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Título : RECURSOS DIDÁCTICOS EN INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN PARA EL ÁREA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA
Autor : SANCHEZ PEREZ, CECILIA ANGELINA
BRUCE DAVIDSON, NEIL CHARLES
Fecha de publicación : 2019
Resumen : El proyecto pretende impactar en el núcleo curricular de la licenciatura Ingeniería Eléctrica-Electrónica principalmente, sin embargo algunas otras como Computación, Telecomunicaciones, Mecatrónica y Mecánica, también pudieran serlo. En dichas licenciaturas existe al menos una asignatura en el plan de estudios, relacionada con instrumentación, medición, adquisición y procesamiento de datos; aunado a algunas otras con una aplicación específica como el caso de la instrumentación biomédica, aeroespacial, automatización, y control, cuyo tratamiento en general puede ser también abordado desde el ámbito de la presente propuesta. En los últimos años se ha detectado una sustancial deficiencia en el proceso enseñanza aprendizaje de la asignatura Medición e Instrumentación, puesto que al tener una naturaleza teórico-práctica, los profesores de teoría no cuentan con los recursos didácticos necesarios para transmitir los conceptos teóricos al estudiante, mientras que los profesores de laboratorio se ven restringidos en tiempo debido a la duración de la sesión práctica. Todo ello propicia que exista una debilidad en los estudiantes en cuanto a sintetizar los conceptos teóricos de forma práctica. Para ello, se cree que el uso de herramientas digitales, interactivas y en línea, permitirán al estudiante comprender de forma alternativa a las clásicas, el estudio de tópicos que no pueden entenderse únicamente mediante clases teóricas, ni con tan poco tiempo de práctica. En resumen, el proyecto propone la generación de recursos electrónicos como videos, tutoriales, infografías y simuladores/emuladores, los cuales estarán disponibles para la comunidad académica en cualquier momento, para que así el estudiante pueda repasar conceptos, repetir experimentos, analizar procesos y resolver problemas, de forma paralela a la sesiones en el aula.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6194
metadata.dc.contributor.responsible: SANCHEZ PEREZ, CECILIA ANGELINA
metadata.dc.coverage.temporal: 2019-2021
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.objective: Continuar con el diseño y desarrollo de los prototipos electrónicos y físicos que demandan un mayor esfuerzo colaborativo. Desarrollar la programación de los simuladores asociados a los prototipos, así como producir los video tutoriales e infografías de los temas correspondientes. Integrar los simuladores en una plataforma web. Producir las guías de 5 casos prácticos con todos sus elementos, video tutorial, infografía y simulador. Continuar con el seminario de divulgación bimestral. Generar al menos una tesis de licenciatura en el área de Ingeniería en Computación y la conclusión de un servicio social en cualquier área afín. Difundir los resultados obtenidos de la investigación en un congreso nacional o internacional sobre educación en ingeniería. Publicación final de los recursos didácticos generados en una denominada Guía Teórico-Práctica de Medición e Instrumentación.
1. Diseñar una metodología de aprendizaje teórico-práctica con base en emuladores de procesos de instrumentación y medición. 2. Desarrollar emuladores y simuladores empleando herramientas en línea de código abierto. 3. Diseñar y desarrollar los procesos de instrumentación y medición mediante prototipos didácticos que sirvan como guía al estudiante. 4. Realizar video tutoriales e infografías del proceso a estudiar tomando como base los prototipos desarrollados. 5. Producir y publicar una herramienta integral que contenga un video tutorial, una infografía y el procedimiento de simulación, para al menos cada uno de los 5 temas comprendidos en el temario oficial de la asignatura Medición e Instrumentación (0558). 6. Formar recursos humanos especializados con la participación de al menos dos estudiantes de licenciatura y uno de maestría. Se buscará incorporar a estudiantes que deseen realizar servicio social y/o tesis. 7. Presentar los resultados del proyecto en foros nacionales e internacionales, así como en eventos de divulgación científica y tecnológica. Al menos uno por periodo del proyecto.
metadata.dc.description.hypothesis: 1) Es posible diseñar recursos digitales, interactivos y en línea que permitan emular procesos físicos, sensores, actuadores y sistemas de instrumentación mediante el uso de herramientas de código abierto y multiplataforma. 2) Es posible que la creación de los recursos con base a casos prácticos de estudio establezcan un estrecho lazo entre los conceptos teóricos, mayormente abstractos y la implementación práctica de éstos. 3) Es posible que mediante los recursos generados, el profesor cuente con un elemento más que sirva como guía de cátedra, mientras que el estudiante cuente con un elemento más que sirva como material de apoyo básico y/o complementario para las sesiones de teoría y/o laboratorio. 4) Es posible que el uso de recursos digitales promueva al estudiante su interacción con procesos y tecnologías de vanguardia, sin restricción de tiempo y sin temor a cometer errores, teniéndolos disponibles en todo momento y operando de forma virtual los parámetros involucrados en el caso de estudio. 5) Es posible que los conocimientos estudiados en la sesión teórica puedan ser reforzados, realizando observaciones y obteniendo conclusiones en las herramientas digitales a su disposición, de tal forma que los conceptos teóricos puedan ser claros y aplicados en la sesión de laboratorio de forma directa.
metadata.dc.description.strategies: 1. Establecer mesas de trabajo, seminarios y foros permanentes, en donde sea posible intercambiar opiniones y generar nuevas ideas con los participantes del proyecto, académicos y estudiantes. 2. Continuar con la revisión exhaustiva de planes y programas de estudio de licenciaturas y posgrados afines al proyecto, tanto en Universidades nacionales como extranjeras, a fin de situar a la investigación en un marco de referencia adecuado. 3. Contemplar la participación de estudiantes, profesores e investigadores de Universidades extranjeras con quienes se tienen estrechos lazos de colaboración. Se cree que su participación, pudiera contribuir notablemente en la generación de productos académicos. 4. Desarrollar el contenido conceptual desde una perspectiva didáctica y amigable, mediante un documento guía para el profesor y otro para el estudiante, el cual contempla conceptos, definiciones, acceso a recursos visuales e interactivos y ejercicios. 5. Diseño y desarrollar prototipos electrónicos que sirvan como base para los video tutoriales e infografías. 6. Desarrollar lo simuladores/emuladores de cada prototipo o sistema con el software Python, tomando en cuenta todos los aspectos del prototipo diseñado. 7. Crear una interfaz web multiplataforma en donde se permita la interacción del usuario con el proceso simulado así como ejercicios prácticos. 8. Promover la participación de los estudiantes inscritos en la asignatura Medición e Instrumentación para recibir retroalimentación de los recursos elaborados. 9. Integrar los conceptos teóricos, video-tutoriales, infografías y simuladores por cada tema, en una denominada Guía Teórico-Práctica de Medición e Instrumentación.
El objetivo principal de este proyecto es diseñar y desarrollar recursos digitales interactivos en Instrumentación y Medición para el área de Ingeniería Eléctrica-Electrónica, los cuales permitan fortalecer el proceso enseñanza-aprendizaje, mediante la vinculación de los conceptos teóricos con los aspectos prácticos, mediante una metodología de casos prácticos de estudio.
metadata.dc.description.goals: Como meta lograda diseñamos conceptualmente y desarrollamos recursos didácticos asociados a los 5 temas de la materia de Instrumentación y Medición agrupados en 4 rubros: i) Caracterización estática y dinámica de un instrumento, ii) Incertidumbre y normatividad, iii) Técnicas de medición e instrumentación y iv) Temas avanzados. Los recursos digitales (RD) generados son de 4 tipos: RD 1. Plataformas de hardware para uso en prácticas de laboratorio con posibilidad de conexión remota. RD 2. Aplicación móvil en sistema Android para el procesamiento básico de datos de medición. RD 3. Cuadernos interactivos en el software comercial Matlab y en el software libre Python. RD 4. Guías teórico-prácticas alojadas en una página WEB que comprende tres recursos digitales: un documento con conceptos teóricos, un simulador y un documento con ejercicios prácticos. Como parte del RD 1, desarrollamos 3 prototipos de instrumentación con posibilidad de adquisición y procesamiento de datos de manera remota con los que se graduaron tres estudiantes de la Facultad de Ingeniería. A partir de la experiencia con estos prototipos, se generó 1 práctica para realizar a distancia en el Laboratorio de Instrumentación y Medición a impartir en el semestre 2021-1. Se realizó un RD 2 en forma de una aplicación para dispositivos móviles en sistema Android para el análisis interactivo de 5 temas conceptuales con simulaciones ejecutadas en la plataforma. Concerniente al RD 3, desarrollamos cuadernos interactivos en el programa Matlab que pueden ser ejecutadas en línea por los estudiantes de manera gratuita desde una cuenta Mathworks sin necesidad de contar con una licencia. Estas notas tienen un contenido de descripción de conceptos y ejercicios de simulación que pueden ser ejecutados en línea por los estudiantes. En esta plataforma de Matlab construimos un notebook sobre el Criterio de Chauvenet. Desarrollamos dos notebooks en el lenguaje Python sobre los temas de Análisis de error aleatorio y Caracterización de resistencia eléctrica. Creamos un repositorio para los recursos digitales en la página Web (https://github.com/rgunam/PAPIME_PE115319/wiki) con una estructura didáctica asociada a los recursos generados para los RD1 a RD4. Esto ya que en la RUA no es posible poner a disposición los recursos generados con una estructura de ese tipo. En difusión, realizamos la Primera Feria de Proyectos de Instrumentación y Medición en instalaciones del ICAT, avalada por el REDEC, con la participación de 51 estudiantes de la Facultad de Ingeniería y la maestría en Ingeniería Eléctrica, organizados en 23 equipos. Los estudiantes realizaron proyectos de instrumentación que fueron evaluados por un jurado de 5 profesores e investigadores en el área. En divulgación con agradecimientos al proyecto, publicamos dos artículos en las revistas indizadas IEEE Sensors Journal y Measurement además de una memoria en extenso en el Congreso Internacional de Ingeniería Física 2020.
metadata.dc.description.selfAssessment: En este proyecto se desarrollaron varios recursos digitales con una buena potencialidad para ser utilizados vía remota por profesores y estudiantes de las materias relacionadas con la Instrumentación y Medición; así como otros usuarios desde cualquier lugar del mundo. Desde nuestra autoevaluación abarcamos un abánico amplio de posibilidades que en estos tiempos de trabajo a distancia y en los años a venir resultarán de gran utilidad. Algunos de estos recursos ya han sido empleados en los cursos a distancia por los profesores participantes del proyecto; sin embargo queda pendiente realizar la difusión de estos entre la comunidad universitaria que ya no pudimos realizar por las limitaciones encontradas durante la segunda etapa en la que se suspendieron las actividades presenciales. Logramos integrar un grupo de trabajo compuesto por profesores de la Facultad de Ingeniería (FI) que imparten materias relacionadas con el área y varios estudiantes de esta Facultad quienes participaron en la generación y evaluación de los recursos didácticos. Esto permitió tener una retroalimentación de la visión de los profesores sobre los temas a enseñar y la manera en la que los estudiantes perciben la forma de enseñarlos. Llevamos a cabo el diseño conceptual de recursos didácticos (RD) asociados a los 5 temas de la materia de Instrumentación y Medición de esta Facultad. Tuvimos una participación importante de estudiantes en este proyecto. Se graduaron tres estudiantes de licenciatura de la Facultas de Ingeniería, concluyó el servicio social otro estudiante y estuvieron asociados al proyecto dos estudiantes más con beca. Así mismo realizamos una Fería de proyectos de Instrumentación y Medición con una buena participación de estudiantes tanto de maestría como de licenciatura con el objetivo de fomentar el desarrollo de proyectos utilizando recursos digitales. Finalmente la infraestructura y material adquirido en el proyecto coadyuvó a la obtención de resultados que fueron publicados en revistas científicas y un congreso celebrado en el país. Estos trabajos contaron con la participación de estudiantes asociados al proyecto. Los resultados de este proyecto tienen una aplicación inmediata a la nueva forma de educación remota que tuvo que ser implementada por la pandemia por la COVID-19.
metadata.dcterms.provenance: Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT)
metadata.dc.subject.DGAPA: Ingenierías
Actuadores
Instrumentación
Medición
Procesamiento
Sensores
Sistemas y Señales
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: BRUCE DAVIDSON, NEIL CHARLES
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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