Modelo Para La Implementación De Laboratorios En Programas

Modelo para la implementación de laboratorios en programas bajo modalidad virtual – caso aplicado a la Ingeniería Informática1

Londoño Salazar, Jesús Enrique2

Alvarez Córdoba, Alejandro Alberto 3

Fundación Universitaria Católica del Norte - Colombia

Resumen

El eje principal de la ponencia se centra en presentar las necesidades, retos y alternativas de solución que representa la estructuración de un modelo que soporte el desarrollo de laboratorios y prácticas de aula para programas de Ingeniería que se imparten en modalidad 100% virtual. Como foco específico, el proyecto se ha centrado en abordar la casuística de un programa de Ingeniería Informática, pero que también puede tener aplicabilidad para otros programas de académicos en el área de ingeniería y de las TIC –Tecnología de Información y Comunicación, que incorporen en el currículo el desarrollo de laboratorios.

El proyecto comienza por explorar los modelos y técnicas más utilizadas para el desarrollo de laboratorios y prácticas en programas de Ingeniería. Posteriormente, se plantean el contexto, los retos y necesidades que, en tema de laboratorios presenta un programa que se imparte en modalidad virtual, para posteriormente plantear un modelo y las tecnologías que dan una respuesta o solución a dicha necesidad –bajo las restricciones que impone la modalidad de formación y el tema disciplinar de ingeniería y la informática. Al final, se muestra algunos datos con los resultados de los diferentes análisis de las técnicas y herramientas utilizadas para todo el currículo de un programa de ingeniería informática.

1 Esta ponencia se deriva de un proyecto de investigación que se viene desarrollando en Fundación Universitaria Católica del Norte, en la Facultad de Ingeniería desde mediados del año 2012. Se origina como respuesta a una necesidad real de contar con un modelo de laboratorios que satisfaga y de respuesta a la necesidad que demanda un programa de tipo ingenieril que se imparte en modalidad 100% virtual. 2 Ingeniero de Sistemas, Especialista en Administración de Empresas, Especialista en Gestión de la Calidad Universitaria, Magíster en Comercio Electrónico. Docente investigador. E-mail: [email protected] Administrador de Empresas, Magister en Tecnologías de la Información. Docente investigador. E-mail: [email protected]

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mailto:[email protected]

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Palabras claveLaboratorios virtuales, simuladores, ambientes virtuales de aprendizaje.

Introducción

En el transcurso de la historia contemporánea, diferentes autores han argumentado vía trabajos académicos que la enseñanza de la ciencia no cobra verdadera importancia para los estudiantes de las universidades, si no se tienen experiencias prácticas en un laboratorio donde se tengan materiales o herramientas para interactuar (Mamlok-Naaman, 2007); lo anterior es uno de los principales aspectos que motiva la realización de este proyecto investigativo, el busca plantear la implementación de diferentes instrumentos (modelos, técnicas y herramientas) que permitan que el estudiante complemente el aprendizaje teórico que se imparte en las aulas de clase. Esta motivación se reafirma aún más cuando el enfoque de la enseñanza se centra en el área de ingeniería, en la que se considera indispensable la ejecución de prácticas de campo que permitan un mayor nivel de aprehensión, como lo menciona en su estudio (Isidro Calvo, 2008): “en disciplinas técnicas y científicas la realización de experimentos con equipos reales es fundamental para consolidar los conceptos adquiridos en las aulas bajo en enfoque teórico”.

En el contexto de los procesos de formación, es importante comprender la significancia de dos verbos que se consideran de gran relevancia, los cuales son “comprender” y “hacer o realizar” (Séré, 2002). El verbo “Comprender” lo define como “los conceptos, los modelos, las leyes, los razonamientos específicos, que muy a menudo difieren notablemente de los razonamientos corrientes”, es decir, los conceptos que los profesores imparten vía cátedra en las diferentes aulas de clase o que los estudiante leen o consultan a través de diferentes medios –la aprehensión de conceptos teóricos. Por otro lado, el verbo “Realizar” lo define esta misma autora como “las experiencias que muestran un cierto número de realidades, hechos y prácticas que se soportan en las teorías y procedimientos, para adquirir la experiencia”, lo cual se refiere a las prácticas o experimentos que pueda efectuar un estudiante para adquirir juicios que, le permitan tomar decisiones, analizar casos y aceptar o rechazar hipótesis respecto a la validación del conocimiento. En este sentido se aprecia que, la incorporación y el desarrollo de los trabajos prácticos (reflejados en laboratorios y prácticas al interior del aula) aportan gran valor, además de ser necesarios, en el proceso de formación de los profesionales, y en especial de las áreas de ingeniería.

Las prácticas de laboratorio están relacionadas con el conjunto de herramientas que le permiten a un estudiante realizar experimentos que materializan lo aprendido de manera teórica en un aula de clases. En un ambiente de laboratorio se aplican técnicas, se implementan ensayos y generalmente se propician errores que son los que permiten adquirir experiencia de manera personal, en un área determinada. Los laboratorios son un eslabón imprescindible en la enseñanza de la ingeniería la cual siempre debe tener como uno de sus pilares el pragmatismo.

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Desde la perspectiva y retos que impone los procesos de formación en modalidad virtual, existen diferentes contribuciones que, han permitido generar un marco conceptual que permita ser aplicado como apoyo a un proceso educativo. Es conveniente destacar, entre otros el curso “What is Engineering” que se encuentra en el currículo de la Universidad Johns Hopkins de la ciudad de Baltimore (Maryland – Estados Unidos). Este curso es un ejemplo del uso de laboratorios virtuales con los que los estudiantes pueden interactuar con el objetivo de ser introducidos en la experimentación, el análisis y la resolución de problemas, y la interpretación científica de manera temprana en sus carreras (Segura, 2004). En este curso se presenta una gran variedad de laboratorios correspondientes a diferentes ramas de la ingeniería como la electrónica, la química, la física, la robótica, la construcción y la estadística.

Los laboratorios virtuales se convierten en herramientas de apoyo a la educación e investigación, y no son exclusivos de los ambientes de virtuales de aprendizaje (AVA), estos también pueden apoyar cursos de formación presenciales, y/o semi-presenciales. El objetivo principal consiste en ampliar el campo de recursos con los que cuenta el docente y alumnos para ampliar/afianzar sus conocimientos. Muestra de este tipo de iniciativas corresponde al proyecto “Laboratorio Virtual Ibercaja (LAV)” cuyo principal objetivo es facilitar la comprensión de los conceptos científicos mediante las TIC, en el cual se observa la utilización de herramientas didácticas como atlas, juegos y simuladores para acercar al alumno a conceptos que, por su alto nivel de abstracción requieren de laboratorios/simuladores como estrategia de acercamiento al conocimiento.

Sin lugar a dudas, el auge y posicionamiento que durante los últimos años ha venido alcanzando los procesos de formación bajo modalidad virtual, ha representado múltiples retos sobre la forma y condiciones en que ésta debe ser abordada, pasando por aspectos de tipo curricular, didáctica, evaluación, interacción y realimentación, entre muchos otros aspectos. Desde otra perspectiva, un reto adicional es que se aborda como tema central de esta disertación, el cual hace referencia al tema de los laboratorios y actividades prácticas dentro del currículo que requieren del uso de herramientas, instrumentos y otras tecnologías, las cuales deben estar disponibles y accesibles desde cualquier parte y a toda hora. Lo anterior plantea entre otros, varios interrogantes a saber: ¿Cómo se manejan y se garantiza el desarrollo y ejecución de laboratorios y prácticas de aula en los programas académicos que se imparten 100% en modalidad virtual?. ¿Estos se realizan bajo las mismas condiciones de exigencia y calidad, a cómo se conoce en la educación presencial?, ¿Si se cubren todas las áreas y cursos de un programa que requieren de laboratorios, o algunos se quedan sin que se realicen laboratorios prácticos?, etc. La respuesta a estas inquietudes es la que se pretende resolver en el desarrollo de este proyecto, con foco de aplicación en el programa de ingeniería informática de la Fundación Universidad Católica del Norte, el cual se imparte bajo un esquema 100% virtual.

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Modelo de laboratorios prácticos

A lo largo de la historia se han usado diferentes paradigmas o modelos de laboratorio que han permitido una evolución de los mismos y de la forma de interiorizar los conceptos teóricos del aula de clase Dichos modelos se clasifican en los siguientes (Crespo Madera et al, 2005):

Modelo de Transmisión-Recepción. En este modelo se observa que los laboratorios son un complemento a la teoría en el cual se manipulan diferentes instrumentos con el objetivo de adquirir destreza en su uso. El enfoque que presenta el modelo se refiere a las prácticas en laboratorio las cuales están diseñadas para que el estudiante siga un procedimiento estricto en el que se lleva el paso a paso reproduciendo una guía elaborada por el docente, sin oportunidad de poder razonar, analizar o refutar el por qué se deben hacer las cosas de esa manera.

Modelo de Descubrimiento Autónomo. En este modelo (que puede considerarse una evolución del anterior), el estudiante debe realizar el descubrimiento de hechos o leyes. Sin embargo, carece de un foco específico ya que el estudiante explora lo que puede de forma no estructurada y no se cuenta con un procedimiento o un problema a resolver, es decir, se pasa de la rigidez de seguir una guía al pie de la letra a un modelo mucho más flexible en el que no se tiene una fundamentación basada en principios teóricos.

Modelo de Enfoque en el Proceso. Basados en este paradigma, la técnica de los laboratorios se centran en el aprendizaje y aplicación de los métodos científicos como son la observación, la clasificación, las hipótesis, y la realización, entre otros (es decir, el método científico). Este modelo surge debido a las innegables falencias que tiene el enfoque de descubrimiento autónomo, en el que no se le da importancia a la adquisición de conocimientos concretos. Contrario a esto, este enfoque se centra en un método que es ampliamente conocido en el ámbito académico y científico.

Modelo Constructivista. El último paradigma que se expone consiste en utilizar los laboratorios y herramientas prácticas como mecanismos para la resolución de problemas reales y prácticos, a partir del conocimiento previo adquirido y desde el punto de vista que el alumno perciba. Una orientación constructivista ha demostrado tener gran validez como lo menciona (Crespo Madera, et al), quienes afirman que este modelo "garantiza resultados altamente productivos utilizando los métodos y criterios apropiados para asegurar la calidad del proceso de enseñanza y aprendizaje, pues existe una interacción dinámica entre la realidad, el contenido, el docente, los alumnos y el medio para favorecer el aprendizaje".

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Partiendo de la premisa que el constructivismo es una corriente pedagógica que enuncia que el aprendizaje es un proceso de construcción de conocimiento a través de la interrelación entre las personas y el ambiente (Jonassen, 1991); esta apreciación involucra al ser humano como un individuo que sabe o entiende lo que él mismo ha experimentado por cuenta propia; este enfoque puede corroborar que los ejercicios de laboratorio apalancan la aprehensión de conocimiento por parte de los estudiantes, dándoles confianza y seguridad en la apropiación de conocimientos teóricos, los cuales son reforzados con métodos prácticos.

Modelo de laboratorios virtuales

Las TIC se han convertido en un punto de lanza vital de los procesos de enseñanza y aprendizaje en los modelos de educación virtual. Se hace necesario apropiar las herramientas y técnicas con que se cuenta en el mundo real, y poder incorporarlas en entornos de formación soportados en un modelo virtual para lograr cumplir con estándares de calidad y eficiencia necesarios en la modalidad virtual de formación que le permitan al estudiante apropiarse de conocimientos prácticos y tener un proceso de aprendizaje incremental mediante la puesta a prueba del conocimiento adquirido.

El avance de las tecnologías que habilitan el uso de internet han abierto un espacio importante para lograr apropiar los modelos enfocados a la presencialidad en el entorno de los ambientes virtuales de aprendizaje y lograr economías de escala con amplios beneficios tanto para las escuelas de educación superior como para los estudiantes que usan la modalidad de aprendizaje virtual. El avance en el internet, los protocolos de comunicación, la capacidad de procesamiento de los equipos de cómputo, la telefonía celular, los dispositivos móviles, entre otros, presentan una oportunidad para lograr superar las deficiencias en los cursos impartidos en las aulas de clase, bien sea bajo la modalidad presencial o virtual. Lo anterior combinado con las restricciones de tiempo, recursos y desplazamiento que se presentan en la sociedad actual.

Un laboratorio virtual es una simulación de la realidad usando los patrones descubiertos por la ciencia. Estos patrones o leyes, si se prefieren, son codificados por el procesador de un computador para que, mediante algunas órdenes que se les da, éste nos brinde respuestas, las cuales se asemejan a lo que en la vida real se podría obtener (Pardo & Vázquez, 2005). Existen otras definiciones al respecto las cuales definen que los laboratorios virtuales son un tipo de objetos multimedia interactivos los cuales están compuestos de formatos heterogéneos que incluyen texto, hipertexto, sonidos, imágenes, animaciones, videos y gráficos; con un objetivo implícito de aprendizaje (Budhu, 2002). Estas herramientas pueden tener diferentes tipos de interacción (sincrónico y asincrónico) para motivar, retar y probar el conocimiento que se adquiere.

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Una mirada evolutiva a los laboratorios virtuales

Los laboratorios virtuales inicialmente fueron concebidos como complemento de los laboratorios físicos en el área de ingeniería en el sentido de ofrecer instrumentos adicionales al aprendizaje tradicional usando técnicas de simulación (Debel, et al, 2009). Se hacia la entrega de material complementario a través de herramientas de almacenamiento masivo como CD’s y podría estar acompañado de un libro guía para su manipulación. En algunos casos concretos, los libros usados como guía de aprendizaje de alguna temática de ingeniería eran lanzados al mercado con un CD que permitía la simulación de algunos de los temas tratados.

En la actualidad, el uso de los laboratorios virtuales se puede implementar mediante la manipulación remota de instrumentos o mediante el uso de programas de software de simulación y animación de la realidad. Estos programas de propósito específico pueden ser desarrollados para una asignatura concreta (Barrio, et al, 2011). Los Laboratorios y simuladores permiten diseñar y manipular de forma virtual una gran variedad de procesos y operaciones técnicas y han demostrado ser de mucho valor para reforzar los conocimientos teóricos adquiridos en las aulas físicas o ambientes virtuales de aprendizaje.

Debe quedar claro que aun cuando tratamos de imitar la realidad a través de simuladores o laboratorios virtuales, esto no se puede lograr en un 100%, ya que el modelo es una abstracción que carece de infinidad de elementos que hacen parte de lo que en verdad ocurre. (Pardo & Vázquez, 2005)

Los beneficios que tienen los laboratorios virtuales son los siguientes:

No hay ninguna restricción de tiempo y lugar para lograr interacción. Reducción del tiempo de desplazamiento de los actores que participan en la

actividad. Se pueden usar varias veces y consultar los resultados en cualquier momento. Ofrecen un menor riesgo ya que se encuentra en un ambiente protegido al no

estar expuesto físicamente a operaciones peligrosas o resultados no deseados. Menores costos de implementación, puesta en marcha y mantenimiento.

Existen varios autores que consideran ventajas adicionales a los activos intangibles que soportan la operación de los laboratorios virtuales como lo son la reusabilidad (posibilidad de usar varias veces), portabilidad (puede ser usada en distintas plataformas), modularidad (capacidad de ser usada por módulos), adaptabilidad y la durabilidad. (Bottentuit Junior & Clara, 2007).

Experiencias en el uso de Laboratorios Virtuales

A lo largo de los años han surgido experiencias en el uso de los laboratorios virtuales en distintas áreas de las ciencias. Una de ellas está relacionada con la robótica y específicamente con la simulación de algoritmos de visión artificial y tele operación de

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robots industriales. En estas prácticas se emplea un entorno de software que está disponible a través de internet (Torres, et al, 2004). La simulación de dichos ambientes se basa en software java y en VRML (Virtual Reality Modelling Language) el cual es un software estándar para representar escenarios de realidad virtual. Con la ayuda de estas herramientas, los estudiantes son capaces de practicar y obtener secuencias de ejecución de movimientos correctos en los robots de forma remota.

De igual forma, existen experiencias en la implementación de laboratorios virtuales para el estudio de dispositivos electrónicos. La visualización de los datos al estudiante se realiza mediante gráficas en Java, montadas en el equipo servidor por medio de una página web con manejo de bases de datos que permita el control de acceso y la interacción entre el estudiante usuario del laboratorio virtual y el docente encargado. La anterior página web posee el enlace a los Applets y Servlets encargados de capturar los parámetros que serán entregados a la tarjeta micro-controlada y la interfaz para la visualización de los datos retornados. (Ibarra B., et al, 2007). Lo anterior le permite al estudiante interactuar con los equipos electrónicos de los laboratorios a través de internet permitiéndole simular un laboratorio real.

Otras prácticas relacionadas con sistemas expertos son usadas como laboratorio virtual donde se implementa un agente pedagógico virtual el cual posee la experiencia de un educador experto que puede guiar, evaluar y retroalimentar al estudiante en el desarrollo del laboratorio. Para soportar dicho laboratorio se usan herramientas de realidad virtual combinadas con java. (Tzeng, 2001).

También existen experiencias en el uso de laboratorios virtuales en dispositivos móviles con las ventajas que conlleva el ejercicio en términos de portabilidad y la amplia difusión (casi todos los estudiantes tiene un teléfono móvil inteligente). Este modelo tiene restricciones tales como el poder de procesamiento del equipo móvil, el tamaño de la pantalla y la limitación en el uso de la solución, solo por mencionar algunas. El trabajo es un prototipo de laboratorio móvil de química que consta de una parte teórica y otra práctica donde los estudiantes pueden simular ejercicios de química orgánica a través del procesamiento de datos, imágenes y sonidos (Bottentuit Junior & Clara, 2007).

Experiencias en el uso de laboratorios virtuales en el ámbito Colombiano

A principio de Marzo de 2010 se presentó el proyecto denominado Red de laboratorios virtuales y tele-operados de Colombia. El proyecto apunta a la creación de una RED que integra los laboratorios virtuales y tele-operados de Colombia, e-Lab Colombia, mediante una plataforma web accedida a través de una red nacional de colaboración científica y académica llamada RENATA la cual se concibió como una herramienta alternativa pedagógica e investigativa, donde los estudiantes pueden desarrollar las actividades prácticas en forma remota para el fomento de las destrezas y habilidades en el manejo de materiales y equipos relacionados con las temáticas de sus campos de formación, y a la vez, permitir el desarrollo de nuevas investigaciones científicas en

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el país que requirieran del uso de laboratorios especializados. (Red Nacional Académica de Tecnología Avanzada RENATA, 2012).

En ese comienzo se formuló que los laboratorios virtuales, serian simulaciones multi-mediales con acceso vía RENATA, diseñados bajo el concepto de Objetos Virtuales de Aprendizaje (OVA), que permiten a los estudiantes realizar prácticas que simulen, lo más parecido posible, las condiciones que se presentan en un escenario real de práctica y permitan la manipulación remota de dispositivos más especializados ubicados en diferentes laboratorios presenciales de las instituciones de educación superior participantes, que permitirá la colaboración en tiempo real con la comunidad académica e investigativa del país.

Adicional al caso anterior, universidades como UNAD, Universidad del Valle, Universidad de Antioquia y Universidad del Cauca han incursionado en la utilización de tecnologías y redes de conocimiento similares, las cuales buscan compartir recursos, reducir costos por conceptos de adquisición, mantenimiento y reparación de equipos, compra de materiales y reactivos y solucionar las dificultades generadas por la poca disponibilidad de espacios donde desarrollar las actividades prácticas en las asignaturas de las ciencias básicas en los programas de ingenierías y las ciencias de la salud, al igual que en el equipamiento especializado para la investigación científica.

A finales de Marzo de 2008, la universidad Santo Tomás presento un proyecto para la implementación de laboratorios virtuales con énfasis en comunicaciones móviles el cual consiste en crear una plataforma basada en RENATA donde se desarrollen laboratorios virtuales implementando un módulo de comunicaciones móviles administrado por un sistema de contenidos.

Entre sus objetivos específicos estaban los siguientes:

Implementar y desarrollar un laboratorio virtual de comunicaciones móviles sobre la una red formada por un grupo de universidades que conecta la comunidad académica y varios centros de investigación alrededor del mundo.

Ofrecer a los alumnos de la Universidad Santo Tomás herramientas más accesibles para su aprendizaje y que vayan a la vanguardia con el avance tecnológico mundial.

Crear vínculos con otras universidades y ampliar las oportunidades tanto para los estudiantes como para la misma Universidad Santo Tomás.

Desarrollar e implementar aplicaciones que trabajen en red y de esta forma compartir con otras instituciones educativas los proyectos de investigación generados en la universidad.

El proyecto finalizo a finales de Septiembre de 2009. (Universidad Santo Tomas, 2009)

La comunidad educativa virtual del SENA ha enmarcado su objetivo en ofrecer a los ciudadanos educación virtual en los diferentes tipos de modalidades educativas, haciendo uso de las TIC para no limitar el conocimiento y aprendizaje debido a las

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barreras del tiempo y la ubicación geográfica, eliminando así los costos de tiempo, desplazamiento y rigidez de horarios que influyen en la calidad de la formación recibida por el estudiante. Una de las actividades desarrolladas hasta el momento ha sido la implementación de laboratorios de control remoto, donde utilizando las herramientas de formación virtual, los estudiantes pueden desarrollar prácticas e interactuar con equipos (sistemas de micro controladores, equipos de automatización, refrigeración, etc.)

Igualmente, se han hecho convenios entre algunas instituciones de educación superior de Colombia tales como la Fundación Universitaria Luis Amigó y la Institución Universitaria de Envigado. Estas Universidades formularon un proyecto para desarrollar una metodología para estructurar, diseñar, implementar y mantener laboratorios virtuales. El convenio fue firmado en abril de 2012. (Convenio específico de Colaboración y mutua ayuda entre la Institución Universitaria de Envigado y la Fundación Universitaria Luis Amigó Nro 50, 2012).

Modelo de Laboratorios virtuales para programas 100% Virtual

Entre las características de un programa de Ingeniería Informática que se oferta bajo modalidad 100%, es que se soporta 100% en las TIC, lo cual conlleva un reto bastante exigente para efectos de implementar un esquema coherente y con calidad en el tema de laboratorios. En la figura 1 se observa la metodología propuesta para el desarrollo del proyecto.

Estrategia de laboratorios para el programa de ingeniería informática

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Los avances del desarrollo del proyecto permiten identificar algunas estrategias y tecnologías claramente definidas que han permitido enfocar el modelo en tres posibilidades para el desarrollo de laboratorios:

Opción-1

Laboratorios con software libre y

en las estaciones de los

estudiantes

Gran parte de los laboratorios y prácticas que se van a desarrollar en el programa se pueden realizar utilizando software libre, y utilizando los mismos computadores que dispongan los estudiantes. Para cada curso, se entrega una lista de los laboratorios a desarrollar y las herramientas de software a utilizar.

Opción-2

Laboratorios utilizando

infraestructura y software de

servicios en la nube (cloud)

Para algunos laboratorios y prácticas que requieren de una infraestructura más compleja, se van a contratar servicios de infraestructura y seguridad que funcionan en la nube. Estos servicio tiene la versatilidad de poder alquilarse por # de usuarios, periodos de tiempo, etc. Proveen diferentes servicios que facilitan poder diferentes laboratorios. La utilización de estos recursos le imprime a la especialización una mayor capacidad de respuesta y solidez en su diseño implementación. Existen muchas opciones en el mercado, lo cual facilita poder seleccionar lo que efectivamente se requiere, además que se obtienen costos más favorables.

Opción-3

Laboratorios utilizando

infraestructura y software en el

Datacenter de la FUCN

Esta opción presenta casi la misma funcionalidad que la anterior, pero varía principalmente en que la infraestructura la coloca directamente la universidad, a través de los servicios de outsourcing de tecnología. Es factible que se pueda hacer un híbrido entre las opciones 2 y 3. Esta opción requiere de personal para la administración y brindar soporte, por lo cual es menos atractiva que la anterior.

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Apartes del resultado del diagnóstico

HERRAMIENTAS DE SOFTWARE Y SIMULADORES UTILIZADOS Y/O REQUERIDOSINFORME DE ANÁLISIS

PROGRAMA AL QUE APLICA ESTE ANÁLISIS: INGENIERÍA INFORMÁTICA (Marzo 2013)

GRUPOS DEESPECIALIDAD

TEMÁTICA

REQUERIMIENTOS SEGÚN EL PLAN DE ESTUDIOS

HERRMIENTAS Y MECANISMOS COMO

SE SUPLEN ACTUALMENTE LOS REQUERIMIENTOS

DEBILIDADESENCONTRADAS

PROPUESTA YESTRATEGIAS

Grupo-1

ALGORITMOS

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

INGENIERÍA DE SOFTWARE

- Todos los cursos relacionados con estas temáticas requieren de la utilización de herramientas de desarrollo de software de diferente tipo y tecnologías.

- Los estudiantes deben tener la posibilidad de instalarlos en sus propios computadores y/o acceder a servicios que se presten desde un servidor (que disponga la universidad o de servicios en Internet).

- Se utilizan diferentes herramientas de software y lenguajes de programación. Algunos de ellos de uso libre y otros licenciandos.

- Los facilitadores utilizan herramientas de Sw. según el dominio que tengan de ellas; no necesariamente las definidas en la carta descriptiva del curso.

- Hay cursos que no especifican la utilización de herramientas de software para la partes práctica, lo cual queda a criterio del facilitador (no es buena práctica).

- No se utilizan los servicios y herramientas de software que provee el Campus Agreement de Microsoft.

- Falta incorporar otras herramientas de software de otros proveedores.

- Implementar un proyecto para explorar todas las funcionalidades y herramientas que dispone el Campus Agreement de Microsoft para ser utilizados por la Academia.

- Actualizar cartas descriptivas y planeaciones didácticas de cada curso, definiendo las herramientas de software que deben ser utilizadas.

- Establecer convenios de tipo académico con otras empresas fabricantes de software para acceder a otras tecnologías diferentes a Microsoft (ej: Oracle, IBM).

- Hacer una reasignación de facilitadores para los cursos que requieren del dominio y manejo de herramientas de software (que si manejen la competencia).

- Los cursos relacionados con estas temáticas requieren de la utilización

- Se utilizan manejadores de bases de datos de uso libre

- Se debe incorporar el uso de herramientas de Administración de bases de datos, herramientas de

- Las mismas propuestas descritas para el Grupo-1.

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TEMÁTICA






Grupo-2

BASES DE DATOS

de herramientas de gestión de bases de datos (RDBMS).

- Los estudiantes deben tener la posibilidad de instalarlos en sus propios computadores y/o acceder a servicios que se presten desde un servidor (que disponga la universidad o de servicios en Internet).

como son: Access, MySql, SqlServer.

reportería y de extracción d datos - Si se incorporan estrategias con Oracle e IBM, se puede acceder a utilizar bases de datos Oracle y DB2.

- Promover la utilizar de otras BD de uso libre como Posgress.

- Se requiere capacitar a facilitadores en el uso de estas herramientas.

- Validar la posibilidad de prestar el servicio de BD en algún servidor de la universidad. De esta forma, además de prestar el servicio, se puede mostrar que la universidad dispone de estos laboratorios. No es difícil hacerlo.

Grupo-3

SISTEMAS OPERATIVOS

- Los cursos relacionados con estas temáticas requieren de la utilización de servidores y sistemas operativos para poder realizar las prácticas.

- Las tecnologías actuales proveen la capacidad de que los estudiantes puedan hacer la instalación en sus

- No se utilizan herramientas de software ni simuladores. El curso se da 100% teórico.

- Se debe incorporar el uso de laboratorios virtuales (servidores virtualizados) a los cuales los estudiantes puedan entrar para realizar algunas de las prácticas relacionadas con esta área de conocimiento.

- Promover la instalación de máquinas virtuales en los equipos personales de los estudiantes.

- Las mismas propuestas descritas para el Grupo-1.

- El campus Agreement de Microsoft dispone de laboratorios virtuales para el caso de Windows.

- Se deben buscar alternativas para habilitar laboratorios en ambiente Linux (versiones libres). Esto se puede hacer a través de máquinas virtuales.

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TEMÁTICA






propias máquinas, pero es complicado debido a que requieren algunas configuraciones especiales.

- Para este caso, es importante que los estudiantes puedan acceder a servicios que se presten desde uno o varios servidores (que disponga la universidad o de servicios en Internet).

Para los casos que aplique. - Validar la posibilidad de prestar el servicio de acceso a servidores virtuales en algún servidor de la universidad o por algún servicio provisto a través de Internet.

Grupo-4

FÍSICA Y ELECTRÓNICA

ESTADÍSTICA

SIMULACIÓN

INVESTIGACIÓN DE

OPERACIONES

- Todos los cursos relacionados con estas temáticas requieren de laboratorios, en especial de Simuladores para el desarrollo de las diferentes prácticas.

- Los estudiantes deben tener la posibilidad de instalarlos en sus propios computadores y/o acceder a servicios que se presten desde un servidor (que disponga la universidad o

- Se utilizan diferentes herramientas, todas ellas de uso libre.

- Las herramientas utilizadas actualmente tiene funcionalidades muy básicas. En algunas temáticas se requieren mayores funcionalidades que sólo se obtiene con herramientas licenciadas.

- Este tema de está trabajando con los facilitadores que dirigen estos cursos para definir qué posibles herramientas pueden ser licenciadas.

- Indagar con el área de Informática sobre qué herramientas de las que alguna vez estuvieron licenciadas, se pueden re-licenciar pero en versión Web.

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TEMÁTICA






de servicios en Internet).

- En Internet se encuentran muchas de estas herramientas de uso libre, pero la idea, es poder contar con algunas de éstas que sean mucho más completos y que puedan ser publicados en servidores de la universidad.

Grupo-5

REDES DE DATOS Y

TELECOMUNICACIONES

- Idem al grupo-4 - Idem al grupo-4 - Idem al grupo-4 - Este tema de está trabajando con los facilitadores que dirigen estos cursos para definir qué posibles herramientas pueden ser licenciadas.

Grupo-6

FINANZAS

ADMINISTRACIÓN

- Estos cursos no demandan en gran medida el uso y utilización de herramientas de software y/o simulación.

- El área de Finanzas requiere el uso de estas herramientas para algunos casos específicos que

- Las herramientas por excelencia que se utiliza es el Excel.

- En los cursos relacionados con estas disciplinas se utilizan muy pocas herramientas de software o simuladores de apoyo (se soportan mucho en Excel).

- Se debe potenciar más el uso de Simuladores.

- Todas las herramientas requeridas se consiguen a través de simuladores que existen en Internet o que pueden ser generadas internamente bajo proyectos específicos.

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TEMÁTICA






generalmente son resueltos con una hoja de cálculo.

Grupo-7

DISEÑOMULTIMEDIA

- El tema de Diseño Multimedia se comienza a abordar desde el desarrollo de los programas Técnico y Tecnológico. También se propone como Electivas para el nuevo plan de estudios de Ingeniería Informática.

- Para el caso del programa Técnico en Soluciones Web, ya se ha comenzado con un curso relacionado con esta temática.

- Es una disciplina nueva que hasta la fecha no se ha desarrollado al interior de ningún programa de Ingeniería.

- Para el caso de cursos orientado a la Web, ya se ha comenzado con un curso relacionado con esta temática.

- Ninguna hasta el momento.

- Inicialmente se van a utilizar herramientas de uso libre.

- Indagar con el área de Informática sobre qué herramientas se utilizan en la FUCN para las áreas de diseño multimedia, videos, Web, etc. (sólo a nivel de referencia).

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Apartes de la propuesta sobre herramientas y tecnologías a utilizar

NOMBRE DELCURSO

NOMBRE DELPRODUCTO

TIPOSimulador /Herramienta

LINK O PÁGINADE ACCESO EN

INTERNET

TIPO DE LICENCIA

Libre / Licenciado

ÁREAS TEMÁTICAS DEL CURSO EN LAS

CUALESSE UTILIZA EL

PRODUCTO PARA HACER PRÁTICAS

DESCRIPCIÓN BREVEDE LO QUE HACE o PARAQUÉ SE PUEDE UTILIZAR

EL PRODUCTO

GRUPO-4 CIENCIAS BÁSICAS (MATEMATICAS, FISICIA, ESTADISTICA, SIMULACIÓN, INVETSIGACION DE OPERACIONES)FÍSICA MECÁNICA

Modellus 2.5 Herramienta de software

http://modellus.fct.unl.pt/login/index.php

libre Cinemática, Dinámica, Movimiento Circular, Movimiento armónico simple, campos, etc.

Es una herramienta interactiva donde el estudiante puede ingresar el modelo matemático que lo representa, condiciones iniciales, animaciones del movimiento, cálculos, gráficas y tablas entre otros.

FISICA Yenka Herramienta de Software

http://yenka.softonic.com/ libre Permite simular diferentes ambientes relacionado con la física

La principal característica, dentro de los diagramas de flujo que se crean, se pueden insertar variables a las que se puede seguir de cerca para observar su comportamiento durante la ejecución de los programas o rutinas.

FÍSICA MECÁNICA

Derive Licenciado Matemáticas, Cálculo Diferencial, Calculo Integral, Física Mecánica, Física de Campos, etc.

Realiza cálculos matemáticos y grafica funciones.

FISICA MECANICA

TEOREMA DE PITAGORAS

SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Operaciones con magnitudes vectoriales

Cálculo de las resultantes rectangulares de magnitudes vectoriales, fuerzas, velocidades,

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http://yenka.softonic.com/

NOMBRE DELCURSO

NOMBRE DELPRODUCTO



INTERNET

TIPO DE LICENCIA

Libre / Licenciado


CUALESSE UTILIZA EL



EL PRODUCTO

aceleraciones.FISICA MECANICA

MOVIMIENTO SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Tipos de movimientos

Cálculo de variables de algunos movimientos

FISICA MECANICA

CINEMATICA SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Movimientos en el plano

Calcula de acuerdo a los valores, variables del movimiento uniforme y movimiento uniformemente acelerado

FISICA MECANICA

MOVIMIENTO RECTILINEO


Libre Movimiento rectilíneo uniforme

Muestra los cambios sucedidos y los resultados al cambiar el valor de las variables

FISICA MECANICA

PROYECTILES

SIMULDOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Movimiento en el Plano

Recrea el movimiento parabólico y hace cálculos al cambiar valores de variables

FISICA DE CAMPOS

ONDAS SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Movimiento ondulatorio

Recrea diferentes tipos de ondas y muestra los fenómenos que ocurren en el movimiento ondulatorio

FISICA DE CAMPOS

ACUSTICA SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Sonido Explica los fenómenos de las ondas sonoras, fenómenos del sonido y cálculo de velocidades en diferentes medios

FISICA DE CAMPOS

LUZ SIMULADOR http://www.eduteka.org/instalables.php3

Libre Óptica Explica los fenómenos de las ondas de luz, y calcular velocidades e índices de refracción

FISICA DE CAMPOS

INTERFERENCIA


Libre Fenómenos de la Luz Calcula interferencia para diferentes longitudes de

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http://www.eduteka.org/instalables.php3










NOMBRE DELCURSO

NOMBRE DELPRODUCTO



INTERNET

TIPO DE LICENCIA

Libre / Licenciado


CUALESSE UTILIZA EL



EL PRODUCTO

onda y frecuenciasFISICA DE CAMPOS

Simulador de ciencias básicas

http://www.walter-fendt.de/ph11s/

Libre Simulador de laboratorios virtuales

Programa escrito en Java

SIMULACIÓN DE SISTEMAS

Simul 8 Simulador http://www.simul8.com/products/

Licenciado Simulaciones de sistemas de colas

Esta herramienta permite simular por medio de diagramas y relaciones los sistemas de colas incluyendo tiempos de espera, modificación de variables y simulación de comportamientos de sistemas.

MATEMATICAS OPERATIVAS

Simulador de ciencias básicas

Herramienta http://www.walter-fendt.de/m11s/

Libre Simulador de laboratorios virtuales

Programa escrito en Java

http://www.knewton.com/resources/

Libre Proporciona un ambiente para la educación y práctica de las matemáticas

Promueve lo que denominan aprendizaje adaptativo. Tiene una herramienta que ofrece un curso y ambiente de laboratorio

ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA

Microsoft Excel

Herramienta de Software

Licenciado Diseño de gráficos y presentación de datos.

Se utiliza especialmente para la realización de gráficos estadísticos y organización de datos.

ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA

Statistics 18 Herramienta de Software

http://ibm-spss-statistics.softonic.com/

Libre Diseño de gráficos y presentación de datos.

Se utiliza especialmente para la realización de gráficos estadísticos y organización de datos.

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http://www.walter-fendt.de/m11s/

http://www.walter-fendt.de/m11s/

http://www.simul8.com/products/

http://www.simul8.com/products/



La tabla se extiende con el análisis de cada uno de las asignaturas del programa.

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Conclusiones

Los modelos que han sido implementados cubren varias disciplinas de la ingenieria

como la robotica y eletrónica al igual que las ciencias fundamentales como la física y

quimica. Dichos modelos han dejado ser un simple experimento digital para

convertirse en un tema necesario en los planes de mejoramiento de la calidad de la

educación superior. Lo anterior hace necesario desarrollar una estrategia que

posibilite la creación de laboratorios virtuales para las áreas de ingenieria que permita

su consolidación en el tiempo.

Se requiere la definición de un modelo estructurado para la implementación de

laboratorios virtuales con el fin de garantizar una estrategia a largo plazo y el

cumplimiendo de estandares de calidad en los programas de Ingeniería que se

desarrollan bajo modalidad virtual.

Referencias

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Documents

Modelo Para La Implementación De Laboratorios En Programas