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INGENERARE / VOLUMEN 28, NÚMERO 2 - 2014 / 23
MEDIACIÓN DEL APRENDIZAJE EN ENTORNOS TECNOLÓGICOS:
CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE SOFTWARE DE SIMULACIÓN EN
CURSOS DE ELECTRÓNICA
MEDIATION OF LEARNING AT TECHNOLOGICAL ENVIRONMENTS:
CHARACTERIZATION AND EVALUATION OF SIMULATION SOFTWARE FOR ELECTRONIC COURSES
Mónica González
UNITEC, Departamento de Electrotecnia, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, Calle 48 y 116, (1900) La Plata,
Argentina, Universidad Nacional de Quilmes, Roque Sáenz Peña 352, Bernal, Argentina
[email protected]
RESUMEN. El desarrollo de la informática ha permitido la producción
de gran cantidad y tipos de programas de simulación que aplicados a
cursos de electrónica permiten apoyar estrategias de aprendizaje. En
este trabajo se analizarán algunas dimensiones asociadas con aplicaciones de entornos de simulación en el área de Ingeniería en Electrónica, Automatización y Control considerando su utilización en la realización de laboratorios virtuales de electrónica. Se intenta establecer
algunos criterios para seleccionar los programas más adecuados para
construir un aprendizaje signiﬁcativo. Se tomará en cuenta las posibilidades de analizar fenómenos y modelos en distintas condiciones de
operación, ejecutando métodos de prueba y error que permitan interaccionar fácilmente con el sistema y reproducir ambientes similares al
mundo real para desarrollar experiencias de laboratorio virtual.
Palabras clave. Software de simulación, laboratorio virtual, electrónica, SPICE, aprendizaje signiﬁcativo.
ABSTRACT. The development of informatics has allowed us to produce large quantities and types of simulation programs that can be
applied to electronics courses and that are changing mediation processes of learning.
This paper discusses some dimensions associated with simulation environments for applications in Electronics Engineering, Automation and
Control area, considering their use in performing virtual laboratories of
electronic.
It seeks to establish some criteria to select the most appropriate programs to build meaningful learning.
In addition, we compare the possibilities of analyzing the phenomena
and the models in different operating conditions, execute trial and error
methods, and allow easy interaction with the system, for build simulation environments similar to the real world to develop virtual labs.
Key Words. Simulation software, virtual laboratory, electronics, SPICE, meaningful learning.
24 / INGENERARE / VOLUMEN 28, NÚMERO 2 - 2014
1. INTRODUCCIÓN
Comenzando la segunda década del presente siglo, dominada
por los avances tecnológicos, la enseñanza y el aprendizaje
en los distintos campos disciplinares de la Ingeniería requieren replantear las propuestas educativas tradicionales [1]. La
inclusión de las tecnologías de la información y comunicación
en los procesos educativos impacta sobre las dimensiones de
la enseñanza y el aprendizaje.
Los docentes y los alumnos, desde perspectivas diferentes, se
ven implicados en estas nuevas formas de transmisión de la
información y de adquisición del conocimiento. Frente al enfoque
tradicional clásico de enseñanza en Ingeniería basado en un
modelo didáctico tecnicista se propone un modelo alternativo.
En el modelo tecnicista la propuesta de enseñanza privilegia la
transmisión de información, con roles y funciones específicas
para el docente, quien transmite, y el alumno, que recibe. El
conocimiento se presenta sin relación con el contexto y el aprendizaje se concibe como un producto de carácter reproductivista
que no considera el papel de los procesos cognitivos del alumno. Los alumnos aprenden a resolver problemas cuantitativos
mediante la memorización de casos particulares sin necesidad
de entender los conceptos subyacentes y sin desarrollar la capacidad de aprovechar la experiencia aprendida para aplicarla
a situaciones nuevas y más complejas, generando un aprendizaje profundo. Los procesos de evaluación están basados en
el logro de resultados observables que no implican el análisis
y el razonamiento.
Frente a este escenario, se vislumbran nuevos estándares educativos apoyados sobre innovaciones pedagógicas que incluyen
herramientas facilitadas por las tecnologías, junto con la inclusión
de metodologías orientadas hacia la formación en competencias
y habilidades propias de la profesión de Ingeniería.
En este trabajo se propone analizar las innovaciones resultantes
de la incorporación de recursos derivados de la informática y
las tecnologías de la información y comunicación, aplicados a la
reconstrucción de experiencias de laboratorio utilizando software
de simulación. Las mismas constituyen recursos educativos
emergentes que pueden integrarse al currículum establecido en
carreras de Ingeniería en Electrónica, Automatización y Control
como laboratorios de electrónica.
La experimentación en el laboratorio constituye una práctica
esencial para la formación de los futuros ingenieros, permitiendo el contacto y la confrontación de saberes con el mundo
real mediante la prueba, manipulación, calibración y utilización
de diversos instrumentos. La realización de esta práctica está
afectada por diversos factores que disminuyen su calidad y cantidad: cursos numerosos, falta de infraestructura, equipamiento
riesgoso, etc. La simulación de las experiencias de laboratorio
se puede constituir en una alternativa válida para superar los
inconvenientes anteriores.
La simulación es un recurso tecnológico-informático que crea un
espacio de mediación entre la realidad y el desarrollo de modelos
o teorías en distintas ramas del conocimiento científico. La interpretación y manipulación de estos modelos facilita la adquisición
de conocimientos tanto conceptuales como procedimentales.
Para fortalecer estas características las propuestas educativas
deben estar centradas en el alumno, y propender a la realización
de actividades en las cuales se imponga un contexto que se
aproxime lo más posible a la realidad. La tecnología debe ser
vista como una herramienta mediadora dentro de un contexto
de cambio y desarrollo social [2].
1.1 Competencias, aprendizaje activo y simulación. Marco
de referencia.
La tendencia curricular basada en la implementación de un currículum por competencias requiere considerar que el desarrollo
de las mismas demanda una planificación de largo alcance, diseñando las estrategias de enseñanza, aprendizaje y evaluación
adecuadas a estos propósitos. Las competencias se construyen
durante el tránsito por todo el proceso educativo y además, el desarrollo de cada competencia depende del contexto. Por ello, es
esencial situar al alumno en contextos de aprendizaje cercanos
al desarrollo profesional. Esto impone cambios en las planificaciones docentes desde un modelo centrado en la enseñanza
hacia un modelo centrado en el aprendizaje del alumno.
Este enfoque propicia el aprendizaje por proyectos, estudio de
casos, resolución de problemas abiertos, uso de herramientas
TIC, trabajo en grupo, fomento del autoaprendizaje, entre otros
recursos.
Los fundamentos teóricos de este modelo se encuentran en las
teorías del aprendizaje proporcionadas por los enfoques constructivistas, que desarrolladas a lo largo del siglo XX, dieron lugar
a distintos enfoques que pueden aplicarse hoy con la incorporación de tecnologías. De todas las aportaciones teóricas consideraremos tres: la perspectiva teórica de Vygotsky sobre la Zona
de Desarrollo Próximo, el aprendizaje significativo de Ausubel
y los enfoques de Gagné sobre el procesamiento humano de
la información [3]. De los mismos pueden derivarse estrategias
de planificación de actividades orientadas al aprendizaje activo
y formación en competencias utilizando herramientas de simulación. Según la perspectiva teórica de Vygotsky, los procesos
mentales superiores son funciones de la actividad mediada en
un contexto de relación cultural. El desarrollo de la estructura
cognoscitiva del sujeto es el producto de dos modalidades de
interacción entre el organismo y el medio ambiente: la exposición
directa a fuentes de estímulo y el aprendizaje mediado; es decir,
la manera en que los estímulos del ambiente son transformados
por un agente mediador.
El efecto de una experiencia de aprendizaje mediado es la
generación de una inclinación actitudinal para beneficiarse por
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la exposición directa a los estímulos. El docente tiene un rol de
vital importancia al seleccionar los instrumentos de mediación
más adecuados para lograr una mayor estimulación en el alumno. Los programas de simulación se convierten en excelentes
recursos para lograr este objetivo.
El Aprendizaje Significativo propuesto por D. Ausubel [4, 5], es
el proceso por el cual un nuevo conocimiento o información se
relaciona con la estructura cognitiva del que aprende de forma no
arbitraria y sustantiva o no literal. La presencia de ideas, conceptos o proposiciones inclusivas, claras y disponibles en la mente
del aprendiz es lo que dota de significado a ese nuevo contenido
en interacción con el mismo. Para que el aprendizaje sea significativo se requieren: una disposición emocional y actitudinal en
el alumno para aprender de forma significativa y un material de
estudio potencialmente significativo, organizado de manera no
arbitraria para lograr la construcción del conocimiento.
La teoría del procesamiento humano de la información de Gagné
utiliza principios que explican el aprendizaje como desarrollo
interno del individuo, no abandona la concepción conductista de
estímulo-respuesta y le da un papel importante al mecanismo
de la memoria.
Según Gagné, los procesos de aprendizaje consisten en el cambio de una capacidad o disposición humana, que persiste en el
tiempo y que no puede ser atribuido al proceso de maduración.
Teniendo en cuenta estos fundamentos la simulación como
estrategia metodológica se presenta como una herramienta con
excelentes propiedades para lograr un aprendizaje activo.
análisis y comparación de datos, resolución de problemas, etc.,
propiciando la construcción del conocimiento y posibilitando un
aprendizaje significativo [6].
En el caso del análisis de sistemas electrónicos es muy variada
la disponibilidad de software de simulación, por lo que deben
establecerse algunos criterios para su adecuada selección.
2.1. Principios básicos de selección de software para electrónica
Dentro de la amplia variedad de programas de simulación compatibles para ser usados en sistemas electrónicos, se toma como
un primer criterio para su selección la naturaleza y fiabilidad de
los modelos que representan a los distintos componentes electrónicos, eléctricos y sus conexiones. Por ello, se seleccionaron
aquellos programas de simulación desarrollados bajo el estándar
de simulación denominado SPICE (Simulation Program with
Integrated Circuit Emphasis). SPICE fue desarrollado durante
la década de 1970 en la Universidad de Berkeley como un
programa de código abierto, y actualmente, muchas empresas
presentan versiones modernas y ampliadas a partir del programa
SPICE original. La mayoría de las versiones corre bajo sistema
operativo Windows aunque se disponen de algunas versiones
para sistema operativo LINUX.
Hay una importante oferta de software de simulación para electrónica tanto bajo licencia como libre. Es importante seleccionar
aquellos programas que sean los más adecuados para generar
ambientes de aprendizaje basados en experimentos y que se
aproximen al ambiente de experimentación real de un sistema
electrónico.
El segundo de los criterios adoptados para la selección fue la
disponibilidad de versiones gratuitas o libres. La mayoría de los
programas se presentan en versiones comerciales con licencia
de muy alto costo, ya que fueron desarrollados para un uso
profesional más que educativo. Sin embargo, se pueden obtener
versiones evaluativas (demos) reducidas, o versiones completas
con límite de tiempo de utilización por 30 días, suficientes para
el entrenamiento básico del alumno en la simulación de varios
tipos de experiencias. También se ofrecen versiones de costo
reducido para uso académico o estudiantil.
2. SOFTWARE DE SIMULACIÓN PARA ELECTRÓNICA.
ANÁLISIS Y CRITERIOS DE SELECCIÓN
El tercer criterio utilizado fue determinar las características
pretendidas de los programas de simulación para ser usados
con fines educativos.
La simulación se centra en el desarrollo de un modelo, representación abstracta de un sistema o parte del mismo, expresado en
forma matemática. Actualmente se encuentra una amplia variedad de programas de simulación aplicables a distintos campos
de la Ingeniería, que pueden usarse como recursos didácticos.
El alumno puede trabajar en la construcción del modelo, la experimentación sobre un modelo ya realizado y/o la manipulación
del modelo cambiando parámetros, obteniendo y verificando
resultados en distintas condiciones de operación, etc. Para complementar la experiencia puede contrastar los resultados con los
generados en una experimentación real, validando la precisión
del modelo simulado. En la realización de estas actividades pone
en juego distintos recursos cognitivos: formulación de hipótesis,
Adoptando un enfoque educativo constructivista se considera
que: “El conocimiento de los fenómenos que construimos y las
destrezas intelectuales que desarrollamos incluyen información
sobre el contexto de la experiencia. La información sobre el
contexto es parte del conocimiento que es construido por el
aprendiz para explicar o dar sentido a un fenómeno. Desde el
constructivismo se considera que las destrezas que tenemos
tienen más significado si son adquiridas inicialmente y consistentemente en un contexto significativo con el que las podemos
relacionar.
En función de esta perspectiva en el Cuadro 1 se presentan las
características principales tomadas en cuenta para seleccionar
software.
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Tabla 1. Principios básicos para fines educativos del software
Estructura
Organización de contenidos. Usos y
coherencia de presentación
Interfaz gráﬁca
Comunicación con el usuario a través de la
pantalla
Navegabilidad
Facilidad del usuario para recorrer la
información
Usabilidad
Diseño centrado en el usuario a través de la
pantalla
Interactividad
Incentivación del interés del usuario
facilitando el aprendizaje
Multimedia
Usos de distintos códigos para representar y
procesar la información
Motivación
Cognitiva: interacción con el medio
Instrumental: interacción con los contenidos
Flexibilidad
Adaptación según las necesidades e
intereses del usuario
Accesibilidad
Desarrollo accesible para usuarios con
necesidades especiales
2.2. Características técnicas especíﬁcas
En función de los criterios básicos anteriores se presentan
algunas características técnicas asociadas a la selección particular de los programas de simulación aplicados a sistemas
electrónicos.
• Instalación y uso
La instalación del programa deberá ser sencilla y rápida, sin
necesidad de ser un usuario experimentado. Convienen los
programas autoejecutables sin configuraciones complicadas.
Es importante contar con la desinstalación fácil el recurso
cuando sea necesario. La presencia de un sistema de ayuda
on-line permitirá solucionar cualquier duda.
plejidad matemática, esta característica será transparente
para el alumno, disminuyendo el tiempo de aprendizaje. Es
importante contar con la posibilidad de modificar los valores
de entrada de la simulación y observar los efectos sobre las
salidas. Esta acción se puede realizar modificando valores
numéricos por teclado o a través de una barra de desplazamiento.
• Creación de bibliotecas de modelos
Es una posibilidad muy interesante para los usuarios crear
sus propios modelos a partir de la generación de bloques
funcionales y almacenarlos en librerías propias, las cuales
pueden compartirse con otros usuarios a través de Internet.
Este tipo de recursos depende de cada programa de simulación, por lo que en general se desarrollan en el lenguaje
propio del programa.
• Salidas gráﬁcas y numéricas
El formato de los datos de salida es fundamental para que el
alumno obtenga una visión clara de los resultados obtenidos
de la simulación y pueda contrastarlos con los esperables
desde los fundamentos teóricos. La salida gráfica debe permitir la configuración de la forma del gráfico, escalas, ejes,
colores, etc.
Los entornos de simulación actuales permiten incorporar
simulaciones de aparatos e instrumentos de medida. Este
recurso, muy utilizado en ambientes científico-tecnológicos
se denomina instrumentación virtual. Posee gran valor formativo, ya que permite al alumno realizar prácticas sobre
instrumentos aprendiendo el manejo de los mismos sin
perjuicio para el instrumento. Los resultados se observan
como datos numéricos o gráficos sobre la pantalla de los
instrumentos virtuales.
• Instrumentación virtual
• Interfaz gráﬁca
Dado que la interfaz gráfica posibilita la interacción entre
el programa y el usuario, debe ser de manejo sencillo y
de diseño atractivo, intuitivo y no requerir mucho tiempo
de aprendizaje. Actualmente, la mayoría de los programas
utilizados en Ingeniería presentan una interfaz gráfica con
iconografía similar al entorno de Windows; de esta forma
muchas de las funciones no necesitan aprendizaje porque
son conocidas por el usuario.
• Modelización de componentes y variación de
parámetros
En los tipos de software que se analizarán el usuario no
construye el modelo por lo cual, aunque sea de gran com-
La instrumentación virtual es un recurso apropiado para
simular entornos de laboratorio. En un instrumento virtual
la pantalla de la computadora provee la interfaz de usuario
similar a un instrumento real, en tanto que el procesamiento
de la información y las mediciones pueden realizarse internamente o por medio de dispositivos externos que realizan
la tarea de adquisición de datos. El componente más importante es el software, permitiendo desarrollar aplicaciones
personalizadas.
Con los desarrollos provistos por la instrumentación virtual
junto con el uso de Internet los datos obtenidos de una
medición pueden publicarse a través de la web desde los
dispositivos de control de medición, o incluso ser enviados
a través de un teléfono móvil. En carreras de Ingeniería el
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uso de la instrumentación virtual para simular experiencias
de laboratorio permite superar problemas vinculados con
cursos numerosos, falta de infraestructura de equipamiento
o cuando las experiencias presentan riesgos personales o
en el instrumental a utilizar.
2.3. Características de calidad
Otro aspecto a considerar es la calidad del programa a utilizar.
Este, sin embargo, es un problema complejo porque depende
de la propuesta docente y de los aspectos tecnológicos que
condicionan esa propuesta.
Cadence 16.6 (www.cadence.com)
Es un paquete de programas donde el usuario trabaja creando
proyectos. El circuito a probar se genera a partir de un editor de
esquemas mediante una interfaz gráfica basada en los símbolos
de los componentes, seleccionados de bibliotecas de modelos
básicos y de fabricantes de componentes. Una vez finalizado
el esquema del circuito se puede realizar un chequeo de las
conexiones y colocar “puntas de prueba” para visualizar formas
de onda de corrientes y tensiones en puntos elegidos del circuito.
Los resultados de la simulación se visualizan en una pantalla
aparte con una excelente resolución gráfica.
En este caso se decide considerar algunos de los parámetros
dados por Cataldi [7]: funcionalidad, eficiencia, portabilidad y
confiabilidad. La funcionalidad es la capacidad del software de
cumplir los objetivos para los cuales fue desarrollado. La eficiencia, implica minimizar los recursos que utiliza. La portabilidad
indica la posibilidad de ser ejecutado en distintas plataformas.
La confiabilidad es la capacidad de mantener la ejecución frente
a imprevistos.
Los resultados se pueden exportar a una base de datos de tipo
Excel. La versión profesional (bajo licencia) permite simular
circuitos con muchos más componentes y bibliotecas comerciales. El paquete se completa con ambientes que permiten la
elaboración del diseño de la plaqueta sobre la cual se montará
el circuito una vez finalizado el diseño. No tiene la posibilidad
de simular instrumentos virtuales pero la calidad de los gráficos
y la facilidad y flexibilidad de uso lo hacen muy adecuado para
recrear ambientes de experimentación de laboratorio.
3. DESCRIPCIÓN Y COMPARACIÓN DEL SOFTWARE SELECCIONADO
La Figura 1 muestra un ejemplo de simulación con Cadence
16.6.
Teniendo en cuenta los criterios comentados en los apartados
anteriores en la Tabla I se muestra un conjunto de programas
seleccionados para simulación de sistemas electrónicos. Los mismos usan como código base el estándar SPICE. Algunos pueden
ser descargados a través de Internet en versiones de prueba,
versiones reducidas (demos) o pueden simularse en línea.
Tabla 2.
Software
Licencia
Nivel de usuario
Cadence 16.6
Si/Demo
Medio Avanzado
Multisim 12
Si/Prueba 30 días
Medio Avanzado
LTSpiceIV
Software libre
Medio
ICAP/4
Si/Demo
Medio Avanzado
TopSpice8.48
Si/Demo
Medio
Micro-cap 10
Si/Demo
Medio
Visual Spice 6
Si/Demo
Medio Avanzado
5Spice 2.0
Si/Demo
Básico
TINA 9.3
Si/Prueba 30 días
Medio
CircuitLab
On-line
Básico
SIMetrix
Si/Prueba 15 días
Básico
Figura 1. Ejemplo simulación con Cadence 16.6
A continuación se realiza un comentario breve de algunos
de los programas de simulación seleccionados, considerando su uso para recrear situaciones de experimentación en
laboratorio.
NI Multisim 12 (www.ni.com)
Presenta como rasgo significativo la posibilidad de integrar al
editor de esquemas el uso de instrumentos virtuales, dando a
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la simulación una mayor aproximación a un entorno de experimentación en un laboratorio. Los resultados de la simulación
pueden visualizarse por medio de los distintos instrumentos
virtuales: osciloscopio, trazador de curvas, multímetros, etc. El
entorno gráfico es muy interactivo potenciando su capacidad
como herramienta de aprendizaje. Posee una amplia biblioteca
con más de 16000 componentes.
En su versión completa permite la interacción con otros paquetes
de software más complejos, así como la realización de la plaqueta de montaje del circuito. Es un complemento de enorme valor
para la comprensión profunda del funcionamiento de los circuitos
y muy adecuado para la recreación de ambientes de laboratorio,
especialmente en propuestas centradas en autoaprendizaje
dada la posibilidad de manipulación de instrumentos. Se presenta en versiones profesionales, docentes y estudiantiles.
operativo Windows. Como una ventaja sustancial LTspice IV es
un software de descarga gratuita sin costo de licencia, que se
presenta como una herramienta muy valiosa para el diseñador
electrónico.
LTspice IV posee un visor en tiempo real de la forma de onda
del circuito bajo ensayo. Este instrumento virtual similar a un
osciloscopio muestra los resultados obtenidos de la simulación.
Es de fácil instalación y no posee limitaciones respecto al número
de componentes o nodos de un circuito, como sucede con otras
versiones de programas similares en versiones demostrativas.
La Figura 3 muestra un ejemplo.
Cuenta con una amplia disponibilidad de recursos educativos
(cursos on-line, videos, tutoriales, textos) para apoyar el trabajo
docente accesibles en la página de la empresa que lo desarrolla.
La Figura 2 muestra un ejemplo de simulación visualizando los
resultados en un osciloscopio virtual.
Figura 3. Ejemplo simulación con LTspice IV
TopSpice 8.48 (www.penzar.com)
LTspice IV (http://www.linear.com/)
Es un paquete de simulación de circuitos basado en el estándar SPICE. Posee una interfaz fácil de usar. Los comandos de
simulación se especifican por medio de un menú de opciones
muy amigable. Tiene una extensa librería de componentes y
una resolución gráfica muy buena. Es apropiado para su uso en
laboratorios virtuales aunque no posee instrumentación virtual.
Es adecuado para usuarios que recién se inician en el uso de
paquetes de simulación de circuitos.
Es un simulador Spice de alto rendimiento distribuido por el
fabricante de componentes electrónicos Linear Technology. Se
descarga de la página web del fabricante y corre bajo sistema
En comportamiento analógico permite describir los componentes electrónicos y los bloques funcionales del circuito utilizando
funciones de transferencia.
Figura 2. Ejemplo simulación con Multisim 12
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Este enfoque es una herramienta poderosa para el modelado
de dispositivos complejos.
TopSpice incluye un simulador de circuitos capaz de simular
circuitos que contienen cualquier combinación arbitraria de
dispositivos analógicos, funciones digitales y bloques de comportamiento de alto nivel. Se puede verificar y optimizar el diseño
del sistema a nivel de transistor.
La atención se centra en el análisis de circuitos analógicos y
diseño a nivel de componentes. Si bien no es un software libre
puede usarse para fines no comerciales sin cargos y el programa
de instalación puede ser distribuido libremente.
La Figura 5 muestra un ejemplo.
En su versión completa posee una amplia biblioteca de modelos
de simulación con más de 30.000 partes analógicas y digitales.
Es compatible con la mayoría de las librerías de modelos SPICE
suministrados por los fabricantes de componentes y modelos
de proceso de Circuitos Integrados.
Figura 5. Ejemplo simulación con 5Spice
CircuitLab (www.circuitlab.com)
Figura 4. Ejemplo simulación con TopSpice 8.48
Es una aplicación que permite diseñar y simular circuitos electrónicos on-line. No es necesario descargar e instalar ningún
archivo. Permite compartir y utilizar circuitos realizados por otros
usuarios. Con una interfaz básica muy simple permite dibujar
rápidamente el circuito a simular y realizar varios tipos de análisis
obteniendo gráficos sencillos pero ilustrativos.
5Spice(www.5spice.com)
Es ideal para usuarios poco experimentados.
Es un software de simulación con una interfaz de usuario muy
simple pero que proporciona la posibilidad de realizar distintos
tipos de análisis y obtener los resultados en forma gráfica con
un buen nivel de resolución.
La Figura 6 muestra un ejemplo de simulación con CircuitLabmientras que en la Tabla II se resumen comparativamente algunas características técnicas de los programas
evaluados.
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pueden utilizar las herramientas de simulación para:
Figura 6. Ejemplo simulación con CircuitLab
Tabla 3.
Software
Instalación
Interfaz gráﬁca
IV
Cadence 16.6
Autoejecutable
Muy buena
No
Multisim 12
Autoejecutable
Muy buena
Si
LTSpiceIV
Autoejecutable
Buena
No
TopSpice8.48
Autoejecutable
Buena
No
5Spice 2.0
Autoejecutable
Buena
No
CircuitLab
On-line
Buena
No
•
Construir el aprendizaje a partir de los conocimientos
previos y la interrelación con el objeto de estudio.
Como estrategia didáctica se corresponden la resolución de problemas, el aprendizaje basado en proyectos, el estudio de casos, etc., de gran importancia
para la formación en competencias en alumnos de
Ingeniería.
•
Analizar fenómenos y probar modelos en distintas
condiciones de operación.
•
Ejecutar métodos de prueba y error donde se pueda
interaccionar fácilmente con el sistema.
•
Ensayar experiencias en ambientes similares al mundo real.
La cátedra de Dispositivos Electrónicos A y B (FI UNLP) ha
incorporado el uso de software de simulación en dos tipos de
actividades prácticas. En un caso, se debe realizar la simulación
previa de los circuitos que se analizarán en los laboratorios
reales desarrollados durante el curso. El objetivo es que el
alumno pueda contrastar resultados y observar las limitaciones
de los modelos empleados frente a las características de los
dispositivos reales. En la segunda actividad se propone un
trabajo final basado en la realización de un diseño simple, la
simulación y la construcción de un prototipo que cumpla con las
especificaciones propuestas. En este caso una vez diseñado el
circuito en papel la simulación le permitirá al alumno analizar y
validar resultados, así como encontrar posibles fallos antes de
armar el prototipo del circuito.
En la Figura 7 se muestra el circuito esquemático de un proyecto
realizado por alumnos de Dispositivos Electrónicos A.
4. ASPECTOS DIDÁCTICOS. EJEMPLOS
Se puede afirmar que cualquiera de los programas descriptos,
con más o menos profundidad, son buenas herramientas para
ser usadas como software con fines educativos en cursos de
electrónica. En definitiva es la propuesta educativa generada por
el docente la que definirá el efecto productivo del uso de estos
recursos sobre el aprendizaje del alumno.
Sin duda, el aprendizaje puede ser facilitado por los medios
informáticos como instrumentos de representación o de aproximación a la realidad. Pero solamente contribuyen a mejorar
el aprendizaje en la medida que hayan sido seleccionados en
forma adecuada y se utilicen significativamente con el contexto
de acción didáctica en el que se vayan a utilizar. Si se adoptan
estrategias de enseñanza con un enfoque constructivista, se
Figura 7. Simulación del diseño propuesto.
INGENERARE / VOLUMEN 28, NÚMERO 2 - 2014 / 31
En la Figura 8 se muestra el prototipo circuital construido según
el diseño propuesto y evaluado por simulación.
Figura 8. Prototipo circuital.
REFERENCIAS
[1]
A. Día; “El enfoque de competencias en la educación”,
Perfiles educativos, Vol. XXVIII, Nro. 111, pp. 7-36, 2006
[2]
B. Gros; “Constructivismo y diseños de entornos virtuales de
aprendizaje”, Revista de Educación, Nro.328, pp. 225-247,
2002
[3]
A. Pérez y J. Gimeno; Comprender y transformar la enseñanza; Cap. 2, Ed. Morata, 1992
[4]
M. Rodríguez; La teoría del Aprendizaje significativo en la
perspectiva de la psicología cognitiva; Cap. 1, pp. 7- 43,
Ed. Octaedro, 2004
[5]
D. Ausubel; Significado y aprendizaje significativo, Psicología Educativa. Un punto de vista cognoscitivo; Ed.Trillas,
1976
[6]
J. Serrano y R. Pons; “El constructivismo hoy: enfoques
constructivistas en educación”. Revista Electrónica de
Investigación Educativa, 13, Nro.1, 2011.
[7]
Z. Cataldi, P. Calvo y F. Lage; “Evaluación sistematizada de
software educativo: estudio de un caso de aplicación en grafos”, Revista Iberoamericana de Tecnología en Educación y
Educación en Tecnología (TE&ET) 2, pp. 46-53, 2007.
5. CONCLUSIONES
La incorporación de tecnologías informáticas a la práctica
docente permite diseñar nuevas propuestas de enseñanza
y aprendizaje para potenciar el aprendizaje del alumno. La
incorporación de software de simulación en la realización de
laboratorios virtuales proporciona una poderosa herramienta
para la formación de los alumnos de Ingeniería. Si bien no
reemplaza el montaje y la experimentación en un laboratorio
real, la incorporación de este tipo de recursos abre nuevas
perspectivas proporcionando una optimización de recursos y
costos. Se pueden generar ambientes de aprendizaje, tanto
presenciales como no presenciales, basados en experimentos
de laboratorio y problemas de ingeniería reales, fortaleciendo
el desarrollo de competencias y desempeños necesarios para
la práctica profesional del futuro ingeniero.
RESEÑA BIOGRÁFICA
Mónica González
Ingeniero en Telecomunicaciones de la Facultad de Ingeniería de
la Universidad Nacional de La Plata , Argentina. Ha realizado su
actividad en temas de Microelectrónica y educación en ingeniería.
Realizó un posgrado en Docencia Universitaria. Actualmente, se
encuentra finalizando una Maestría en Tecnología Informática
aplicada en Educación en la Facultad de Informática de la Universidad Nacional de La Plata y ha finalizado una Especialización en
Docencia en Entornos Virtuales en Nivel Superior en la Universidad
Nacional de Quilmes (Argentina).
Es Profesora Adjunta en la cátedra de Dispositivos Electrónicos
A y B (Facultad de Ingeniería, UNLP, Argentina) y en las cátedras
de Teoría de circuitos y Electrónica Analógica I en la Universidad
Nacional de Quilmes, Argentina.

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