INTRODUCCIÓN.
Los microcontroladores constituyen una tecnología compleja caracterizada por estar constituida por un conjunto de componentes básicos y de subsistemas de complejidad creciente que a partir de un cierto nivel se describen mediante un conjunto de conceptos básicos no excluyentes entre sí, que se subdividen a su vez en uno o más niveles de subconceptos asociados o excluyentes entre sí.
Debido a ello, la enseñanza de los microcontroladores se reduce, en la mayoría de los casos, al análisis de elementos, dispositivos o sistemas reales. Este método, si bien logra introducir al estudiante en las características de un determinado microcontrolador, sólo brinda una visión limitada y no permite un análisis global del mismo.
De todo lo anterior se deduce el interés por desarrollar, una metodología orientada al análisis y al aprendizaje de los microcontroladores así como herramientas que viabilicen la misma. Dicha metodología se basa en el método general de caracterización de una tecnología compleja que consiste en elegir un conjunto representativo de sistemas reales y analizarlos de forma detallada para definir todos los conceptos asociados con ellos.
A partir del resultado de este análisis se realiza un entorno virtual de aprendizaje con recursos multimedia para el aprendizaje de los conceptos teóricos. Por otra parte, para conseguir un aprendizaje eficaz de los microcontroladores y sus aplicaciones es necesario experimentar con un sistema real. En este trabajo se describe un sistema (Figura 1) que combina una aplicación multimedia (entorno virtual de aprendizaje) con un sistema de desarrollo (incorpora herramientas de hardware como kits de entrenamiento y un entorno de desarrollo) para lograr un aprendizaje integral de los microcontroladores.
Figura 1. Diagrama de bloques general del sistema.
El trabajo se estructuró a partir de un replanteamiento pedagógico dirigido a asumir un proceso de enseñanza aprendizaje que fomente la participación del alumno, como medio fundamental del aprendizaje, en el que el profesor ejerza la función de guía del conocimiento y se rompa el enfoque establecido del proceso de enseñanza aprendizaje: desde el educador hacia el educando, desde el que enseña hasta el que aprende; proponiendo un entorno virtual de aprendizaje que permita no solo establecer un sistema de actividades semipresenciales sino la autogestión del conocimiento de los microcontroladores.
El trabajo forma parte del empeño por perfeccionar el proceso de enseñanza y aprendizaje de los microcontroladores, sobre la base de los fundamentos del modelo pedagógico que privilegia el empleo de las tecnologías de la información y las comunicaciones, expresado este propósito en el uso de una plataforma virtual interactiva, la creación del entorno virtual de aprendizaje, diseño y elaboración de un laboratorio virtual, listas de discusión y foros de discusión.
El trabajo abarcó el estudio de los fundamentos didácticos del proceso de formación profesional del Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica con el análisis y distribución de todos los contenidos de la asignatura establecidos en el plan de estudios, para su estructuración en el entorno virtual, de manera coherente, eficaz y creadora que permita a los estudiantes alcanzar los objetivos de formación propuestos.
Los microcontroladores constituyen una tecnología compleja caracterizada por estar constituida por un conjunto de componentes básicos y de subsistemas de complejidad creciente que a partir de un cierto nivel se describen mediante un conjunto de conceptos básicos no excluyentes entre sí, que se subdividen a su vez en uno o más niveles de subconceptos asociados o excluyentes entre sí.
Debido a ello, la enseñanza de los microcontroladores se reduce, en la mayoría de los casos, al análisis de elementos, dispositivos o sistemas reales. Este método, si bien logra introducir al estudiante en las características de un determinado microcontrolador, sólo brinda una visión limitada y no permite un análisis global del mismo.
De todo lo anterior se deduce el interés por desarrollar, una metodología orientada al análisis y al aprendizaje de los microcontroladores así como herramientas que viabilicen la misma. Dicha metodología se basa en el método general de caracterización de una tecnología compleja que consiste en elegir un conjunto representativo de sistemas reales y analizarlos de forma detallada para definir todos los conceptos asociados con ellos.
A partir del resultado de este análisis se realiza un entorno virtual de aprendizaje con recursos multimedia para el aprendizaje de los conceptos teóricos. Por otra parte, para conseguir un aprendizaje eficaz de los microcontroladores y sus aplicaciones es necesario experimentar con un sistema real. En este trabajo se describe un sistema (Figura 1) que combina una aplicación multimedia (entorno virtual de aprendizaje) con un sistema de desarrollo (incorpora herramientas de hardware como kits de entrenamiento y un entorno de desarrollo) para lograr un aprendizaje integral de los microcontroladores.
Figura 1. Diagrama de bloques general del sistema.
El trabajo se estructuró a partir de un replanteamiento pedagógico dirigido a asumir un proceso de enseñanza aprendizaje que fomente la participación del alumno, como medio fundamental del aprendizaje, en el que el profesor ejerza la función de guía del conocimiento y se rompa el enfoque establecido del proceso de enseñanza aprendizaje: desde el educador hacia el educando, desde el que enseña hasta el que aprende; proponiendo un entorno virtual de aprendizaje que permita no solo establecer un sistema de actividades semipresenciales sino la autogestión del conocimiento de los microcontroladores.
El trabajo forma parte del empeño por perfeccionar el proceso de enseñanza y aprendizaje de los microcontroladores, sobre la base de los fundamentos del modelo pedagógico que privilegia el empleo de las tecnologías de la información y las comunicaciones, expresado este propósito en el uso de una plataforma virtual interactiva, la creación del entorno virtual de aprendizaje, diseño y elaboración de un laboratorio virtual, listas de discusión y foros de discusión.
El trabajo abarcó el estudio de los fundamentos didácticos del proceso de formación profesional del Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica con el análisis y distribución de todos los contenidos de la asignatura establecidos en el plan de estudios, para su estructuración en el entorno virtual, de manera coherente, eficaz y creadora que permita a los estudiantes alcanzar los objetivos de formación propuestos.
El rápido desarrollo tecnológico en el área de la electrónica y la informática que se ha generado a nivel mundial se halla alentando transformaciones importantes en el campo de las comunicación y el aprendizaje.
La efectividad pedagógica con el uso de las tecnologías de la información y las comunicaciones demanda la elaboración de materiales didácticos en soporte digital de manera creativa y científica así como el desarrollo de herramientas de hardware. En este contexto y desde esta perspectiva, el uso de la computadora es pedagógica y didácticamente efectivo para:
Hacer que aparezcan nuevas formas de trabajo grupal y asincrónico.
Posibilita nuevos vehículos de información, más veloces y simultáneos, que superan los obstáculos de tiempo y espacio.
Permite utilizar más y mejores recursos como son bases de datos, software, bibliotecas digitales, redes especializadas, multimedia, fotos digitales, revistas electrónicas, buscadores, tutoriales, sitios ftp, etc.
Hacer que aparezcan nuevas formas de trabajo grupal y asincrónico.
Posibilita nuevos vehículos de información, más veloces y simultáneos, que superan los obstáculos de tiempo y espacio.
Permite utilizar más y mejores recursos como son bases de datos, software, bibliotecas digitales, redes especializadas, multimedia, fotos digitales, revistas electrónicas, buscadores, tutoriales, sitios ftp, etc.
La incorporación de herramientas de software y hardware al proceso docente educativo constituye una práctica diaria e imprescindible en nuestras universidades, que se empeñan en aumentar la calidad de la enseñanza y el aprendizaje mediante procesos activos.
La educación virtual en particular, de hecho surge con la finalidad de extender, mejorar y hacer más eficiente la forma de enseñanza y entre los retos que enfrenta la Educación Superior en nuestro país se encuentran:
Diseño y desarrollo de un plan estratégico de informatización que unifique la docencia y los procesos de capacitación, asociados a la adquisición de equipos y tecnología computacional.
Desarrollo de aplicaciones creativas de las nuevas tecnologías al proceso docente educativo en su totalidad.
La masificación de la educación de pregrado y postgrado mediante la educación a tiempo total y a tiempo parcial (universalización).
El trabajo desarrollado responde al segundo gran reto anteriormente expuesto y se fomenta en el marco de los avances alcanzados por las tecnologías de la información y las comunicaciones y es posible por ser aplicable a uno de los campos de mayor necesidad y preocupación en el mundo: La Educación.
ESTRUCTURA DE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN EL ENTORNO VIRTUAL DE APRENDIZAJE.
El entorno virtual de aprendizaje creado es un proyecto fundamentalmente basado en las tecnologías de la información y las comunicaciones para el desarrollo del estudio de los microcontroladores en los cursos de pregrado y postgrado de forma semipresencial y utilizando métodos interactivos de enseñanza.
Aprovechando las ventajas que ofrecen las tecnologías de la información y las comunicaciones se ha obtenido un material interactivo, que combinado con la práctica (sistema de desarrollo), ofrece grandes ventajas en la impartición de un contenido que históricamente ha sido complejo.
Para la elaboración del entorno, el estudio de la rápida evolución de las tecnologías de la información y las comunicaciones reveló el amplio abanico de posibilidades para solucionar los problemas de la enseñanza y aprendizaje hasta ahora presentados. La digitalización de la información ha permitido que esta se haga más compartible, manejable en partes y transportable, que pueda ser presentada de muchas maneras, textual, sonora, imagen estática o en movimiento, etc. y que se pueda acceder a ella a través de soportes y espacios de comunicación como la pantalla y así, a través de nexos o enlaces, establecer una interactividad entre ellas. De esta manera, el receptor decide, total o parcialmente, lo que va a recibir o leer en función de sus intereses o inquietudes.
Con esto se consigue que el receptor, en este caso el alumno, no sea un sujeto pasivo sino activo en su propio aprendizaje. El estudiante debe navegar por los documentos referidos a los contenidos de la asignatura y esta navegación en algunos casos es libre y en otros, dirigida por el profesor. En nuestro caso, se pueden seguir dos tipos fundamentales de navegación en el entorno virtual de aprendizaje elaborado: un itinerario predeterminado por el profesor, por lo que los alumnos accederán a todos los nodos de información básicos (conferencias, clases prácticas, laboratorios) para el completo entendimiento del tema en cuestión; y un itinerario libre y asistemático para aquellos alumnos que solo quieran estudiar aspectos concretos de un tema.
El desarrollo del entorno virtual se llevó a cabo a partir del análisis del dominio de los microcontroladores basado en la metodología de tecnologías complejas. La importancia de su desarrollado se basa en que al utilizar herramientas multimedia permiten utilizar distintos formatos para representar la información asociada a cada concepto a enseñar y aprender. Cada concepto puede encerrar dentro de sí, explicaciones textuales, animaciones, imágenes, esquemas y por supuesto secuencias de audio que apoyan la exposición y posterior asimilación de los conceptos por parte del usuario de la aplicación.
Una vez que se dispone del análisis del dominio de los conceptos, este se traduce a una página web que forma un sistema multimedia. Las páginas de los contenidos se dividen en un conjunto de lecciones enlazadas con una lección inicial en la que se describen los conceptos fundamentales de los microcontroladores. Dichos conceptos constituyen palabras activas que puede utilizar el lector para tener acceso a los recursos de texto, sonidos e imágenes asociados con ellos y que son accesibles por parte de los estudiantes.
La educación virtual en particular, de hecho surge con la finalidad de extender, mejorar y hacer más eficiente la forma de enseñanza y entre los retos que enfrenta la Educación Superior en nuestro país se encuentran:
Diseño y desarrollo de un plan estratégico de informatización que unifique la docencia y los procesos de capacitación, asociados a la adquisición de equipos y tecnología computacional.
Desarrollo de aplicaciones creativas de las nuevas tecnologías al proceso docente educativo en su totalidad.
La masificación de la educación de pregrado y postgrado mediante la educación a tiempo total y a tiempo parcial (universalización).
El trabajo desarrollado responde al segundo gran reto anteriormente expuesto y se fomenta en el marco de los avances alcanzados por las tecnologías de la información y las comunicaciones y es posible por ser aplicable a uno de los campos de mayor necesidad y preocupación en el mundo: La Educación.
ESTRUCTURA DE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN EL ENTORNO VIRTUAL DE APRENDIZAJE.
El entorno virtual de aprendizaje creado es un proyecto fundamentalmente basado en las tecnologías de la información y las comunicaciones para el desarrollo del estudio de los microcontroladores en los cursos de pregrado y postgrado de forma semipresencial y utilizando métodos interactivos de enseñanza.
Aprovechando las ventajas que ofrecen las tecnologías de la información y las comunicaciones se ha obtenido un material interactivo, que combinado con la práctica (sistema de desarrollo), ofrece grandes ventajas en la impartición de un contenido que históricamente ha sido complejo.
Para la elaboración del entorno, el estudio de la rápida evolución de las tecnologías de la información y las comunicaciones reveló el amplio abanico de posibilidades para solucionar los problemas de la enseñanza y aprendizaje hasta ahora presentados. La digitalización de la información ha permitido que esta se haga más compartible, manejable en partes y transportable, que pueda ser presentada de muchas maneras, textual, sonora, imagen estática o en movimiento, etc. y que se pueda acceder a ella a través de soportes y espacios de comunicación como la pantalla y así, a través de nexos o enlaces, establecer una interactividad entre ellas. De esta manera, el receptor decide, total o parcialmente, lo que va a recibir o leer en función de sus intereses o inquietudes.
Con esto se consigue que el receptor, en este caso el alumno, no sea un sujeto pasivo sino activo en su propio aprendizaje. El estudiante debe navegar por los documentos referidos a los contenidos de la asignatura y esta navegación en algunos casos es libre y en otros, dirigida por el profesor. En nuestro caso, se pueden seguir dos tipos fundamentales de navegación en el entorno virtual de aprendizaje elaborado: un itinerario predeterminado por el profesor, por lo que los alumnos accederán a todos los nodos de información básicos (conferencias, clases prácticas, laboratorios) para el completo entendimiento del tema en cuestión; y un itinerario libre y asistemático para aquellos alumnos que solo quieran estudiar aspectos concretos de un tema.
El desarrollo del entorno virtual se llevó a cabo a partir del análisis del dominio de los microcontroladores basado en la metodología de tecnologías complejas. La importancia de su desarrollado se basa en que al utilizar herramientas multimedia permiten utilizar distintos formatos para representar la información asociada a cada concepto a enseñar y aprender. Cada concepto puede encerrar dentro de sí, explicaciones textuales, animaciones, imágenes, esquemas y por supuesto secuencias de audio que apoyan la exposición y posterior asimilación de los conceptos por parte del usuario de la aplicación.
Una vez que se dispone del análisis del dominio de los conceptos, este se traduce a una página web que forma un sistema multimedia. Las páginas de los contenidos se dividen en un conjunto de lecciones enlazadas con una lección inicial en la que se describen los conceptos fundamentales de los microcontroladores. Dichos conceptos constituyen palabras activas que puede utilizar el lector para tener acceso a los recursos de texto, sonidos e imágenes asociados con ellos y que son accesibles por parte de los estudiantes.
En la página web se indica la principal característica de los microcontroladores de la familia MCS’51 ayudados tanto mediante texto como mediante una imagen. También se observa la interfaz de usuario a través de la cual se navega secuencialmente en las páginas de una lección o ir a la página anteriormente visitada, con lo que la navegación deja de ser secuencial.
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