptativohanpodidoasíbeneficiarse,almenos,deunaseriede ejerciciosdeinterés.Noesunmétododeevaluaciónquesustituyealclásico(exámenes),sinoquelo 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 comprobarlaprofundidadycomprensióndelaprendizaje,conresultadosmuysatisfactorios,comose observaenelepígrafesiguiente,correspondientealosresultadosdelaevaluación. 7.Resultadosacadémicos. Seharealizadolaevaluacióncontinuaduranteloscursosacadémicos200405y200506.Veamosla evolucióndelprocesoevaluadorycomentemosloresultados. 7.1.Curso200405. Los resultados de la convocatoria ordinaria, primer cuatrimestre, curso 200405, se muestran a continuación. Incluyen a todos los alumnos del grupo, evaluados por el método descrito o por la evaluacióntradicional,paracomprobarlainfluenciadeestaalternativa deevaluaciónenelgrupo. Además, al discutir los resultados de los boletines en clase, todo el alumnado se beneficia del método.EnlaFigura1sepresentanlosdatosenporcentaje. Alumnosmatriculados:43 Presentados:24 Superan:18(5aprobados,9notables,4sobresalientes) Nosuperan:6 24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 4/6 Figuranº1.Calificaciones200405globalesobtenidas(porcentajesrespectoalnúmero dealumnospresentados). Elporcentajedealumnosquesuperanlaasignatura,respectoalospresentados,esalto.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,enestaasignatura,comoenelresto delas detercer cursode Ingeniería Técnica Industrial, tradicionalmente,elporcentajedepresentadosesbajo,alcursarlosalumnosasignaturasdevarios cursossimultáneamente. Particularicemosahoralosresultadosdistinguiendoentrelosdosmétodosdeevaluaciónempleados: 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, continuandoconlaevaluacióntradicional:noloentregaronenlafechaprevista,obienloentregaron 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).Losporcentajespuedenllevarainterpretacioneserróneas.Laconclusiónmásobviaes quelospocosquesiguieronelritmodetrabajoexigidoaprobaronconbuenanota.Laimpresióndel profesoradodelaevaluacióncontinuafuepositiva. Lacomparativaconelpasadocursoapoyalabondaddeestemétododeevaluación. 7.2.Curso200506. Los resultados de la convocatoria ordinaria, primer cuatrimestre, curso 200506, se muestran a continuación. De nuevo incluiremos, primero, a todos los alumnos del grupo, evaluados por el métododescritooporlaevaluacióntradicional,paracomprobarlainfluenciadeestaalternativade evaluaciónenelgrupo(Figura2,datosenporcentaje). Alumnosmatriculados:82 Presentados:47 Superan:29(22aprobados,4notables,3sobresalientes) Nosuperan:18 24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 http://www.sav.us.es/pixelbit/pixelbit/articulos/n28/n28art/art2801.htm 5/6 Figuranº2.Calificaciones200506globalesobtenidas(porcentajesrespectoalnúmero dealumnospresentados). Comoprimercomentario,elnúmerodealumnos,tantomatriculadoscomopresentados,doblaaldel cursoanterior.Losdatosquearrojanlasencuestasdesatisfacciónindicanunaclaramejoraenla percepcióndelaasignaturaporpartedelalumnado,decaraadecidirmatricularseono.Sibienel porcentajedesuspensosaumenta(del25%al38%),siguesiendobajorespectoalosdatosdeaños anterioresalestudioyademás,estedatoacentúalasventajasdelaevaluaciónoptativafrenteala tradicional,comoseveráacontinuación. Particularicemosahoralosresultadosdistinguiendoentrelosdosmétodosdeevaluaciónempleados: tradicional y voluntario. De los 47 alumnos calificados, 28 de ellos comenzaron con el programa voluntariodeevaluacióncontinua.5deellosnosuperaronalgúnboletíndeproblemas,continuando conlaevaluacióntradicional:noloentregaronenlafechaprevista,obienloentregaronincompleto. Los23restantessuperaronlos4boletinesexigidos.Lapruebaoralfuesuperadapor18deellos,con lassiguientescalificaciones:5suspensos,12aprobados,4notablesy2sobresalientes.Laimpresión delprofesoradodelaevaluacióncontinúasiendomuypositiva.Lafigura3presentaestosdatosen porcentaje. Figuranº3.Calificaciones200506obtenidasenlaevaluaciónoptativa(porcentajes respectoalnúmerodealumnospresentados). 8.Discusiónyresultados.Conclusiones. Losresultadosavalanelmétododescrito.Lasatisfacciónmanifestadaporelalumnadohasidoalta,a pesardelgranesfuerzoexigido.Volveremosarepetirlaelpróximoaño. Contrabajoscomolaevaluacióncontinuapresentada,enelcampodelaintegracióncurricular,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 esfuerzosenestesentido,porpartedelprofesorado,deacuerdoconlaDeclaracióndeBoloniade19 dejuniode1999,firmadademaneraconjuntaporlosministroseuropeosdeeducación,yquemarca formalmenteeliniciodelprocesodeconvergenciahaciaunespacioeuropeodeenseñanzasuperior (puedeconsultarseenhttp://www.us.es/us/temasuniv/espacioeuro/). Porotraparte,eldesarrollodelainnovaciónhasidocorrectodebidoalaexcelentedisposicióndel grupodetrabajo,enparticulardelalumnado.Eltrabajocongruposrelativamentereducidosymuy implicadoshademostradounavezmássueficaciaentareasdeestetipo.ConsúltesePonsPiedrafita, F.(1996). Sideseamásdetallessobreloscontenidosdeesteartículo,congustoleampliaremoslainformación. 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 vicerrectoradodeDocencia delaUniversidaddeSevilla,suapoyoenlosproyectosde innovación docenterealizadosenlosúltimosaños. 10.ReferenciasBibliográficas DEL MORAL, M. y VILLALUSTRE, L. (2005). Adaptación de los Entornos Virtuales a los Estilos CognitivosdelosEstudiantes:unFactordeCalidadenlaDocenciaVirtual.PixelBit. Revista de MediosyEducación,nº26,julio2005,pp.1625. 24/2/2015 PIXELBITJULIO2006 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,nº2,pp.1329. FIGUERES,E.yotros(1999).SimulacióndeCircuitosElectrónicosdePotenciaconPSPICE. 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