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Ficha Proyecto I.E. 2009-2010



Coordinador(a): ANTONIO CARPEÑO RUIZ
Centro: E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM.
Nivel:
Código:
... memoria no disponible
Línea:
Palabras clave:
  • Aprendizaje Activo
  • Desarrollo de TIC's
  • Elaboracion material docente
  • Evaluación del aprendizaje
  • Moodle
  • Simuladores/Laboratorios virtuales
  • Uso de TIC
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza *
Jesús Arriaga García de Andoaín E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. CATEDRATICO E.U.
Francisco Javier Corredor López E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. TITULAR E.U.
Javier Hernández Bermejo E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. TITULAR E.U.
SERGIO LOPEZ GREGORIO E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. PDI (UPM)
Guillermo de Arcas Castro E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. PDI (UPM)
ANTONIO CARPEÑO RUIZ E.T.S. DE INGENIERÍA Y SIST. DE TELECOM. TITULAR E.U.
* La plaza que se muestra corresponde a la ocupada en el momento de la convocatoria
(para PDI/PAS de la UPM, en el resto de casos no se especifica).
Lineas de trabajo principales en las que incide
Línea 3. Mejora del proceso educativo a nivel de asignaturas de grado y postgrado
- Desarrollo de material docente para la Red
Descripción del desarrollo y las fases
RESUMEN DEL PROYECTO

 

La puesta en marcha de los nuevos Títulos de Grado en la EUITT, en sintonía con el concepto de diseño de las actividades de aprendizaje basadas en el sistema ECTS, está precisando de la definición concreta de las actividades que ha de desarrollar el estudiante a lo largo de la acción educativa en las diversas asignaturas. En las asignaturas con una alta componente práctica, como son las relacionadas con la electrónica y el análisis de circuitos, este planteamiento conduce a la necesidad de planificar en el calendario de trabajo de los estudiantes una serie de actividades experimentales, a desarrollar como una más de sus actividades de estudio independiente y autónomo. Dentro de los escenarios educativos en los que desarrollar estas actividades se contemplan dos posibilidades: los laboratorios del centro en un régimen de funcionamiento sin asistencia por parte del profesorado, lo que hemos denominado en el departamento como “Libre Acceso”; y el acceso remoto desde su hogar, o cualquier otro ordenador, con el único requerimiento de disponer de acceso a Internet, a un laboratorio real (no virtual o simulado).
Para lograr este objetivo, el proyecto pretende definir la arquitectura hardware y software que ha de tener un laboratorio para que posibilite la realización de prácticas de electrónica analógica y circuitos eléctricos, con acceso remoto a través de Internet. Para alcanzar una mayor facilidad de manejo y evitar barreras adicionales creadas por artefactos tecnológicos con los que no está familiarizado el estudiante, se propone la utilización como interfaz entre el estudiante y la tecnología de un Sistema de Gestión del Aprendizaje de uso ampliamente extendido en nuestra universidad, como es Moodle. Asimismo, se persigue el desarrollo de un prototipo, que permita probar sus potencialidades y limitaciones de funcionamiento, así como su aceptación por parte de los alumnos, mediante una experiencia piloto con estudiantes reales de los Planes de Grado de implantación en la EUITT durante el próximo curso, y el oportuno proceso de evaluación de la experiencia.
El laboratorio remoto se convertirá en una muy útil herramienta para potenciar el aprendizaje de carácter experimental de estudiantes pertenecientes a los cuatro títulos de Grado de la rama de Telecomunicaciones. En primera instancia, esto se concreta en los alumnos de cuatro asignaturas de primer y segundo curso de varias áreas disciplinares de circuitos y electrónica, lo que supondrá un impacto sobre un total de 400 estudiantes. En última instancia, la arquitectura planteada podrá ser utilizada en otras áreas de conocimiento, electrónica digital, microprocesadores, física, comunicaciones, etc.
Los profesores que formamos el grupo de innovación GIMAE y los dos profesores que se incorporan en este proyecto, conformamos un grupo interdisciplinar con amplia experiencia en aspectos cardinales para este proyecto, como son: las técnicas y métodos de eLearning, los métodos estadísticos aplicados a la investigación educativa de carácter empírico, métodos y aplicaciones de participación remota en experimentos, diseño y utilización de instrumentación programable para la realización de Sistemas Automáticos de Medida.
OBJETIVOS DEL PROYECTO

Los principales objetivos que se pretenden alcanzar en este proyecto son:


a) Definir la arquitectura básica que debe tener una aplicación software que posibilite el acceso remoto a un laboratorio de electrónica y circuitos, susceptible de ser integrada como un módulo adicional del sistema de gestión del aprendizaje Moodle.


b) Definir la arquitectura hardware, tanto de la instrumentación de medida y de excitación, como de los dispositivos de enrutamiento y conexionado, idónea para permitir el análisis de diferentes topologías de circuitos eléctricos y electrónicos básicos, como son: circuitos amplificadores, filtros, estabilizadores, limitadores, etapas de potencia, circuitos con transistores, diodos, componentes pasivos, amplificadores operacionales, etc. Diseñar un primer prototipo de la arquitectura HW.


c) Analizar las posibilidades de la versión 2.0 de Moodle para la materialización de una interfaz para la gestión de prácticas de laboratorio: autocorrección, realimentación, calificación, etc. De igual forma que se realiza con el resto de actividades y tareas propias del entorno.


 d) Desarrollar un módulo adicional para Moodle, de forma que tras su instalación queden soportados todos los recursos para la gestión de la realización de prácticas.


e) Realizar el software con la herramienta de programación "LabView" que controle la instrumentación y configure el circuito a estudiar y que actúe a modo de “bridge” con los módulos de Moodle que gestionan el resto de actividades de enseñanza y aprendizaje.
 

JUSTIFICACION DEL PROYECTO

Los laboratorios juegan un papel esencial en el aprendizaje de las ingenierías, puesto que, no sólo permiten comprobar la validez de los conceptos teóricos, sirven además para que los alumnos puedan observar cómo los sucesos imprevistos y los fenómenos naturales afectan a las medidas reales. Asumiendo esta consideración de la importancia del aprendizaje experimental, cuando planificamos el trabajo de los estudiantes de manera global, incluyendo las actividades a realizar tanto de manera presencial como de manera autónoma, debemos incorporar la parte práctica tanto en la primera categoría como en esta última. Hasta no hace demasiado tiempo, las soluciones adoptadas por la mayoría de los profesores pasaban por la asistencia obligada a un laboratorio real del centro o la utilización de simuladores para el estudio autónomo por parte de los estudiantes. Esta última opción, ha solucionado el problema de la movilización geográfica de los estudiantes, pero ha limitado considerablemente la formación obtenida por el estudiante, pues no es igual de enriquecedor el enfrentamiento con la realidad de los fenómenos físicos y naturales, que a una situación circunscrita a lo previsto por la teoría, que es lo reflejado en la mayor parte de los simuladores.
La solución ha venido de la mano del desarrollo de lo que se conoce como Laboratorio Remoto, considerado como un laboratorio controlado por Internet, que permite que el alumno desde su casa acceda al equipo de laboratorio, lo programe, excite sus entradas y observe sus salidas para así completar la práctica sin necesidad de desplazarse al centro. El desarrollo de este tipo de laboratorio se ha basado en la confluencia de tres tecnologías de evolución vertiginosa, como son: los ordenadores, Internet y la instrumentación virtual y programable.
Terminamos la exposición de motivos que justifican la necesidad del proyecto, aludiendo al conjunto de beneficios que introduce la utilización de laboratorios remotos en entornos presenciales:
a) Mayor rendimiento de los equipos de laboratorio. Al estar disponible el equipo 24 horas al día, 365 días al año su rendimiento es mayor.
b) Mayor flexibilidad en la organización de laboratorios, al no ser necesario tener abiertos los laboratorios a todas horas.
c) Mejor organización del trabajo de los alumnos, con ellos los alumnos y profesores pueden organizar mejor su tiempo, al igual que los horarios de clase.
d) Se fomenta el trabajo autónomo, fundamental en el nuevo espacio europeo de educación superior.
e) Se pueden poner los laboratorios a disposición de la sociedad de manera sencilla.
f) Permiten organizar cursos de ingeniería totalmente no presenciales, abriendo la posibilidad de acceder a estudiantes con problemas de asistencia por sus responsabilidades familiares, laborales o limitación de cualquier otro tipo.
 

FASES DEL PROYECTO

El proyecto se desarrollará de acuerdo a las siguientes fases:

Fase 1.- Estudio del estado de arte en lo relativo al desarrollo y puesta en marcha de laboratorios remotos, con particular interés en aquellas realizaciones en el ámbito de la electrónica y las telecomunicaciones. (1 mes)

Fase 2.- Análisis de las posibilidades de la última versión de Moodle (2.0) para la incorporación de actividades de carácter experimental. Estudio del procedimiento a seguir para incorporar módulos que añadan nuevas utilidades a las ya disponibles en el módulo base. (2 meses)

Fase 3.- Definición de la arquitectura hardware necesaria para desarrollar prácticas que versen sobre topologías electrónicas y eléctricas básicas. Determinación del equipamiento necesario, para la medida, la excitación y el enrutamiento, así como la selección del estándar de instrumentación programable más adecuado. Propuesta de una primera versión de la placa de prototipado que permita la configuración de distintas topologías de circuitos electrónicos analógicos. (6 meses)

Fase 4.- Realización del código en lenguaje php correspondiente al módulo que, integrado en la instalación convencional de moodle, permite la incorporación de tareas de carácter experimental por parte de los profesores, permitiendo que el estudiante acceda a la realización de las prácticas, y se procese la corrección automática de resultados, el sistema de calificaciones, etc. (6 meses)

Fase 5.- Realización del software con la herramienta de programación "LabView" que controle la instrumentación y configure el circuito a estudiar y que actúe a modo de “bridge” con los módulos de Moodle que gestionan el resto de actividades de enseñanza y aprendizaje, que estará mediado por medio de una base de datos SQL. (3 meses)

 

EVALUACION DE RESULTADOS

La validación de la aplicación desarrollada se efectuará por una doble vía, por una parte en la fase de diseño se procederá a un análisis por parte de expertos, a cargo de profesores, diseñadores de circuitos electrónicos, y gestores de redes de computadores. Se les pedirá que evaluen las características ofrecidas por la aplicación en aspectos tales como: fiabilidad, versatilidad didáctica, flexibilidad para configurar diversos circuitos, precisión y exactitud de las medidas realizadas, capacidad para favorecer el aprendizaje de los métodos y conceptos elementales en electricidad y electrónica analógica. 

En una segunda fase, el laboratorio remoto se pondrá a prueba en una experiencia piloto con un grupo limitado de estudiantes durante el siguiente curso académico y se procederá a la evaluación de aspectos tales como la robustez y fiabilidad del software y el hardware desarrollado, la utilidad percibida por los estudiantes para enriquecer su proceso de aprendizaje, la facilidad de manejo del entorno web, la mejora en el rendimiento académico, la contribución al desarrollo de competencias prácticas y la satisfacción general con la aplicación.