A.- FUNDAMENTACION TEORICA 1. TEORIAS DEL APRENDIZAJE
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Capítulo II : Marco Teórico
A.- FUNDAMENTACION TEORICA
1. TEORIAS DEL APRENDIZAJE
A través de la investigación, el hombre ha tratado de dilucidar el
acto complejo llamado aprendizaje, explicando su naturaleza
científicamente y las condiciones a través de las cuales ocurre.
Las teorías del aprendizaje ofrecen al diseñador de la instrucción,
estrategias y técnicas validadas para facilitar aprendizajes, como también
la fundamentación para seleccionarlas inteligentemente. (Díaz,1997,
p.26)
Según Schunk (1997, p388), las teorías ofrecen marcos de trabajo
para interpretar las observaciones ambientales y son utilizadas como
puentes entre la investigación y la educación.
La diferencia de criterios entre los especialistas que han estudiado el
fenómeno ha dado lugar a diferentes teorías como la conductista, la
cognoscitivista y la constructivista:
TEORIA CONDUCTISTA
Estas teorías consideran que el aprendizaje es un cambio en la
forma o la frecuencia del comportamiento, sobre todo como función de
cambios ambientales.
Las teorías conductistas igualan al aprendizaje con los cambios en
la conducta observable. El aprendizaje se logra cuando se demuestra una
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Capítulo II : Marco Teórico
respuesta apropiada luego de la presencia de un estimulo ambiental
específico.
Skinner (1988), representante del conductismo y autor de la teoría
del aprendizaje por condicionamiento operante e instrumental, explica el
comportamiento humano y animal en términos de respuesta a diferentes
estímulos. Para él, la instrucción programada es una técnica de
enseñanza en la que al alumno se le presenta de forma ordenada una serie
de pequeñas unidades de información, cada una de las cuales debe ser
aprendida antes de empezar la siguiente técnica.
Para comprobar ésta teoría, psicólogos como él, hicieron una serie
de estudios concluyendo que: para saber si se ha logrado un aprendizaje
se debe ocupar de la conducta observable. Skinner, denomina
Condicionamiento Operante al cambio posible de una respuesta. Éste
minimiza la posibilidad de una determinada respuesta, además mejora la
conducta haciéndola más eficaz.
Según el propio autor una de las principales causas de los fracasos
educacionales es no tener en cuenta las diferencias individuales, en otras
palabras, se debe permitir que el alumno progrese según su propio ritmo,
Skinner (1.988) dice que "la Instrucción programada (I.P), brinda la
posibilidad de hacer accesible los materiales de enseñanza a los alumnos
que en un aula progresan con diferente ritmo aunque trabajen con
objetivos comunes" (p.116). Concluyendo que la I.P no es una
Instrucción individualizada sino personalizada ya que permite que cada
uno trabaje según su propio ritmo.
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Schunk (1997, p388) plantea que las teorías conductuales implican que
los maestros deben disponer el ambiente, de modo que los alumnos
respondan apropiadamente a los estímulos.
Tosti y Ball (1.988), exponen que el paradigma general es
coherente con el enfoque del comportamiento: primero se dice que el
comportamiento de entrada lo trae el estudiante y el final es aquel que se
espera del alumno; se comparan ambos y se establecen las condiciones
para el cambio del comportamiento del mismo y finalmente se lleva a
cabo la sistematización de estos elementos y su implementación. (p.178).
Desde el punto de vista de la presentación y selección de los
medios, éstos autores acentúan la ingeniería de la presentación,
dividiéndola en tres aspectos: el estímulo, la respuesta y la
administración; donde la respuesta es lo más importante ya que revela la
respuesta conductista. (p.178).
TEORIA COGNOSCITIVA.
Schunk (1993, p.388) afirma que las teorías de la cognición se
concentran en la forma en que los estudiantes reciben, procesan,
almacenan y recuperan información de la memoria. La adquisición del
conocimiento se describe como una actividad mental que implica una
codificación interna, y una estructuración por parte del estudiante. El
estudiante es visto como un participante activo del proceso de
aprendizaje.
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Por otro lado, ésta teoría explica que el individuo adquiere los
conocimientos en completa relación y exploración de su medio ambiente.
Se basa en la capacidad de razonamiento; el sujeto aprende a través de la
interrelación de la percepción, el pensamiento y las relaciones. Según
García (1997, p.19), el individuo dirige su atención hacia el
planteamiento del problema y toma decisiones.
TEORIA CONSTRUCTIVISTA.
En los últimos tiempos, la teoría del constructivismo y el diseño de
los entornos de aprendizaje Constructivista han suscitado considerable
interés (Bodner, 1986; Jonassen, 1991, Duffy y Jonassen, 1992). Según
Bodner (1986, p.873), el modelo constructivista de conocimiento se puede
resumir en la siguiente frase: "Se construye el conocimiento en la mente
del aprendizaje". Desde un punto de vista constructivista, los datos que
se perciben en los sentidos y los esquemas cognitivos que se utilizan para
explorar dichos datos están en la mente. De acuerdo con Kaken y
Friedman (1993), el aprendizaje Constructivista se caracteriza por los
siguientes principios:
De la instrucción a la construcción. Aprender no significa
reemplazar un punto de vista (el incorrecto) por otro (el correcto), ni
simplemente acumular nuevo conocimiento sobre el viejo, sino más bien
transformar el conocimiento. Esta transformación, ocurre a través del
pensamiento activo y original del aprendiz.
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Del refuerzo al interés. Los estudiantes comprenden mejor cuando
están envueltos en tareas que cautivan su atención. Por lo tanto, desde
una perspectiva constructiva, los profesores investigan lo que interesa a
sus estudiantes, elaboran un currículum para apoyar y expandir esos
intereses, e implican al estudiante en el proyecto de aprendizaje.
De la obediencia a la autonomía. El profesor debería dejar de
exigir su misión y fomentar en cambio la libertad responsable. Dentro del
marco Constructivista, la autonomía se desarrolla a través de las
interacciones recíprocas y se manifiesta por medio de la integración de
consideraciones sobre uno mismo, los demás y la sociedad.
De la coerción a la cooperación. Las relaciones entre alumnos
son vitales a través de ellas, se desarrollan los conceptos de igualdad,
justicia y democracia (Piaget 1988) y progresa el aprendizaje académico.
Para Schunk (1993, p338) las teorías constructivas y cognoscitivas
son objetivas en el sentido de que asumen que el mundo externo es real y
que, entonces, la meta de la educación es hacer que el estudiante adquiera
respuestas y conocimientos que existen en el mundo.
Las explicaciones constructivas sobre el aprendizaje presumen que
cada estudiante toma la información y la procesa de manera única,
reflejando sus necesidades, disposiciones, actitudes, creencias y
sentimientos.
Los constructivistas también piensan que la enseñanza depende de
los estudiantes y el entorno, pero más que las otras teorías, destacan la
interacción de ambas influencias.
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En otro sentido Piaget (1988, p.115) explica que el hombre dispone
de un período de adaptación y tiene por ello, la posibilidad de aprender
mucho más, va utilizando mecanismos sucesivos y progresivos de
adaptación y asimilación. Por tanto el conocimiento no es absorbido
pasivamente del ambiente, no es procesado, ni brota cuando el madura,
sino que es construido a través de la interacción de sus estructuras con el
ambiente.
El software educativo presenta rasgos de un entorno de aprendizaje
constructivo en cuanto permite la puesta en juego de los principios
mencionados. Es un sistema abierto guiado por el interés, iniciado por el
aprendiz, e intelectual y conceptualmente provocador. Igualmente, el
aprendizaje basado en el computador (ABC) se refiere a cualquier forma
de utilización del computador en el proceso de aprendizaje.
Es por ello que las metodologías a utilizar para desarrollar software
educativos son muy similares debido a que presentan la misma finalidad
que tienen los ABC, razón por la cual los aspectos desarrollados a
continuación a pesar de estar relacionados con ABC, también puede
aplicarse al desarrollo de Software Educativos.
El Software Educativo desarrollado para la Cátedra Sistemas de
Control se basa en las teorías cognoscitiva y constructiva debido a que
éste tiene la finalidad de transformar el conocimiento a través de la
interacción con el medio ambiente de una manera personalizada
permitiendo que cada individuo avance según su propio ritmo de
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aprendizaje, de manera que el aprendiz se motive a la exploración de
nuevos conocimientos.
2. ADIESTRAMIENTO BASADO EN COMPUTADOR (ABC)
(Díaz,1997)
El aprendizaje basado en el computador es la forma de utilizar el
computador en el proceso de aprendizaje.
La característica que marca la diferencia en el aprendizaje basado
en el computador es que los estudiantes utilizan programas que han sido
diseñados por otras personas, las cuales deben estar en capacidad de
desarrollar sistemas computarizados, diseñados instruccionalmente, que
se apoyan en diversas técnicas y recursos, con el fin de facilitar y
administrar el aprendizaje y la formación de las diferentes modalidades
educativas.
Presenta una serie de beneficios y ventajas al momento en que el
participante comienza su proceso de aprendizaje, ya que incita a una
apropiada interacción del mismo con el sistema y lo mantiene
involucrado, además las lecciones se presentan de una manera
consistente, donde todos los tópicos están relacionados a un tema. Cada
participante puede aprender a su propio ritmo, optimizando así una
experiencia única de aprendizaje individualizado, permitiéndole al
sistema dar una inmediata retroalimentación basándose en las respuestas
del participante.
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El ABC es considerado una alternativa viable cuando existe un
largo número de participantes para adiestrar, debido a que los
participantes no tienen que congregarse en un sitio centralizado para
llevar a cabo el adiestramiento. A su vez, se puede realizar un fácil
mantenimiento de registros, facilitando la monitorización de los
participantes, así como la comparación y análisis tanto de las
puntuaciones como del progreso de los mismos.
También es una ventaja saber que cuando sea necesario, un sistema
ABC puede ser cambiado y/o actualizado para mejorar la calidad del
mismo.
Tanto para el desarrollo del Software Educativo como para
sistemas ABC es necesario la presencia de un buen equipo de trabajo que
sea capaz de realizar un sistema que muestre de manera entendible y
agradable toda la información necesaria para lograr el aprendizaje más
efectivo del participante. Es por ello que dicho equipo debe ser dividido en
dos partes, una que será llamada equipo básico y permanente conformada
por el Diseñador instruccional (Objetivos, color, letra, Mapas de
Navegación), el Diseñador Gráfico, los especialistas en computación y los
especialistas en contenido; los cuales se encargaran de desarrollar e
incorporar dentro del Software todo lo que tiene que ver con el contenido
instruccional y como será su distribución dentro del mismo. El otro
grupo se encargará de las modificaciones y arreglos necesarios para lograr
que el software sea lo más entendible y agradable posible para el usuario o
participante; dentro de este grupo se encuentran: el Corrector de Arte y
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Estilo, un locutor, un fotógrafo, el técnico en Video y el Cliente quien
será el último validador.
1) CRITERIOS QUE SE DEBEN TOMAR EN CUENTA PARA LA
SELECCIÓN DE TEMAS PARA SISTEMAS ABC (CIED,1995)
A la hora de seleccionar un tema para desarrollar un sistema ABC se
deben tomar en cuenta preferiblemente temas de contenidos técnicos, en
relación a los cuales existe una necesidad real de adiestramiento en un
número suficiente de usuarios para que de éste modo se justifique el
tiempo y el esfuerzo realizado.
Una vez seleccionado el tema no debe sufrir cambios con mucha
frecuencia y para ello debe haber disponibilidad de especialistas de
contenido que orienten al programador para llevar una secuencia
programática.
2) COMPONENTES DE ABC
Según información obtenida del CIED, 1995 estos son:
- ADI (Administrador de instrucción): Es un sistema diseñado para
administrar y controlar un plan de adiestramiento, el progreso de los
participantes y los programas instruccionales en un adiestramiento
basado en el computador (ABC).
Este administrador controla y ejecuta el acceso de los participantes a
los programas instruccionales, en segundo lugar genera y aplica la
evaluación y almacenamiento de datos, y por último elabora las
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estadísticas e informe de los programas instruccionales y de desempeño
de los participantes.
- TUTORIALES
Es la técnica de ABC que presenta una serie de conocimiento y
evaluaciones sobre un tema específico, organizada según criterios
instruccionales que interactúan con el participante. Pueden enriquecerse
con el uso de recursos como: hipertexto, simulaciones, animaciones, etc.
Los Tutoriales son Útiles en caso de que se requiera adiestramiento
individual, interactivo, consistente y flexible, a un grupo numeroso de
personas, intentando homogeneizar niveles de conocimiento para
presentar procesos secuenciales y ordenados por pasos.
Permite la formación/ adiestramiento individualizado, incrementando
la homogeneidad de los contenidos o información. Por otro lado, facilita la
formación / adiestramiento a grupos numerosos, presentando gráficos,
videos, animaciones y simulaciones que mejoran el nivel de retención y
comprensión del contenido, evalúa y certifica conocimientos, asegura
atención privada, confiabilidad en la evaluación y reduce el tiempo de
formación y/o adiestramiento.
El factor tiempo influye como una de las limitantes de este sistema de
aprendizaje ya que se requiere de cierto tiempo para su elaboración y no
permite el intercambio de opciones entre los participantes.
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- TUTORIALES INTELIGENTES
Es la técnica de ABC que consiste en un sistema centrado en las
diferencias individuales de los participantes, que propicia el desarrollo del
aprendizaje a través de la comparación entre el desempeño heurístico del
participante y el modelo del experto.
Permite un adiestramiento realmente individualizado, facilitando
el desarrollo de habilidades cognoscitivas y el diagnóstico de las áreas
débiles en el conocimiento del aprendiz y enfatiza y orienta la formación
en torno a ellas.
Como la limitación principal se acota que se requiere de un experto
altamente capacitado y gran disponibilidad del mismo.
- SISTEMAS EXPERTOS PARA EL ADIESTRAMIENTO
Es la técnica de ABC que consiste en el razonamiento para resolver
problemas de la misma forma que lo hacen los expertos humanos. Estos
conocimientos han sido aportados por un experto e incorporados al
programa utilizando un método basado en entrevistas situacionales.
En estos sistemas la transferencia del conocimiento está en varias
partes a la vez, incrementando la productividad del usuario, facilitando
su entrenamiento y disponiendo del conocimiento del experto. Además,
favorece el desarrollo de las habilidades cognoscitivas, toma de decisiones
y resolución de problemas.
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Como en el caso de los tutoriales inteligentes igualmente se
requiere de un especialista altamente capacitado en la técnica.
c. SOFTWARE EDUCATIVO
En años recientes la tecnología ha adoptado a la computadora
como el instrumento educativo. El uso de éstas en los centros educativos
ha modificado la educación tradicional de tal manera que sean
implantadas en diferentes áreas de estudio como Laboratorios de
Computación, teniendo los estudiantes la posibilidad de autoenseñarse
y ser constructores de su propio aprendizaje en su proceso formativo
mediante la interacción con programas de autoaprendizaje conocidos
como Software Educativos.
El software educativo es conceptualmente considerado como un
“programa de instrucciones a través del cual el usuario tiene la ventaja
de experimentar la autoenseñanza sobre algún tema navegando a través
de él. Se les llama también programa de apoyo curricular, que busca
reforzar, completar o servir de material pedagógico en una o más
asignaturas”. (Jasemine, 1996,p.54)
Por otra parte, según Osteriz son paquetes de aplicación o cursos
automatizados de cualquier área del conocimiento o especialidad y, para
cualquier nivel del alumno receptor de tal curso, diseñado por un Sistema
Integrado Informático, que debe facilitar la generación y creación de
cursos con características metodológicas, pedagógicas y técnicas
específicas (1995, p.18)
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Capítulo II : Marco Teórico
1) REGLAS PARA EL DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO
(Vaughan,1995)
A la hora de diseñar un Software Educativo es necesario tener en
cuenta los siguientes aspectos:
• Conformar un equipo interdisciplinario.
• Debe ser un programa interactivo donde el alumno pueda explorar
libremente y de acuerdo a sus capacidades y velocidad de aprendizaje.
• Cuidar detalles como la utilización de colores en tonos suaves, para que
no presenten cansancio visual.
• Utilización de textos concisos, claros y legibles, gráficos y sonidos.
• En la elección de las herramientas a utilizar en el desarrollo del
software se deben tener en cuenta las facilidades que brindan algunos
programas para desarrollos multimedias que en su mayoría funcionan
en ambiente Windows.
• Hacer uso del material suplementario que considere conveniente, tales
como mapas, esquemas, tablas, figuras, fórmulas, instrucciones o
cualquier otro material.
• Mantener una capacidad de respuesta adecuada; es decir, llevar el
diseño de retroalimentación efectiva.
Según Marín y Fuentes (1999) no se debe exagerar la cantidad de
elementos que el usuario debe recordar en el mismo momento; es decir, se
debe proyectar en pantalla una sola idea a la vez, sosteniéndose el
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suficiente tiempo para que el alumno la lea. De igual manera utilizar el
monitor del computador como un "rollo de desenvuelvo", no es favorable,
ya que el mismo debe ser utilizado como un simulador de páginas de un
libro en el cual cada imagen debe contener una idea para luego pasar a la
siguiente página.
El grado de dificultad de algún mensaje en pantalla debe concordar
con el tiempo de duración que se le otorga al mismo, para lograr un
mayor rendimiento también se debe considerar el tipo de mensaje,
extensión y características del alumno; es decir, a que tipo de población se
va a aplicar el software. Cuidar la uniformidad de presentación del
mensaje; implica utilizar el color, analogía y gráficos para estimular la
memoria y atención, aprovechando la facilidad gráfica que ofrece el
computador para acrecentar la capacidad de memoria del alumno.
También es recomendable hacer uso de cualquier material que minimice
los tiempos de búsqueda del alumno para mejorar la velocidad y calidad
de respuesta y por último tomar en cuenta la duración de los módulos
instruccionales (Módulos en los que se divide el Software) no deben ser
mayor a 15 minutos.
Por otra parte, si el educando no está consciente de algunos
aspectos fundamentales del uso del computador la presencia de éste en un
aula de clase no garantizará el mejoramiento cualitativo y el desarrollo
del proceso de aprendizaje. Es decir: El aprendizaje debe centrarse en el
educando y no en el computador y el software debe garantizar la
interactividad.
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Es imprescindible el desarrollo de estrategias que permitan desarrollar las
habilidades intelectuales para usar efectivamente la información
disponible para resolver situaciones, crear propuestas y generar nuevos
conocimientos.
2) TIPOLOGÍAS DE SOFTWARES EDUCATIVOS
Pere Márquez (1998) clasifica las características de Venezky y
Osin como una tipología de los programas didácticos según su
estructura, estableciendo los siguientes tipos de software educativo:
v Según los contenidos: pueden ser temas o áreas curriculares.
v Según los destinatarios: estos Software educativos están orientados a
ciertas características que reúnen una población determinada, las
cuales pueden ser criterios basados en niveles educativos, edad,
conocimientos previos, etc.
v Según su estructura: puede ser tutorial (lineal, ramificado o abierto),
base de datos, simulador, constructor, o de herramienta.
v Según sus bases de datos: cerradas o abiertas (bases de datos
modificables).
v Según los medios que integra: como convencional, hipertexto,
multimedia, hipermedia, realidad virtual.
v Según su "inteligencia": convencional, experto (con inteligencia
artificial)
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v Según los objetivos educativos que pretende facilitar: conceptuales,
procedimentales, actitudinales (o considerando otras taxonomías de
objetivos).
v Según las actividades cognitivas que activa: como control psicomotriz,
observación, memorización, evocación, comprensión, interpretación,
comparación, relación (clasificación, ordenación), análisis, síntesis,
cálculo, razonamiento (deductivo, inductivo, crítico), pensamiento
divergente, imaginación, resolución de problemas, expresión (verbal,
escrita, gráfica…), creación, exploración, experimentación, reflexión
metacognitiva, valoración.
v Según el tipo de interacción que propicia: recognitiva, reconstructiva,
intuitiva/global, constructiva.
v Según su función en el aprendizaje: instructivo, revelador,
conjetural, emancipador.
v Según su comportamiento: tutor, herramienta, aprendiz.
v Según el tratamiento de errores: tutorial (controla el trabajo del
estudiante y le corrige), no tutorial.
v Según sus bases psicopedagógicas sobre el aprendizaje: conductista,
cognitivista, constructivista
v Según su función en la estrategia didáctica: entrenar, instruir,
informar, motivar, explorar, experimentar, expresarse, comunicarse,
entretener, evaluar, proveer recursos (calculadora, comunicación
telemática).
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v Según su diseño: centrado en el aprendizaje, centrado en la
enseñanza, proveedor de recursos.
El Software Educativo desarrollado en esta investigación pertenece
a la tipología Tutorial ya que presenta información de un tema específico,
de una manera organizada según criterios instruccionales, igualmente
permite la homogeneización de los niveles de conocimientos a través de
los elementos que lo conforman; como hipertextos, animaciones, entre
otros.
d. CARACTERÍSTICAS DE LOS BUENOS PROGRAMAS
EDUCATIVOS MULTIMEDIA
Desde el punto de vista de la computación, lo que se está
produciendo es un cambio de significado de la palabra multimedia hacia
una concepción donde el computador pasa a ser una plataforma para la
creación de mensajes con contenido.
Pues bien, Multimedia es esencialmente la integración de texto,
arte gráfico, sonido, animación y video, pudiendo utilizar uno de éstos o
todos los aspectos de la comunicación, con el fin de presentar información
interactiva cuando se le permite a un usuario final relacionarse con el
computador, estimulando los sentidos del ser humano.
Según (Díaz P., 1997, p.5), la definición general y abierta de
Multimedia, llamada también integración de medios digitales, “consiste
en un sistema que utiliza informaciones almacenadas o controladas
digitalmente (texto, arte gráfico, sonido, animación y video) que se
combina en el ordenador para formar una única presentación”.
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Los buenos materiales multimedia formativos son eficaces, facilitan
el logro de sus objetivos, y ello es debido, supuesto un buen uso por parte
de los estudiantes y profesores, a una serie de características que atienden
a diversos aspectos funcionales, técnicos y pedagógicos, que se comentan
a continuación:
a) Facilidad de uso e instalación. Con el abaratamiento de los precios de
los computadores y el creciente reconocimiento de sus ventajas por parte
de grandes sectores de la población, para que los programas puedan ser
realmente utilizados por la mayoría de las personas es necesario que sean
agradables, fáciles de usar y autoexplicativos, de manera que los usuarios
puedan utilizarlos inmediatamente sin tener que realizar una exhaustiva
lectura de los manuales, ni largas tareas previas de configuración.
En cada momento el usuario debe conocer el lugar del programa donde se
encuentra y tener la posibilidad de moverse según sus preferencias:
retroceder, avanzar, etc. Un sistema de ayuda on-line solucionará las
dudas que puedan surgir.
Por supuesto la instalación del programa en el computador será sencilla,
rápida y transparente. También será de apreciar la existencia de una
utilidad desinstaladora para cuando llegue el momento de quitar el
programa del ordenador.
b) Versatilidad (adaptación a diversos contextos). Otra buena
característica de los programas, desde la perspectiva de su funcionalidad,
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Capítulo II : Marco Teórico
es que sean fácilmente integrables con otros medios didácticos en los
diferentes contextos formativos, pudiéndose adaptar a diversos:
- Entornos (aula de informática, computación, clase con un único
ordenador, uso doméstico, etc)
- Estrategias didácticas (trabajo individual, grupo cooperativo o
competitivo, etc.)
- Usuarios (circunstancias culturales y necesidades formativas)
Para lograr esta versatilidad conviene que tengan unas características
que permitan su adaptación a los distintos contextos. Por ejemplo:
- Que sean programables, que permitan la modificación de algunos
parámetros: grado de dificultad, tiempo para las respuestas, número de
usuarios simultáneos, idioma, etc.
- Que sean abiertos, permitiendo la modificación de los contenidos de las
bases de datos
- Que incluyan un sistema de evaluación y seguimiento (control) con
informes de las actividades realizadas por los estudiantes: temas, nivel de
dificultad, tiempo invertido, errores, itinerarios seguidos para resolver los
problemas...)
- Que permitan continuar los trabajos empezados con anterioridad.
- Que promuevan el uso de otros materiales (fichas, diccionarios...) y la
realización de actividades complementarias (individuales y en grupo
cooperativo)
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Capítulo II : Marco Teórico
c) Calidad del entorno audiovisual. El atractivo de un programa depende
en gran manera de su entorno comunicativo. Algunos de los aspectos
que, en este sentido, deben cuidarse más son los siguientes:
- Diseño general claro y atractivo de las pantallas, sin exceso de texto y
que resalte a simple vista los hechos notables.
- Calidad técnica y estética en sus elementos: Títulos, menús, ventanas,
iconos, botones, espacios de texto-imagen, formularios, barras de
navegación, barras de estado, elementos hipertextuales, fondo.
- Elementos multimedia: gráficos, fotografías, animaciones, vídeos, voz,
música.
- Estilo y lenguaje, tipografía, color, composición, metáforas del
entorno.
- Adecuada integración de medios al servicio del aprendizaje, sin
sobrecargar la pantalla, bien distribuidas, con armonía.
d) La calidad en los contenidos (bases de datos). Al margen de otras
consideraciones pedagógicas sobre la selección y estructuración de los
contenidos según las características de los usuarios, hay que tener en
cuenta los siguientes aspectos:
- La información que se presenta debe ser correcta, actual y estructurada
diferenciando adecuadamente datos objetivos, opiniones y elementos
fantásticos.
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Capítulo II : Marco Teórico
- Los textos no deben tener faltas de ortografía y la construcción de las
frases deben ser correctas.
- Evitar discriminaciones. Los contenidos y los mensajes no deben ser
negativos ni tendenciosos, ni discriminativos por razón de sexo, clase
social, raza, religión y creencias.
e) Navegación e interacción. Los sistemas de navegación y la forma de
gestionar las interacciones con los usuarios determinarán en gran medida
su facilidad de uso y amigabilidad. Conviene tener en cuenta los
siguientes elementos:
- Mapa de navegación. Buena estructuración del programa que permita
acceder bien a los contenidos, actividades, niveles y prestaciones en
general.
- Sistema de navegación. Entorno transparente que permita al usuario
tener el control. El sistema de navegación debe ser eficaz pero sin llamar
la atención sobre si mismo. Puede ser: lineal, paralelo, ramificado, etc.
- La velocidad entre el usuario y el programa (animaciones, lectura de
datos…) tiene que ser la adecuada.
- El uso del teclado. Es conveniente que los caracteres escritos se vean en
la pantalla y puedan corregirse errores.
- El análisis de respuestas. Que sea avanzado y, por ejemplo, ignore
diferencias no significativas (espacios superfluos...) entre lo tecleado por
el usuario y las respuestas esperadas.
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- Ejecución del programa. La ejecución del programa debe ser fiable, no
tener errores de funcionamiento y detectar la ausencia de los periféricos
necesarios.
f) Originalidad y uso de tecnología avanzada. Resulta también deseable
que los programas presenten entornos originales, bien diferenciados de
otros materiales didácticos, y que utilicen las crecientes potencialidades
del ordenador y de las tecnologías multimedia e hipertexto en general,
yuxtaponiendo dos o más sistemas simbólicos, de manera que el
ordenador resulte intrínsecamente potenciador del proceso de
aprendizaje, favorezca la asociación de ideas y la creatividad, permita la
práctica de nuevas técnicas, la reducción del tiempo y del esfuerzo
necesarios para aprender y facilite aprendizajes más completos y
significativos.
La inversión financiera, intelectual y metodológica que supone
elaborar un programa educativo sólo se justifica si el ordenador mejora lo
que ya existe.
g) Capacidad de motivación. Para que el aprendizaje significativo se
realice es necesario que el contenido sea potencialmente significativo para
el estudiante y que éste tenga la voluntad de aprender significativamente,
relacionando los nuevos contenidos con el conocimiento almacenado en
sus esquemas mentales.
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Así, para motivar al estudiante en este sentido, las actividades de
los programas deben despertar y mantener la curiosidad y el interés de
los usuarios hacia la temática de su contenido, sin provocar ansiedad y
evitando que los elementos lúdicos o de juego interfieran negativamente
en el aprendizaje. También conviene que atraigan a los profesores y les
animen a utilizarlos.
h) Adecuación a los usuarios y a su ritmo de trabajo. Los buenos
programas tienen en cuenta las características iniciales de los estudiantes
a los que van dirigidos (desarrollo cognitivo, capacidades, intereses,
necesidades…) y los progresos que vayan realizando. Cada sujeto
construye sus conocimientos sobre los esquemas cognitivos que ya posee,
y utilizando determinadas técnicas.
Esta adecuación se manifestará en tres ámbitos principales:
- Contenidos: Verificando su extensión, estructura y profundidad,
vocabulario, estructuras gramaticales, ejemplos, simulaciones y gráficos.
Los contenidos deben ser significativos para los estudiantes y estar
relacionados con situaciones y problemas de su interés.
- Actividades: Evaluando el tipo de interacción, duración, elementos
motivacionales, mensajes de corrección de errores y de ayuda, niveles de
dificultad, itinerarios, progresión y profundidad de los contenidos según
los aprendizajes realizados (algunos programas tienen un pre-test para
determinar los conocimientos iniciales de los usuarios).
- Entorno de comunicación: Analizando las pantallas, sistema de
navegación, mapa de navegación.
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Capítulo II : Marco Teórico
i) Potencialidad de los recursos didácticos. Los buenos programas
multimedia utilizan potentes recursos didácticos para facilitar los
aprendizajes de sus usuarios. Entre estos recursos se pueden destacar:
- Proponer diversos tipos de actividades que permitan diversas formas de
utilización y de acercamiento al conocimiento.
- Utilizar organizadores previos al introducir los temas, síntesis,
resúmenes y esquemas.
- Emplear diversos códigos comunicativos: usar códigos verbales (su
construcción es convencional y requieren un gran esfuerzo de
abstracción) y códigos icónicos (que muestran representaciones más
intuitivas y cercanas a la realidad).
- Incluir preguntas para orientar la relación de los nuevos conocimientos
con los conocimientos anteriores de los estudiantes.
- Tutorización de las acciones de los estudiantes, orientando su actividad,
prestando ayuda cuando lo necesitan y suministrando refuerzos.
j) Fomento de la iniciativa y el autoaprendizaje. Las actividades de los
programas educativos deben potenciar el desarrollo de la iniciativa y el
aprendizaje autónomo de los usuarios, proporcionando herramientas
cognitivas para que los estudiantes hagan el máximo uso de su potencial
de aprendizaje, puedan decidir las tareas a realizar, la forma de llevarlas a
cabo, el nivel de profundidad de los temas y puedan autocontrolar su
trabajo.
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Capítulo II : Marco Teórico
En este sentido, facilitarán el aprendizaje a partir de los errores (empleo
de estrategias de ensayo-error) tutorizando las acciones de los
estudiantes, explicando (y no sólo mostrando) los errores que van
cometiendo (o los resultados de sus acciones) y proporcionando las
oportunas ayudas y refuerzos.
Además estimularán el desarrollo de habilidades metacognitivas y
estrategias de aprendizaje en los usuarios, que les permitirán planificar,
regular y evaluar su propia actividad de aprendizaje, provocando la
reflexión sobre su conocimiento y sobre los métodos que utilizan al
pensar.
k) Enfoque pedagógico actual. El aprendizaje es un proceso activo en el
que el sujeto tiene que realizar una serie de actividades para asimilar los
contenidos informativos que recibe. Según repita, reproduzca o relacione
los conocimientos, realizará un aprendizaje repetitivo, reproductivo o
significativo.
Las actividades de los programas conviene que estén en
consonancia con las tendencias pedagógicas actuales, para que su uso en
las aulas y demás entornos educativos provoque un cambio metodológico
en este sentido.
Por lo tanto los programas evitarán la simple memorización y
presentarán entornos heurísticos centrados en los estudiantes que tengan
en cuenta las teorías constructivistas y los principios del aprendizaje
significativo donde además de comprender los contenidos puedan
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investigar y buscar nuevas relaciones. Así el estudiante se sentirá
constructor de sus aprendizajes mediante la interacción con el entorno
que le proporciona el programa (mediador) y a través de la reorganización
de sus esquemas de conocimiento, ya que aprender significativamente
supone modificar los propios esquemas de conocimiento, reestructurar,
revisar, ampliar y enriquecer las estructura cognitivas.
l) La documentación. Aunque los programas sean fáciles de utilizar y
autoexplicativos, conviene que tengan una información que informe
detalladamente de sus características, forma de uso y posibilidades
didácticas. Esta documentación (on-line o en papel) debe tener una
presentación agradable, con textos bien legibles y adecuados a sus
destinatarios, y resultar útil, clara, suficiente y sencilla. Se pueden
distinguir tres partes:
- Ficha resumen, con las características básicas del programa.
- El manual del usuario. Presenta el programa, informa sobre su
instalación y explica sus objetivos, contenidos, destinatarios, modelo de
aprendizaje que propone..., así como sus opciones y funcionalidades.
También sugiere la realización de diversas actividades complementarias y
el uso de otros materiales.
- La guía didáctica con sugerencias didácticas y ejemplos de utilización
que propone estrategias de uso y indicaciones para su integración
curricular. Puede incluir fichas de actividades complementarias, test de
evaluación y bibliografía relativa del contenido.
43
Capítulo II : Marco Teórico
m) Esfuerzo cognitivo. Las actividades de los programas,
contextualizadas a partir de los conocimientos previos e intereses de los
estudiantes, deben facilitar aprendizajes significativos y transferibles a
otras situaciones mediante una continua actividad mental en
consonancia con la naturaleza de los aprendizajes que se pretenden.
Así desarrollarán las capacidades y las estructuras mentales de los
estudiantes y sus formas de representación del conocimiento (categorías,
secuencias, redes conceptuales, representaciones visuales...) mediante el
ejercicio de actividades cognitivas del tipo: control psicomotriz,
memorizar, comprender, comparar, relacionar, calcular, analizar,
sintetizar, razonamiento (deductivo, inductivo, crítico), pensamiento
divergente, imaginar, resolver problemas, expresión (verbal, escrita,
gráfica...), crear, experimentar, explorar, reflexión metacognitiva
(reflexión sobre su conocimiento y los métodos que utilizan al pensar y
aprender)...
5. DISEÑO DE PROGRAMAS CON SOPORTE MULTIMEDIA
Los programas multimedia son un recurso didáctico
complementario que se debe usar adecuadamente en los momentos
adecuados y dentro de un proyecto docente amplio.
a) Aspectos a considerar en la selección de un multimedia. Cada situación
educativa concreta puede aconsejar, o desaconsejar, la utilización de
determinados programas educativos multimedia como generadores de
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Capítulo II : Marco Teórico
actividades de aprendizaje para los estudiantes y, por otra parte, un
mismo programa puede convenir utilizarlo de manera distinta en
contextos educativos diferentes.
Como norma general se puede decir que convendrá utilizar un
determinado programa cuando su empleo aporte más ventajas que la
aplicación de otros medios didácticos alternativos. Y en cuanto a la forma
de utilización, nuevamente será la que proporcione más ventajas.
En cualquier caso, la utilización de los medios debe venir
condicionada por los siguientes factores:
(1) Las características del material: hardware necesario, calidad técnica,
facilidad de uso, objetivos y contenidos, actividades (tipo, usos
posibles...), planteamiento pedagógico.
(2) La adecuación del material a las circunstancias que caracterizan la
situación educativa donde se piensan aplicar: objetivos, características de
los estudiantes, contexto.
(3) El costo del material o el esfuerzo que hay que realizar para poder
disponer de él. También hay que considerar la posibilidad de utilizar otros
medios alternativos que puedan realizar la misma función pero de manera
más eficiente.
b) Diseño de actividades con soporte multimedia. Para diseñar
actividades formativas con soporte multimedia (cuya duración puede ser
variable en función del contexto de utilización y demás circunstancias)
hay que tener en cuenta diversos aspectos:
45
Capítulo II : Marco Teórico
(1) Las características del contexto educativo: marco general,
características...
(2) Las características de los estudiantes: edad, capacidades,
conocimientos y habilidades previas, experiencias, actitudes, intereses,
entorno sociocultural.
(3) Los objetivos educativos que se persiguen con la realización de la
actividad y su importancia dentro del marco del programa de la materia.
(4) Los contenidos que se tratarán.
(5) La selección de los materiales didácticos (materiales multimedia, otros
materiales...). Se considerarán las características de los materiales,
adecuación a la situación educativa (estudiantes, objetivos...) y el costo de
los diversos materiales al alcance.
(6) La función que tendrá el material. Según las características del
material y según la manera en que se utilice, un mismo programa puede
realizar diversas funciones:
- Motivación del alumno (inicial, mantenimiento del interés...)
- Fuente de información y transmisión de contenidos (función
informativa, apoyo a la explicación del profesor...)
- Entrenamiento, ejercitación, práctica, adquisición de habilidades de
procedimiento, memorizar.
- Instruir (conducir aprendizajes)
- Introducción y actualización de conocimientos previos.
- Núcleo central de un tema
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Capítulo II : Marco Teórico
- Repaso, refuerzo
- Recuperación
- Ampliación, perfeccionamiento.
- Entorno para la exploración (libre o guiada), descubrimiento.
- Entorno para experimentar, Investigar (explorar el conocimiento)
- Evaluación
- Medio de expresión personal (escrita, oral, gráfica…)
- Medio de comunicación
- Instrumento para el proceso de datos
- Entretenimiento.
(7) El entorno en el que se utilizará.
- Espacio: en el aula normal (rincón del ordenador, uso del profesor en la
tarima), en la biblioteca o sala de estudio, en el aula informática -
computación (ordenadores independientes o en red), en la empresa, en
casa.
- Tiempo: escolar/laboral, extraescolar, en casa.
(8) La organización de la actividad. Se considerará especialmente:
- Agrupamiento: individual, parejas, grupo pequeño, grupo grande (a la
vez o sucesivamente)
- Ámbito de aplicación: todos los estudiantes, sólo algunos estudiantes
(refuerzo, recuperación, ampliación de conocimientos), sólo el profesor.
(9) La metodología. La manera en la que se va a utilizar el programa:
47
Capítulo II : Marco Teórico
a) Papel del programa:
- Información que facilitará al estudiante
- Tareas que propondrá
- Modo en que deberán realizarse las tareas.
b) Papel de los estudiantes:
- Tareas que realizarán los estudiantes.
c) Nivel de autonomía en el uso del programa:
- Libre, según su iniciativa, realizando las actividades por la que siente
más interés.
- Semidirigido: puede utilizar el material como quiera pero con la
finalidad de desarrollar un trabajo concreto o un proyecto encargado por
el profesor.
- Dirigido, siguiendo las instrucciones específicas del profesor.
d) Interacciones de cada estudiante:
- Con el programa
- Con otros compañeros: consultas, opiniones, comentarios.
- Con el profesor: consultas, orientaciones, ayudas.
- Con otros materiales: fuentes de información diversas, guías.
e) Técnicas de aprendizaje que se utilizarán:
- Repetitivas (memorizando): copiar, recitar…
- Elaborativas (relacionando la nueva información con la anterior):
subrayar, resumir, esquematizar, elaborar diagramas y mapas
conceptuales.
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Capítulo II : Marco Teórico
- Exploratorias: explorar, experimentar (verificar hipótesis, ensayo-
error...)
- Regulativas (analizando y reflexionando sobre los propios procesos
cognitivos, metacognición)
f) Papel del profesor:
- Información inicial a los estudiantes (objetivos, trabajo a realizar,
materiales y metodología, fuentes de información...)
- Orientación y seguimiento de los trabajos (dinamización, asesoramiento
y orientación).
g) Técnicas de enseñanza que se utilizarán:
- Motivación
- Ejercicios de memorización
h) Prácticas para la adquisición de habilidades de procedimiento
- Enseñanza directiva
- Exploración guiada
- Experimentación guiada
- Descubrimiento personal
- Expresión personal
- Comunicación interpersonal
- Metacognición
(10) Empleo de materiales complementarios.
(11) El sistema de evaluación que se seguirá para determinar en que
medida los estudiantes han logrado los aprendizajes previstos y la
funcionalidad de las estrategias didácticas utilizadas.
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Capítulo II : Marco Teórico
6. METODOLOGIAS CONSULTADAS PARA EL DISEÑO
DEL SOFTWARE
♣ Metodología de Jonás Montilva. Diseñada para desarrollar sistemas de
información, contiene 7 fases:
FASE I: Definición de proyectos. Se determinan las necesidades básicas
que motivan el desarrollo del nuevo sistema. Se define el problema en
términos generales, se establecen los objetivos básicos del sistema, se
elabora el estudio de factibilidad y se realiza la planificación global del
sistema.
FASE II: Análisis del contexto. Se recolecta toda la documentación
existente relacionada con el ambiente donde va a operar el sistema.
FASE III: Definición de requerimientos. Se establece una descripción
detallada de los objetivos del sistema, su ambiente y sus funciones
respecto a los usuarios.
FASE IV: Diseño del sistema. Se diseñan diferentes alternativas,
especificando para cada una de ellas la interacción hombre máquina, el
costo de desarrollo y los recursos que se requieren.
FASE V: Construcción del sistema. Se procede a su construcción, esto es
la codificación y depuración de los programas diseñados.
FASEVI: Pruebas del sistema. Montilva especifica unas pruebas
iniciales, llamadas pruebas de integración donde los componentes del
sistema se prueban por separado para luego integrarlo formando un todo.
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Capítulo II : Marco Teórico
Posteriormente, se realizan pruebas del sistema en un ambiente simulado
o real, las cuales constituyen las pruebas de aceptación del mismo.
FASE VII: Implantación del sistema. Se pone en ejecución el sistema y se
adiestra a los usuarios.
♣ Metodología de Briam Blum. Vaughan (1994, p.362).
Está estructurada en las siguientes fases:
- Análisis: Comprende la primera fase en la cual se realiza el
estudio de los aspectos relacionados con la investigación, tales como el
análisis del público, del ambiente, del contenido y del sistema.
- Diseño Educativo: Esta fase se refiere a los objeto del aprendizaje
y al contenido programático de la cátedra, materia o área de estudio
para la cual se diseñará en el Software Educativo. En ésta fase se
definen las metas educativas, se plantean los objetivos de aprendizaje
alcanzados en cada lección del contenido, según el modelo de
aprendizaje planteado en el prototipo desarrollado en papel.
- Diseño Interactivo: En ésta fase se definen las características del
Software Educativo: su estructura lógica y la interacción con el
usuario; los requerimientos funcionales, metáforas y paradigmas;
diseño de interfaces, mapas de navegación, pantallas de esquemas y
prototipos de trabajo.
- Desarrollo : Se refiere a la producción de los archivos de audio,
texto, video y sonido que serán usados posteriormente en la fase de
producción.
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Capítulo II : Marco Teórico
- Producción: Es la etapa en la cual se construye el sistema, incluye
preproducción y postproducción de audio y video, integración y
desarrollo autorial.
- Instrumentación / Evaluación: En esta fase se realizan dos tipos
de prueba: Pruebas Alfa y Pruebas Beta. Las Alfa representan los
primeros borradores que son versiones destinadas a un selecto y
pequeño grupo de usuarios muy críticos. Las Betas están dirigidas a
un público mas amplio pero de igual forma selecto. Esta etapa incluye
también el lanzamiento y evaluación general.
♣ Metodología de Castro Ibarra. Esta es una metodología para
desarrollar programas multimedias (1996, p.152), la cual se divide en 4
fases:
1. Planeación: Se organiza y se planifica la ejecución de espacio y tiempo
a desarrollar el proyecto.
2. Análisis: Se estudian las condiciones existentes, involucra:
- Auditorio: Se refiere a los posibles usuarios.
- Ambiente: Análisis de Hardware y Software donde se implantará el
sistema multimedia.
- Contenido: Estructuración de los mensajes mostrados en el programa.
3. Diseño: Diseño de los guiones de producción, mapas de navegación e
interacción.
4. Producción: En ella se realiza la creación del archivo y la vinculación
con software de autoría.
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Capítulo II : Marco Teórico
7. SISTEMAS DE CONTROL
La ingeniería trata del conocimiento y control de los materiales y
fuerzas de la naturaleza en beneficio de la humanidad. El ingeniero de
sistemas de control está interesado en el conocimiento y control de una
parte de su medio, frecuentemente denominado sistema, a fin de
proporcionar un producto económico y útil para la sociedad. Los objetivos
del conocimiento y del control son complementarios ya que, para poderlo
controlar mas efectivamente, el sistema de control debe ser entendido y
modelado. Además, la ingeniería de control debe considerar a menudo
sistemas poco conocidos, como los procesos químicos. El desafío para los
Ingenieros de control es el modelado y control de sistemas
interrelacionados modernos y complejos, como los de control de tráfico,
los de proceso químico y los de regulación económica. Simultáneamente,
sin embargo, el ingeniero afortunado tiene la oportunidad de controlar
muchos sistemas de automatización industrial útiles e interesantes.
Quizá la cualidad mas característica de la ingeniería de control sea la
oportunidad de controlar máquinas y procesos industriales y económicos
en beneficio de la sociedad.
La ingeniería de control se basa en los fundamentos de la teoría de
la retroalimentación y el análisis de sistemas lineales, e integra los
conceptos de teoría de redes y de comunicación. Por tanto, la ingeniería
de control no está limitada a ninguna disciplina de la ingeniería, sino que
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Capítulo II : Marco Teórico
es igualmente aplicable a las ingenierías aeronáutica, química, mecánica,
del medio ambiente, civil, en computación, eléctrica entre otras.
Un sistema de control es una interconexión de componentes que
forman una configuración de sistema que proporcionará una respuesta
deseada del sistema. La base para el análisis de un sistema es el
fundamento proporcionado por la teoría de los sistemas lineales, la cual
supone una relación de causa - efecto para los componentes de un
sistema.(Dorf, p.1)
a. PRACTICA DE LA INGENIERIA DE CONTROL
La ingeniería de control trata el análisis y diseño de sistemas
dirigidos a un objetivo. Como consecuencia, la mecanización de planes de
acción dirigidos a un objetivo se ha incrementado hasta establecer una
jerarquía de los sistemas de control dirigidos a un objetivo. La teoría
moderna del control trata sistemas con cualidades de autoorganización,
de adaptación, de aprendizaje u óptimas. Entre los ingenieros de control,
este interés ha sido todavía mayor.
El control de un proceso industrial (fabricación, producción y
otros)por medios automáticos en vez de humanos se conoce
frecuentemente como automatización. La automatización es frecuente en
las industrias química, de generación de electricidad, papelera,
automotriz y siderúrgica, entre otras. El concepto de automatización es
central para la sociedad industrial. Las máquinas automáticas se usan
54
Capítulo II : Marco Teórico
para aumentar la producción de una planta por trabajador, a fin de
compensar los salarios crecientes y los costos inflacionarios.
La suavización del trabajo humano que ha provocado la tecnología,,
un proceso que comenzó en la prehistoria, está entrando en una nueva
etapa. La aceleración del ritmo de la innovación tecnológica, iniciada por
la Revolución Industrial, ha dado como resultado principal hasta no hace
mucho el desplazamiento de la fuerza muscular humana de las tareas de
producción. La actual revolución en la tecnología computacional está
causando un cambio social igualmente importante : la acumulación y el
procesamiento de información a medida que los computadores aumentan
el alcance del cerebro humano.
La teoría, práctica y aplicación del control automático es una disciplina
de la ingeniería amplia, interesante y muy útil. Por ello, es fácil de
comprender la motivación para el estudio de sistemas modernos de
control. (Dorf, p.7).
b. MODELOS MATEMATICOS DE LOS SISTEMAS FISICOS
El objetivo del control retroalimentado es utilizar el principio de la
retroalimentación para conseguir que la salida de un sistema dinámico,
como el eje de un motor eléctrico o el vector de velocidad de un aeroplano,
sigan un camino deseado a pesar de fuerzas perturbadoras externas o
cambios de parámetros internos. Sin embargo, antes de comenzar con las
consideraciones de retroalimentación, el ingeniero debe construir un
modelo del sistema a controlar para averiguar cómo se comportaría un
55
Capítulo II : Marco Teórico
diseño de prueba. De modo que los pre - requisitos básicos del ingeniero
de control retroalimentado son la habilidad para modelar sistemas
dinámicos y para analizar respuestas dinámicas.
La modelación de sistemas complejos es difícil, de alto costo y lenta,
específicamente cuando se incluyen pasos importantes de verificación
experimental.
Una vez que se obtiene un modelo en forma de ecuaciones
dinámicas, generalmente ecuaciones diferenciales ordinarias, el paso
siguiente es resolver estas ecuaciones para aprender la naturaleza de la
respuesta del sistema. En general, la resolución de las ecuaciones
dinámicas es muy difícil porque la mayoría de los modelos prácticos y
reales son de alto orden, varían en el tiempo y no son lineales.
Existen tres tipos de dinámicas básicas a estudiar en los cursos
actuales de sistemas de control:
- Dinámica de sistemas mecánicos: En donde la piedra angular en la
obtención de un modelo matemático, o la ecuación de movimiento, para
cualquier sistema mecánico es la ley de Newton.
La aplicación de esta ley requiere definir las coordenadas adecuadas para
el movimiento del cuerpo que determinan las fuerzas que actúan sobre él,
utilizando el diagrama de cuerpo libre.
- Dinámica de los sistemas eléctricos: Los circuitos eléctricos se
componen de interconexiones de fuentes de voltaje y de corriente
eléctrica; elementos pasivos como resistores, capacitores, e inductores; y
elementos electrónicos activos, especialmente amplificadores
56
Capítulo II : Marco Teórico
operacionales. Estos dispositivos son a menudo componentes de un
sistema de control retroalimentado por la enorme flexibilidad que dan al
diseñador para modificar y procesar señales.
- Dinámica de sistemas electromecánicos: motores y generadores:
Corriente eléctrica y campos magnéticos interactúan en varias formas,
tres de las cuales son las mas importantes para entender la operación de
la mayoría de los dispositivos de conversión electromecánica de la
energía, tales como motores lineales y rotatorios, y sensores eléctricos de
movimiento. (Franklin y Emami - Naeini, p. 16).
c. METODO DE DISEÑO DEL LUGAR GEOMETRICO DE LAS
RAICES
Es una técnica específica desarrollada para ayudar en el diseño de
sistemas retroalimentados, técnica basada en el estudio de los efectos de
un solo parámetro en localizaciones de polos en lazo cerrado. Si bien el
método es general, y permite estudiar los efectos de cualquier otro
parámetro, la mayoría de los casos comunes implica estudiar la ganancia
de lazo abierto, y el método se presentará en este contexto (Powell, p.128).
El diseño de sistemas de control con retroalimentación en la
industria se realiza probablemente empleando en más ocasiones los
métodos de la respuesta de frecuencia que cualquier otro método. La
popularidad de estos métodos entre los ingenieros en ejercicio ha sido
grande durante los últimos 20 años, a pesar de la tendencia de los
57
Capítulo II : Marco Teórico
programas educativos a enfatizar otros métodos de diseño, tales como el
del lugar geométrico de raíces, el de espacio estado y el de control óptimo.
La razón principal de la popularidad de estos métodos es que
proporcionan diseños buenos desde el punto de vista de la incertidumbre
en el modelo de planta.
Otra ventaja de la respuesta de frecuencia es la facilidad con la que
se puede usar la información experimental para propósitos de diseño.
Mediciones aproximadas de la amplitud de salida de fase de una planta
con entrada sinusoidal son suficientes para diseñar un control con
retroalimentación adecuado. No se requiere un procesamiento intermedio
de datos para llegar a un modelo del sistema. La amplia disponibilidad de
los computadores ha hecho que esta ventaja sea ahora menos importante
que años atrás; sin embargo; para sistemas relativamente simples, la
respuesta de frecuencia es todavía el método de diseño ,más
rentable.(Franklin, p.220).
d. ANALISIS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN EL DOMINIO
DEL TIEMPO:
La aplicación de las técnicas del dominio de la frecuencia está
limitada a sistemas lineales e invariantes en el tiempo. Además, su
utilidad es particularmente reducida en sistemas de control con
múltiples variables, debido al énfasis en la relación entrada - salida de las
funciones de transferencia. En contraste, las técnicas en el dominio del
tiempo pueden utilizarse fácilmente para sistemas no lineales, que varían
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Capítulo II : Marco Teórico
en el tiempo, y de múltiples variables. Un sistema de control que varía en
el tiempo es un sistema en que uno o más de sus parámetros puede variar
en función del tiempo.. Por ejemplo, la masa de un proyectil puede variar
en función del tiempo a medida que se gasta el combustible durante el
vuelo. Un sistema de múltiples variables es un sistema con varias señales
de entrada y salida.
B.- REVISION DE LA LITERATURA
F En 1997, Galué Portillo, Angela María y Nava Cobo, Deisy Delma,
en su trabajo titulado: “Desarrollo de un Software Educativo bajo
plataforma multimedia para la cátedra de Laboratorio avanzado del
computador” iniciaron su investigación, realizando un levantamiento de
información referente a la necesidad de desarrollar el software, definiéndo
así la factibilidad o no del mismo. Una vez determinada la factibilidad del
Software Educativo, procedieron a identificar y evaluar el contenido
programático de la cátedra para conocer y escoger qué información se iba
a incluir dentro del diseño del software. En cuanto a las técnicas y
herramientas, utilizadas para el desarrollo del Software Educativo, se
utilizó para los módulos programados, Authorware con animaciones en
3d Studio. Finalmente se realizó su implantación en el Laboratorio de
Computación de la U.R.B.E. concluyendo a su vez que es muy factible
promover la introducción de cambios en las técnicas instruccionales al
igual que es posible por medio del computador mejorar las posibilidades
de aprendizaje a través del computador.
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Capítulo II : Marco Teórico
Antes de la implantación definitiva del Software, fue necesaria la
realización de una prueba Alfa que consistió en verificar el óptimo
funcionamiento del Software. También se realizó una prueba Beta para
verificar algún tipo de error dentro del Software.
Para la realización y culminación del Software Educativo, fue
necesario seguir una serie de pasos o fases, pertenecientes a la
metodología de Brian Blum en el libro “Todo el poder de Multimedia”
(1993, p362).
F En el mismo año, Rivera G. Yeraldy C. y Rodríguez, C. Kattina N,
en su trabajo de grado: “Implantación de un Software Educativo para la
Universidad Nacional Experimental “Rafael María Baralt”. Sede Ciudad
Ojeda. Facultad de Ingeniería. Escuela de Computación”, realizaron un
estudio para determinar el
problema perteneciente a los estudiantes de la Cátedra Física. Para una
versión más clara de la problemática existente, se determinaron los
requerimientos sobre el contenido esquemático de los puntos a tratar
referentes a los estados físicos de la materia. Una vez concluida esta etapa
de la investigación, se procedió al diseño de los módulos que
conformarían el Software Educativo de la Cátedra. Para esto fue
necesario cumplir con una serie de pasos correspondientes a la
metodología de Brian Blum compuesta de cinco fases.
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Capítulo II : Marco Teórico
La plataforma utilizada para desarrollar el Software fue
Authorware, 3D Studio, Corel Draw y Corel Photo Paint bajo Windows
95.
Antes de implantar el sistema, fue indispensable realizar las
pruebas del sistema entre las cuales están la Alfa y la Beta, para corregir
las fallas que se presentan.
Una vez implantado el Software, se realizaron seguimientos y
evaluaciones para determinar su efectividad y el nivel de aceptación de
los usuarios obteniendo resultados positivos y la incorporación cada vez
más de nuevos usuarios.
F Posteriormente, en 1998, Serrano U., Ender J. Desarrolló un
Software Informativo para la Cátedra Proyecto de Investigación I y II.
Caso Universidad Dr. Rafael Belloso Chacin”. Facultad de Ingeniería.
Escuela de Computación.
Para el desarrollo de esta investigación se procedió inicialmente a
analizar todos los requerimientos para el diseño del Software. A través de
entrevistas a profesores y tutores de las cátedras Proyecto de
Investigación I y II y alumnos cursantes de esta materia, se dio a conocer
de forma clara la necesidad de tener otro método de enseñanza para el
desarrollo de proyectos de investigación.
Una vez culminada la primera fase de la investigación se realizó la
fase de diseño y desarrollo del Software, utilizando como metodología
según la del Br. Jusmay Bracho y la Br. Erika Prince, siendo esta una
61
Capítulo II : Marco Teórico
metodología ecléctica utilizada en su trabajo de pre-grado “Desarrollo de
un Kiosko hipermedia para la Promoción de los sitios turísticos en el
Estado Zulia, en la Gerencia de Desarrollo Turístico y Recreacional de
CORPOZULIA”, basada en la metodología de Mario Castro Ibarra en su
libro “El Camino Fácil a Multimedia” por Tay Vaughan. Para el
desarrollo del Software, las herramientas usadas para la codificación y
programación fueron Authorware Profesional versión 4.0 al igual que
paquetes graficadores como Paint Brush, Power Point y Corel Draw.
Antes de terminar la fase de lanzamiento del Software y dejarlo a
cargo del Laboratorio de Computación de la Universidad fue necesario la
realización de la prueba Alfa y la prueba Beta, para la corrección de
errores.
Una vez finalizada la última fase, se demostró la factibilidad de
Desarrollo del Software y que el mismo, cumple con los objetivos
propuestos presentando una óptima funcionalidad.
F Asímismo, Labarca Avila, Sugey y Méndez Gori, Leonardo, en su
investigación titulada : “Desarrollo de un Software Educativo para el
manejo de los equipos y materiales del Laboratorio de Física y Electrónica
de la Universidad Rafael Belloso Chacín”. inicialmente realizaron
encuestas a una muestra de la población de la cátedra de Electrónica I de
la escuela de computación y Electrónica, con el propósito de obtener
62
Capítulo II : Marco Teórico
información de las carencias cognoscitivas de los estudiantes y los
requerimientos de los alumnos para con el software.
Dentro de la fase de diseño y desarrollo del Software Educativo se
siguieron los pasos o fases correspondientes a la metodología de Brian
Blum donde se incluyen todo lo concerniente a Análisis, Diseño y
Producción. Los módulos del Software están programados en Authorware
Professional versión 2.01 permitiéndo desarrollar un programa
educacional basado totalmente en plataforma multimedia.
Antes de la implantación del Software en el Laboratorio de Física y
Electrónica de la Universidad Rafael Belloso Chacín, el software fue
sometido a pruebas para comprobar su funcionalidad y carencia de
errores.
Ya implantado el Software, se observó mediante evaluaciones y
seguimientos hechos, que cada alumno que utiliza el programa recibe
estímulos cerebrales que conllevan a facilitar la comprensión de la
información que recibe.
F En Marzo de 1998, Rincón C. Charo y Rodríguez B., Orlando,
titularon : “Implantación de un Software Educativo para la cátedra
Electrónica III en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Dr. Rafael
Belloso Chacín”. a su trabajo especial de grado.
63
Capítulo II : Marco Teórico
Para el desarrollo de esta herramienta de autoaprendizaje, fue
necesario la utilización de algún tipo de metodología la cual fue
proporcionada por “Vivid Studio Web Site”.
Al inicio de la investigación se recopilo información sobre el temor
a desarrollar por medio de entrevistas a los alumnos, material
bibliográfico y el contenido programático de la cátedra. Una vez
recopilada la información se procedió a analizarla para definir las
necesidades y la verdadera problemática que se reflejan en el tema.
Durante el diseño del Software se planificó mediante un diagrama de
barras, las etapas a seguir en la realización del Software.
Como herramienta para el desarrollo del Sistema, se trabajó bajo
Authorware Professional 4.0 al igual que se utilizó el graficador Corel
Draw 5 en español, el Paint y Microsoft Photo Editor, todo esto bajo la
plataforma de Windows 95.
Antes de la implantación definitiva del Software se precedió a
someterlo a una serie de pruebas (Alfa y Beta) para determinar su
funcionalidad y la carencia de errores.
Una vez implantado el Software se pudo comprobar la factibilidad
en todos los sentidos, del mismo, al igual que se cumplieron con todos los
objetivos planteados al principio de la investigación.
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Capítulo II : Marco Teórico
Este Software impartirá la información dinámica y fácilmente,
permitiéndole a cada estudiante reforzar los conocimientos adquiridos con
respecto a la cátedra.
FF Finalmente, en 1999, Alvarez Ruth desarrolló un Software
Educativo para la cátedra de Microprocesadores de la escuela de
Electrónica de la URBE. Para determinar los requerimientos del mismo
se realizó un sondeo de opinión entre los docentes que dictan la cátedra.
Se utilizó una metodología híbrida construida especialmente para esta
investigación y la herramienta para desarrollar el sistema fue
Macromedia Authorware 4.0 . En cuanto a la producción del Software se
obtuvo un sistema multimedia interactivo de calidad técnica, operativa y
funcional; desde el punto de vista técnico el sistema cuenta con un
entorno de comunicación que implementa técnicas, como la de animación
por cuadros y la aplicación de efectos de sonido; el sistema opera de
manera óptimo en todos sus módulos de programación y desde su aspecto
funcional posee un contenido acorde con los requerimientos establecidos.
Los trabajos de investigación consultados aportaron información
relevante en cuanto a aspectos teóricos, metodologías para el desarrollo
del software, especialmente el de la Alvarez Ruth del cual se extrajo la
metodología utilizada en esta investigación. Así mismo, debido a que la
plataforma de desarrollo fue la misma también se pudo obtener
información valiosa para los diferentes diseños: instruccional, educativo e
interactivo.
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Capítulo II : Marco Teórico
C.- TERMINOS BASICOS
Aprendizaje: Método que permiten relacionar estímulos – respuestas en
los seres vivos, modificando la conducta en razón de la experiencia;
esencialmente por la adquisición de nuevas formas de comportamiento en
función de los cambios de situación, para conseguir una mejor adaptación
a las modificaciones del entorno. (Rosales,1994)
Aprendizaje bidireccional: Modelo de enseñanza basado en la
ejemplificación de ejercicios en dos dimensiones cuando sólo se cuenta
con una herramienta de aprendizaje como el pizarrón. Por ello es
indispensable enmarcar éstos modelos de dos o más dimensiones en una
herramienta que permita ser captado por la mente humana. (Peley,1999)
Ejemplo: Una gráfica bidimensional (Plano X.Y).
Aprendizaje Significativo : Es aquel aprendizaje donde los contenidos
tienen sentido solo potencialmente y pueden ser aprendidos de manera
significativa o no. (Araujo y Chadwick, 1988 p.19)
Diseño Instruccional: Es la especificación de todos los elementos que
conforman el proceso de enseñanza - aprendizaje fundamentado en la
psicología del aprendizaje humano, análisis de las operaciones de clase y
el enfoque de sistema que especifica las necesidades, objetivos, contenidos,
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Capítulo II : Marco Teórico
recursos, formas de presentación, así como los procedimientos de
evaluación. (Granados, 1995, p.1445).
Enseñanza : Forma adecuada de presentar un estimulo A para poder
lograr la respuesta B y obtener una asociación correcta entre A y
B.(Rosales 1994, p.191).
Heurístico : Relativo de la Heurística, la cual trata del arte de inventar.
(Diccionario Cuyas)
Programas Instruccionales: Conjunto de unidades lógicas evaluables
(ULE), organizada de acuerdo con un programa existente.
Prueba Alfa: Consiste en comprobar la funcionalidad del programa
sometiéndolo a prueba con personas involucradas en el proyecto, con la
finalidad de conseguir errores o fallas. (Manual del Sistema de Apoyo al
desempeño).
Prueba Beta: Consiste en comprobar la funcionalidad y carencia de
errores, la prueba es realizada por personas que no están involucradas en
el proyecto.
Unidad Lógica Evaluable (ULE): Elemento constituyente
de un ABC que posee su propio contenido, objetivos instruccionales y
evaluación.
Yuxtapuesto : Sobreponer. (Diccionario Cuyas)
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Capítulo II : Marco Teórico
D.- SISTEMA DE VARIABLES
1. - SOFTWARE EDUCATIVO
DEFINICION CONCEPTUAL (Méndez 1998)
Es un sistema aplicado, instalado igual que un software de
aplicación como medio educativo, apoyado en los recursos de la
computación y en los procesos de aprendizaje con la finalidad de ofrecer
información automática, solución de problemas, evaluación por parte del
computador al alumno además de experiencias únicas en el campo de la
educación organizadas según criterios instruccionales que interactúan
con el participante.
OPERACIONALMENTE:
Es un sistema Multimedia Interactivo, programado en
Macromedia Authoware 5.0 Attain, de propósito instruccional, en el
proceso de enseñanza para el área de Sistemas de Control que requiere las
carreras de Ingeniería en Computación y Electrónica.
Por otro lado, este programa computarizado se aplica
primordialmente a la educación con el fin de apoyar al usuario a la hora
de adquirir los conocimientos de un tema en específico.
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Capítulo II : Marco Teórico
2. - SISTEMAS DE CONTROL
DEFINICION CONCEPTUAL
Un sistema de control es aquel que tiende a mantener una relación
preestablecida entre la salida del sistema y alguna entrada de referencia,
comparándolas y utilizando la diferencia como medio de control.
Los Sistemas de Control no están limitados al campo de la
Ingeniería, pero dentro de éste rango es imprescindible tener
conocimientos de ellos como razón primordial de su estudio. (Oghata,
1999)
OPERACIONALMENTE
Sistemas de Control es una Cátedra de las Escuelas de
Computación y Electrónica que se dicta en la Facultad de Ingeniería de la
Universidad “Dr. Rafael Belloso Chacín”, la cual se encuentra asignada
en el séptimo semestre del pensum de estudio de las carreras antes
mencionadas. Esta cátedra estudia conocimientos teóricos y prácticos de
los sistemas de control abiertos y cerrados, que serán base para otras
cátedras que presenten prelación en este pensum de estudio.
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Capítulo II : Marco Teórico