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RESUMEN. El desarrollo de la informtica ha permitido la produccin de gran cantidad y tipos de programas de simulacin que aplicados a cursos de electrnica permiten apoyar estrategias de aprendizaje. En este trabajo se analizarn algunas dimensiones asociadas con aplica-ciones de entornos de simulacin en el rea de Ingeniera en Electr-nica, Automatizacin y Control considerando su utilizacin en la reali-zacin de laboratorios virtuales de electrnica. Se intenta establecer algunos criterios para seleccionar los programas ms adecuados para construir un aprendizaje signicativo. Se tomar en cuenta las posibi-lidades de analizar fenmenos y modelos en distintas condiciones de operacin, ejecutando mtodos de prueba y error que permitan inte-raccionar fcilmente con el sistema y reproducir ambientes similares al mundo real para desarrollar experiencias de laboratorio virtual.

Palabras clave. Software de simulacin, laboratorio virtual, electrni-ca, SPICE, aprendizaje signicativo.

MEDIACIN DEL APRENDIZAJE EN ENTORNOS TECNOLGICOS: CARACTERIZACIN Y EVALUACIN DE SOFTWARE DE SIMULACIN EN

CURSOS DE ELECTRNICA

MEDIATION OF LEARNING AT TECHNOLOGICAL ENVIRONMENTS:CHARACTERIZATION AND EVALUATION OF SIMULATION SOFTWARE FOR ELECTRONIC COURSES

Mnica Gonzlez

UNITEC, Departamento de Electrotecnia, Facultad de Ingeniera, Universidad Nacional de La Plata, Calle 48 y 116, (1900) La Plata,

Argentina, Universidad Nacional de Quilmes, Roque Senz Pea 352, Bernal, Argentina

dispos08@gmail.com

ABSTRACT. The development of informatics has allowed us to pro-duce large quantities and types of simulation programs that can be applied to electronics courses and that are changing mediation pro-cesses of learning.

This paper discusses some dimensions associated with simulation en-vironments 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 pro-grams 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 simula-tion environments similar to the real world to develop virtual labs.

Key Words. Simulation software, virtual laboratory, electronics, SPI-CE, meaningful learning.

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1. INTRODUCCIN

Comenzando la segunda dcada del presente siglo, dominada por los avances tecnolgicos, la enseanza y el aprendizaje en los distintos campos disciplinares de la Ingeniera requie-ren replantear las propuestas educativas tradicionales [1]. La inclusin de las tecnologas de la informacin y comunicacin en los procesos educativos impacta sobre las dimensiones de la enseanza y el aprendizaje.

Los docentes y los alumnos, desde perspectivas diferentes, se ven implicados en estas nuevas formas de transmisin de la informacin y de adquisicin del conocimiento. Frente al enfoque tradicional clsico de enseanza en Ingeniera basado en un modelo didctico tecnicista se propone un modelo alternativo. En el modelo tecnicista la propuesta de enseanza privilegia la transmisin de informacin, con roles y funciones especficas para el docente, quien transmite, y el alumno, que recibe. El conocimiento se presenta sin relacin con el contexto y el apren-dizaje se concibe como un producto de carcter reproductivista que no considera el papel de los procesos cognitivos del alum-no. Los alumnos aprenden a resolver problemas cuantitativos mediante la memorizacin de casos particulares sin necesidad de entender los conceptos subyacentes y sin desarrollar la ca-pacidad de aprovechar la experiencia aprendida para aplicarla a situaciones nuevas y ms complejas, generando un aprendi-zaje profundo. Los procesos de evaluacin estn basados en el logro de resultados observables que no implican el anlisis y el razonamiento.

Frente a este escenario, se vislumbran nuevos estndares edu-cativos apoyados sobre innovaciones pedaggicas que incluyen herramientas facilitadas por las tecnologas, junto con la inclusin de metodologas orientadas hacia la formacin en competencias y habilidades propias de la profesin de Ingeniera.

En este trabajo se propone analizar las innovaciones resultantes de la incorporacin de recursos derivados de la informtica y las tecnologas de la informacin y comunicacin, aplicados a la reconstruccin de experiencias de laboratorio utilizando software de simulacin. Las mismas constituyen recursos educativos emergentes que pueden integrarse al currculum establecido en carreras de Ingeniera en Electrnica, Automatizacin y Control como laboratorios de electrnica.

La experimentacin en el laboratorio constituye una prctica esencial para la formacin de los futuros ingenieros, permi-tiendo el contacto y la confrontacin de saberes con el mundo real mediante la prueba, manipulacin, calibracin y utilizacin de diversos instrumentos. La realizacin de esta prctica est afectada por diversos factores que disminuyen su calidad y can-tidad: cursos numerosos, falta de infraestructura, equipamiento riesgoso, etc. La simulacin de las experiencias de laboratorio se puede constituir en una alternativa vlida para superar los inconvenientes anteriores.

La simulacin es un recurso tecnolgico-informtico que crea un espacio de mediacin entre la realidad y el desarrollo de modelos o teoras en distintas ramas del conocimiento cientfico. La inter-pretacin y manipulacin de estos modelos facilita la adquisicin de conocimientos tanto conceptuales como procedimentales. Para fortalecer estas caractersticas las propuestas educativas deben estar centradas en el alumno, y propender a la realizacin de actividades en las cuales se imponga un contexto que se aproxime lo ms posible a la realidad. La tecnologa debe ser vista como una herramienta mediadora dentro de un contexto de cambio y desarrollo social [2].

1.1 Competencias, aprendizaje activo y simulacin. Marco

de referencia.

La tendencia curricular basada en la implementacin de un cu-rrculum por competencias requiere considerar que el desarrollo de las mismas demanda una planificacin de largo alcance, di-seando las estrategias de enseanza, aprendizaje y evaluacin adecuadas a estos propsitos. Las competencias se construyen durante el trnsito por todo el proceso educativo y adems, el de-sarrollo 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 planifica-ciones docentes desde un modelo centrado en la enseanza hacia un modelo centrado en el aprendizaje del alumno.

Este enfoque propicia el aprendizaje por proyectos, estudio de casos, resolucin de problemas abiertos, uso de herramientas TIC, trabajo en grupo, fomento del autoaprendizaje, entre otros recursos.

Los fundamentos tericos de este modelo se encuentran en las teoras del aprendizaje proporcionadas por los enfoques cons-tructivistas, que desarrolladas a lo largo del siglo XX, dieron lugar a distintos enfoques que pueden aplicarse hoy con la incorpora-cin de tecnologas. De todas las aportaciones tericas conside-raremos tres: la perspectiva terica de Vygotsky sobre la Zona de Desarrollo Prximo, el aprendizaje significativo de Ausubel y los enfoques de Gagn sobre el procesamiento humano de la informacin [3]. De los mismos pueden derivarse estrategias de planificacin de actividades orientadas al aprendizaje activo y formacin en competencias utilizando herramientas de simu-lacin. Segn la perspectiva terica de Vygotsky, los procesos mentales superiores son funciones de la actividad mediada en un contexto de relacin cultural. El desarrollo de la estructura cognoscitiva del sujeto es el producto de dos modalidades de interaccin entre el organismo y el medio ambiente: la exposicin directa a fuentes de estmulo y el aprendizaje mediado; es decir, la manera en que los estmulos del ambiente son transformados por un agente mediador.

El efecto de una experiencia de aprendizaje mediado es la generacin de una inclinacin actitudinal para beneficiarse por

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la exposicin directa a los estmulos. El docente tiene un rol de vital importancia al seleccionar los instrumentos de mediacin ms adecuados para lograr una mayor estimulacin en el alum-no. Los programas de simulacin 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 informacin se relaciona con la estructura cognitiva del que aprende de forma no arbitraria y sustantiva o no literal. La presencia de ideas, concep-tos o proposiciones inclusivas, claras y disponibles en la mente del aprendiz es lo que dota de significado a ese nuevo contenido en interaccin con el mismo. Para que el aprendizaje sea signi-ficativo se requieren: una disposicin 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 construccin del conocimiento.

La teora del procesamiento humano de la informacin de Gagn utiliza principios que explican el aprendizaje como desarrollo interno del individuo, no abandona la concepcin conductista de estmulo-respuesta y le da un papel importante al mecanismo de la memoria.

Segn Gagn, los procesos de aprendizaje consisten en el cam-bio de una capacidad o disposicin humana, que persiste en el tiempo y que no puede ser atribuido al proceso de maduracin. Teniendo en cuenta estos fundamentos la simulacin como estrategia metodolgica se presenta como una herramienta con excelentes propiedades para lograr un aprendizaje activo.

Hay una importante oferta de software de simulacin para elec-trnica tanto bajo licencia como libre. Es importante seleccionar aquellos programas que sean los ms adecuados para generar ambientes de aprendizaje basados en experimentos y que se aproximen al ambiente de experimentacin real de un sistema electrnico.

2. SOFTWARE DE SIMULACIN PARA ELECTRNICA. ANLISIS Y CRITERIOS DE SELECCIN

La simulacin se centra en el desarrollo de un modelo, represen-tacin abstracta de un sistema o parte del mismo, expresado en forma matemtica. Actualmente se encuentra una amplia varie-dad de programas de simulacin aplicables a distintos campos de la Ingeniera, que pueden usarse como recursos didcticos. El alumno puede trabajar en la construccin del modelo, la ex-perimentacin sobre un modelo ya realizado y/o la manipulacin del modelo cambiando parmetros, obteniendo y verificando resultados en distintas condiciones de operacin, etc. Para com-plementar la experiencia puede contrastar los resultados con los generados en una experimentacin real, validando la precisin del modelo simulado. En la realizacin de estas actividades pone en juego distintos recursos cognitivos: formulacin de hiptesis,

anlisis y comparacin de datos, resolucin de problemas, etc., propiciando la construccin del conocimiento y posibilitando un aprendizaje significativo [6].

En el caso del anlisis de sistemas electrnicos es muy variada la disponibilidad de software de simulacin, por lo que deben establecerse algunos criterios para su adecuada seleccin.

2.1. Principios bsicos de seleccin de software para elec-

trnica

Dentro de la amplia variedad de programas de simulacin com-patibles para ser usados en sistemas electrnicos, se toma como un primer criterio para su seleccin la naturaleza y fiabilidad de los modelos que representan a los distintos componentes elec-trnicos, elctricos y sus conexiones. Por ello, se seleccionaron aquellos programas de simulacin desarrollados bajo el estndar de simulacin denominado SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). SPICE fue desarrollado durante la dcada de 1970 en la Universidad de Berkeley como un programa de cdigo abierto, y actualmente, muchas empresas presentan versiones modernas y ampliadas a partir del programa SPICE original. La mayora de las versiones corre bajo sistema operativo Windows aunque se disponen de algunas versiones para sistema operativo LINUX.

El segundo de los criterios adoptados para la seleccin fue la disponibilidad de versiones gratuitas o libres. La mayora de los programas se presentan en versiones comerciales con licencia de muy alto costo, ya que fueron desarrollados para un uso profesional ms que educativo. Sin embargo, se pueden obtener versiones evaluativas (demos) reducidas, o versiones completas con lmite de tiempo de utilizacin por 30 das, suficientes para el entrenamiento bsico del alumno en la simulacin de varios tipos de experiencias. Tambin se ofrecen versiones de costo reducido para uso acadmico o estudiantil.

El tercer criterio utilizado fue determinar las caractersticas pretendidas de los programas de simulacin para ser usados con fines educativos.

Adoptando un enfoque educativo constructivista se considera que: El conocimiento de los fenmenos que construimos y las destrezas intelectuales que desarrollamos incluyen informacin sobre el contexto de la experiencia. La informacin sobre el contexto es parte del conocimiento que es construido por el aprendiz para explicar o dar sentido a un fenmeno. Desde el constructivismo se considera que las destrezas que tenemos tienen ms significado si son adquiridas inicialmente y consis-tentemente en un contexto significativo con el que las podemos relacionar.

En funcin de esta perspectiva en el Cuadro 1 se presentan las caractersticas principales tomadas en cuenta para seleccionar software.

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Tabla 1. Principios bsicos para fines educativos del software

EstructuraOrganizacin de contenidos. Usos y coherencia de presentacin

Interfaz grcaComunicacin con el usuario a travs de la pantalla

NavegabilidadFacilidad del usuario para recorrer la informacin

UsabilidadDiseo centrado en el usuario a travs de la pantalla

InteractividadIncentivacin del inters del usuario facilitando el aprendizaje

MultimediaUsos de distintos cdigos para representar y procesar la informacin

MotivacinCognitiva: interaccin con el medioInstrumental: interaccin con los contenidos

FlexibilidadAdaptacin segn las necesidades e intereses del usuario

Accesibilidad Desarrollo accesible para usuarios con necesidades especiales

2.2. Caractersticas tcnicas especcas

En funcin de los criterios bsicos anteriores se presentan algunas caractersticas tcnicas asociadas a la seleccin par-ticular de los programas de simulacin aplicados a sistemas electrnicos.

Instalacin y uso

La instalacin del programa deber ser sencilla y rpida, sin necesidad de ser un usuario experimentado. Convienen los programas autoejecutables sin configuraciones complicadas. Es importante contar con la desinstalacin fcil el recurso cuando sea necesario. La presencia de un sistema de ayuda on-line permitir solucionar cualquier duda.

Interfaz grca

Dado que la interfaz grfica posibilita la interaccin entre el programa y el usuario, debe ser de manejo sencillo y de diseo atractivo, intuitivo y no requerir mucho tiempo de aprendizaje. Actualmente, la mayora de los programas utilizados en Ingeniera presentan una interfaz grfica con iconografa similar al entorno de Windows; de esta forma muchas de las funciones no necesitan aprendizaje porque son conocidas por el usuario.

Modelizacin de componentes y variacin de

parmetros

En los tipos de software que se analizarn el usuario no construye el modelo por lo cual, aunque sea de gran com-

plejidad matemtica, esta caracterstica ser transparente para el alumno, disminuyendo el tiempo de aprendizaje. Es importante contar con la posibilidad de modificar los valores de entrada de la simulacin y observar los efectos sobre las salidas. Esta accin se puede realizar modificando valores numricos por teclado o a travs de una barra de desplaza-miento.

Creacin de bibliotecas de modelos

Es una posibilidad muy interesante para los usuarios crear sus propios modelos a partir de la generacin de bloques funcionales y almacenarlos en libreras propias, las cuales pueden compartirse con otros usuarios a travs de Internet. Este tipo de recursos depende de cada programa de simu-lacin, por lo que en general se desarrollan en el lenguaje propio del programa.

Salidas grcas y numricas

El formato de los datos de salida es fundamental para que el alumno obtenga una visin clara de los resultados obtenidos de la simulacin y pueda contrastarlos con los esperables desde los fundamentos tericos. La salida grfica debe per-mitir la configuracin de la forma del grfico, escalas, ejes, colores, etc.

Los entornos de simulacin actuales permiten incorporar simulaciones de aparatos e instrumentos de medida. Este recurso, muy utilizado en ambientes cientfico-tecnolgicos se denomina instrumentacin virtual. Posee gran valor for-mativo, ya que permite al alumno realizar prcticas sobre instrumentos aprendiendo el manejo de los mismos sin perjuicio para el instrumento. Los resultados se observan como datos numricos o grficos sobre la pantalla de los instrumentos virtuales.

Instrumentacin virtual

La instrumentacin 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 informacin y las mediciones pueden realizarse inter-namente o por medio de dispositivos externos que realizan la tarea de adquisicin de datos. El componente ms impor-tante es el software, permitiendo desarrollar aplicaciones personalizadas.

Con los desarrollos provistos por la instrumentacin virtual junto con el uso de Internet los datos obtenidos de una medicin pueden publicarse a travs de la web desde los dispositivos de control de medicin, o incluso ser enviados a travs de un telfono mvil. En carreras de Ingeniera el

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uso de la instrumentacin 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. Caractersticas 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 tecnolgicos que condicionan esa propuesta.

En este caso se decide considerar algunos de los parmetros 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 eficien-cia, 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 ejecucin frente a imprevistos.

3. DESCRIPCIN Y COMPARACIN DEL SOFTWARE SE-LECCIONADO

Teniendo en cuenta los criterios comentados en los apartados anteriores en la Tabla I se muestra un conjunto de programas seleccionados para simulacin de sistemas electrnicos. Los mis-mos usan como cdigo base el estndar SPICE. Algunos pueden ser descargados a travs de Internet en versiones de prueba, versiones reducidas (demos) o pueden simularse en lnea.

Tabla 2.

Software Licencia Nivel de usuario

Cadence 16.6 Si/Demo Medio Avanzado

Multisim 12 Si/Prueba 30 das 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 Bsico

TINA 9.3 Si/Prueba 30 das Medio

CircuitLab On-line Bsico

SIMetrix Si/Prueba 15 das Bsico

A continuacin se realiza un comentario breve de algunos de los programas de simulacin seleccionados, consideran-do su uso para recrear situaciones de experimentacin en laboratorio.

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 grfica basada en los smbolos de los componentes, seleccionados de bibliotecas de modelos bsicos 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 simulacin se visualizan en una pantalla aparte con una excelente resolucin grfica.

Los resultados se pueden exportar a una base de datos de tipo Excel. La versin profesional (bajo licencia) permite simular circuitos con muchos ms componentes y bibliotecas comer-ciales. El paquete se completa con ambientes que permiten la elaboracin del diseo de la plaqueta sobre la cual se montar el circuito una vez finalizado el diseo. No tiene la posibilidad de simular instrumentos virtuales pero la calidad de los grficos y la facilidad y flexibilidad de uso lo hacen muy adecuado para recrear ambientes de experimentacin de laboratorio.

La Figura 1 muestra un ejemplo de simulacin con Cadence 16.6.

Figura 1. Ejemplo simulacin con Cadence 16.6

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 simulacin una mayor aproximacin a un entorno de expe-rimentacin en un laboratorio. Los resultados de la simulacin pueden visualizarse por medio de los distintos instrumentos virtuales: osciloscopio, trazador de curvas, multmetros, etc. El entorno grfico es muy interactivo potenciando su capacidad como herramienta de aprendizaje. Posee una amplia biblioteca con ms de 16000 componentes.

En su versin completa permite la interaccin con otros paquetes de software ms complejos, as como la realizacin de la plaque-ta de montaje del circuito. Es un complemento de enorme valor para la comprensin profunda del funcionamiento de los circuitos y muy adecuado para la recreacin de ambientes de laboratorio, especialmente en propuestas centradas en autoaprendizaje dada la posibilidad de manipulacin de instrumentos. Se presen-ta en versiones profesionales, docentes y estudiantiles.

Cuenta con una amplia disponibilidad de recursos educativos (cursos on-line, videos, tutoriales, textos) para apoyar el trabajo docente accesibles en la pgina de la empresa que lo desarrolla. La Figura 2 muestra un ejemplo de simulacin visualizando los resultados en un osciloscopio virtual.

Figura 2. Ejemplo simulacin con Multisim 12

LTspice IV (http://www.linear.com/)

Es un simulador Spice de alto rendimiento distribuido por el fabricante de componentes electrnicos Linear Technology. Se descarga de la pgina web del fabricante y corre bajo sistema

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 diseador electrnico.

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 simulacin. Es de fcil instalacin y no posee limitaciones respecto al nmero de componentes o nodos de un circuito, como sucede con otras versiones de programas similares en versiones demostrativas. La Figura 3 muestra un ejemplo.

Figura 3. Ejemplo simulacin con LTspice IV

TopSpice 8.48 (www.penzar.com)

Es un paquete de simulacin de circuitos basado en el estn-dar SPICE. Posee una interfaz fcil de usar. Los comandos de simulacin se especifican por medio de un men de opciones muy amigable. Tiene una extensa librera de componentes y una resolucin grfica muy buena. Es apropiado para su uso en laboratorios virtuales aunque no posee instrumentacin virtual. Es adecuado para usuarios que recin se inician en el uso de paquetes de simulacin de circuitos.

En comportamiento analgico permite describir los componen-tes electrnicos y los bloques funcionales del circuito utilizando funciones de transferencia.

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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 combinacin arbitraria de dispositivos analgicos, funciones digitales y bloques de com-portamiento de alto nivel. Se puede verificar y optimizar el diseo del sistema a nivel de transistor.

En su versin completa posee una amplia biblioteca de modelos de simulacin con ms de 30.000 partes analgicas y digitales. Es compatible con la mayora de las libreras de modelos SPICE suministrados por los fabricantes de componentes y modelos de proceso de Circuitos Integrados.

Figura 4. Ejemplo simulacin con TopSpice 8.48

5Spice(www.5spice.com)

Es un software de simulacin con una interfaz de usuario muy simple pero que proporciona la posibilidad de realizar distintos tipos de anlisis y obtener los resultados en forma grfica con un buen nivel de resolucin.

La atencin se centra en el anlisis de circuitos analgicos y diseo a nivel de componentes. Si bien no es un software libre puede usarse para fines no comerciales sin cargos y el programa de instalacin puede ser distribuido libremente.

La Figura 5 muestra un ejemplo.

Figura 5. Ejemplo simulacin con 5Spice

CircuitLab (www.circuitlab.com)

Es una aplicacin que permite disear y simular circuitos elec-trnicos on-line. No es necesario descargar e instalar ningn archivo. Permite compartir y utilizar circuitos realizados por otros usuarios. Con una interfaz bsica muy simple permite dibujar rpidamente el circuito a simular y realizar varios tipos de anlisis obteniendo grficos sencillos pero ilustrativos.

Es ideal para usuarios poco experimentados.

La Figura 6 muestra un ejemplo de simulacin con Circuit-Labmientras que en la Tabla II se resumen comparativa-mente algunas caractersticas tcnicas de los programas evaluados.

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Figura 6. Ejemplo simulacin con CircuitLab

Tabla 3.

Software Instalacin Interfaz grca 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

4. ASPECTOS DIDCTICOS. EJEMPLOS

Se puede afirmar que cualquiera de los programas descriptos, con ms o menos profundidad, son buenas herramientas para ser usadas como software con fines educativos en cursos de electrnica. En definitiva es la propuesta educativa generada por el docente la que definir el efecto productivo del uso de estos recursos sobre el aprendizaje del alumno.

Sin duda, el aprendizaje puede ser facilitado por los medios informticos como instrumentos de representacin o de aproxi-macin 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 accin didctica en el que se vayan a utilizar. Si se adoptan estrategias de enseanza con un enfoque constructivista, se

pueden utilizar las herramientas de simulacin para:

Construir el aprendizaje a partir de los conocimientos

previos y la interrelacin con el objeto de estudio. Como estrategia didctica se corresponden la reso-lucin de problemas, el aprendizaje basado en pro-yectos, el estudio de casos, etc., de gran importancia para la formacin en competencias en alumnos de Ingeniera.

Analizar fenmenos y probar modelos en distintas

condiciones de operacin.

Ejecutar mtodos de prueba y error donde se pueda

interaccionar fcilmente con el sistema.

Ensayar experiencias en ambientes similares al mun-do real.

La ctedra de Dispositivos Electrnicos A y B (FI UNLP) ha incorporado el uso de software de simulacin en dos tipos de actividades prcticas. En un caso, se debe realizar la simulacin previa de los circuitos que se analizarn 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 caractersticas de los dispositivos reales. En la segunda actividad se propone un trabajo final basado en la realizacin de un diseo simple, la simulacin y la construccin de un prototipo que cumpla con las especificaciones propuestas. En este caso una vez diseado el circuito en papel la simulacin le permitir al alumno analizar y validar resultados, as como encontrar posibles fallos antes de armar el prototipo del circuito.

En la Figura 7 se muestra el circuito esquemtico de un proyecto realizado por alumnos de Dispositivos Electrnicos A.

Figura 7. Simulacin del diseo propuesto.

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En la Figura 8 se muestra el prototipo circuital construido segn el diseo propuesto y evaluado por simulacin.

Figura 8. Prototipo circuital.

5. CONCLUSIONES

La incorporacin de tecnologas informticas a la prctica docente permite disear nuevas propuestas de enseanza y aprendizaje para potenciar el aprendizaje del alumno. La incorporacin de software de simulacin en la realizacin de laboratorios virtuales proporciona una poderosa herramienta para la formacin de los alumnos de Ingeniera. Si bien no reemplaza el montaje y la experimentacin en un laboratorio real, la incorporacin de este tipo de recursos abre nuevas perspectivas proporcionando una optimizacin de recursos y costos. Se pueden generar ambientes de aprendizaje, tanto presenciales como no presenciales, basados en experimentos de laboratorio y problemas de ingeniera reales, fortaleciendo el desarrollo de competencias y desempeos necesarios para la prctica profesional del futuro ingeniero.

REFERENCIAS

[1] A. Da; El enfoque de competencias en la educacin, Perfiles educativos, Vol. XXVIII, Nro. 111, pp. 7-36, 2006

[2] B. Gros; Constructivismo y diseos de entornos virtuales de aprendizaje, Revista de Educacin, Nro.328, pp. 225-247, 2002

[3] A. Prez y J. Gimeno; Comprender y transformar la ense-anza; Cap. 2, Ed. Morata, 1992

[4] M. Rodrguez; La teora del Aprendizaje significativo en la perspectiva de la psicologa cognitiva; Cap. 1, pp. 7- 43, Ed. Octaedro, 2004

[5] D. Ausubel; Significado y aprendizaje significativo, Psico-loga Educativa. Un punto de vista cognoscitivo; Ed.Trillas, 1976

[6] J. Serrano y R. Pons; El constructivismo hoy: enfoques constructivistas en educacin. Revista Electrnica de Investigacin Educativa, 13, Nro.1, 2011.

[7] Z. Cataldi, P. Calvo y F. Lage; Evaluacin sistematizada de software educativo: estudio de un caso de aplicacin en gra-fos, Revista Iberoamericana de Tecnologa en Educacin y Educacin en Tecnologa (TE&ET) 2, pp. 46-53, 2007.

RESEA BIOGRFICA

Mnica Gonzlez

Ingeniero en Telecomunicaciones de la Facultad de Ingeniera de la Universidad Nacional de La Plata , Argentina. Ha realizado su actividad en temas de Microelectrnica y educacin en ingeniera. Realiz un posgrado en Docencia Universitaria. Actualmente, se encuentra finalizando una Maestra en Tecnologa Informtica aplicada en Educacin en la Facultad de Informtica de la Univer-sidad Nacional de La Plata y ha finalizado una Especializacin en Docencia en Entornos Virtuales en Nivel Superior en la Universidad Nacional de Quilmes (Argentina).

Es Profesora Adjunta en la ctedra de Dispositivos Electrnicos A y B (Facultad de Ingeniera, UNLP, Argentina) y en las ctedras de Teora de circuitos y Electrnica Analgica I en la Universidad Nacional de Quilmes, Argentina.