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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/6195| Título : | Desarrollo de herramientas didácticas para la asignatura Circuitos Digitales |
| Autor : | PEÑUELAS RIVAS, ULISES MARTIN SERRANO MIRANDA, HUGO GERMAN |
| Fecha de publicación : | 2019 |
| Resumen : | Desde la invención del circuito integrado, el desarrollo constante de la electrónica digital ha dado lugar a dispositivos cada vez más complejos. Estos dispositivos se encuentran presentes en nuestra vida cotidiana y se pueden encontrar prácticamente en cualquier aparato. La Facultad de Ingeniería de la UNAM, tomando en cuenta la relevancia del diseño digital, ha incluido la asignatura Circuitos Digitales en la carrera Ingeniería Mecatrónica desde 2003, y ahora también en la carrera de Ingeniería en Sistemas Biomédicos. Es la única asignatura curricular que en su plan de estudios contempla el diseño de sistemas digitales a través de dispositivos de baja, media y alta escala de integración. Esta materia es de gran relevancia pues además de apoyar a asignaturas subsecuentes tales como Robótica, Diseño Mecatrónico, Control Automático, entre otras, enseña a los alumnos uno de los elementos constitutivos más importantes de un sistema mecatrónico: el módulo de procesamiento. El proyecto utilizará la experiencia y la integración de profesores, de la Facultad y otras escuelas de la UNAM, en materias afines con la finalidad de desarrollar manuales de prácticas, apuntes y modelos físicos que permitan la adecuada impartición, así como herramientas de hardware y de software que apoyen al aprendizaje. La formación teórica-práctica en ingeniería en estos sistemas, integran mejor sus conocimientos y desarrollan habilidades en los alumnos. Al fortalecer la experiencia educativa a través de herramientas adecuadas y actuales, los alumnos al egresar de la carrera contarán con un marco curricular que les abrirá mayor oportunidad de posicionarse laboralmente. En el Laboratorio de Diseño Mecatrónico y en el Taller de Robótica Abierta, desde hace más de 10 años, se diseñan herramientas de apoyo como tarjetas de desarrollo, modelos funcionales y software, que sirven de apoyo a distintas asignaturas, aplicación en proyectos, siempre teniendo como objetivo principal la formación de alumnos. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6195 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | PEÑUELAS RIVAS, ULISES MARTIN |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2019-2021 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Desarrollo de apuntes para profesores que les permitan relacionados con guía de prácticas y los modelos didácticos desarrollados.
Evaluación de las prácticas, apuntes, modelos didácticos para retroalimentación y mejora de los mismos.
Diseño de curso para profesores que imparten la asignatura Circuitos Digitales en las herramientas desarrolladas.
Desarrollo de documentos finales para su publicación: Apuntes de asignatura, manual de prácticas.
Artículo en congreso nacional de educación.
Artículo en congreso intencional en educación.
Tesis de licenciatura. 1 Crear un manual de prácticas congruente, con contenidos novedosos y de actualidad, para su aplicación dentro de la asignatura. 2 Elaborar una tarjeta de desarrollo que sirva como apoyo para la impartición de la asignatura. 3 Diseñar y construir prototipos experimentales que sirvan de apoyo al proceso enseñanza-aprendizaje de la asignatura, y que sean útiles a los alumnos para realizar prácticas en condiciones semejantes a las que encontrarán en el ámbito profesional. 4 Proporcionar herramientas informáticas como son bibliotecas y aplicaciones, que sirvan para facilitar la elaboración de proyectos con microcontroladores. 5 Elaborar apuntes que sirvan como material de apoyo y seguimiento de los temas tratados por el profesor de la asignatura que den cobertura a los contenidos correspondientes. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | El desarrollo de herramientas didácticas idóneas, tanto de hardware como de software, podrá mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje de Circuitos Digitales, brindándoles a los alumnos una mejor formación que facilitará el aprendizaje de asignaturas subsecuentes, y le proveerá de conocimiento en nuevas tecnologías así como un mejor desarrollo profesional, y a los profesores de otras opciones de materiales y actividades didácticas que faciliten su labor de enseñanza. Involucrar a alumnos de servicio social y de tesis en el desarrollo de este proyecto logrará su formación integral, al vincularlos de manera directa con la resolución de necesidades tecnológicas reales que existen en nuestra sociedad. |
| metadata.dc.description.strategies: | El análisis de la pertinencia de los contenidos y herramientas didácticas se realizará apoyándose en metodologías propuestas por investigadores en el área de didáctica como M. Pansza y Barriga. En la elaboración de prototipos, el equipo de trabajo que incida en este proyecto se basará en metodologías de diseño aplicadas a la mecatrónica como son las que proponen Ullman, Pahl y Ulrich . La metodología para el diseño de componentes de control y arquitecturas de software a seguir, se basarán en metodologías ágiles de desarrollo de software basados en SCRUM y ocasionalmente programación extrema.
Estas metodologías han sido aplicadas con buenos resultados en proyectos desarrollados en los últimos años por el Laboratorio de Diseño Mecatrónico y el Taller de Robótica Abierta (TRA) de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, y en el trabajo desarrollado dentro de la Academia de Electrónica. Además, se utilizan plataformas de colaboración web que han facilitado la administración de tareas y seguimiento del proceso, así como la transparencia y disminución de riesgos. Desarrollar herramientas didácticas, tanto de hardware como de software, de los temas de la asignatura Circuitos Digitales que sean útiles tanto a estudiantes como a profesores de las Facultades de la UNAM, para fortalecer y mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje. |
| metadata.dc.description.goals: | 1.Manuales de Prácticas - microcontrolador STM32 con el IDE Cube, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 8 prácticas en 121 páginas. 2.Manuales de Prácticas para el uso de la Biblioteca ESP-PIC, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 52 prácticas en 487 páginas. 3.Manuales de Prácticas del tema Direccionamiento, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 10 prácticas en 167 páginas. 4.Manuales de Prácticas del microcontrolador ESP32 con Python y ESP-CAM, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 11 prácticas en 117 páginas. 5.Manuales de Prácticas del tema Máquinas de estado con la Biblioteca PLD.h, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 10 prácticas en 55 páginas. 6.Aplicación Terminal ESP_PIC para Smartphone Android para comunicación WiFi utilizando la biblioteca ESP_PIC. 7.Apuntes del microcontrolador STM32 con el IDE Cube, para la asignatura Circuitos Digitales. Cuenta con 12 capítulos en 98 páginas. 8.Artículo y ponencia en el XXVI Congreso Internacional Anual de la SOMIM del 21 al 23 de octubre 2020, en formato virtual con el tema "Biblioteca ESP: Comunicación inalámbrica y acceso a servicios de Internet de microcontroladores PIC mediante WiFi". 9.Artículo y ponencia en formato virtual en el 13th annual International Conference of Education, Research and Innovation (ICERI) del 9 al 10 de noviembre, 2020, con el artículo y ponencia: "Digital Circuits learning alternative: PLD.h use experiece" 10.Cartel y ponencia “Desarrollo de Herramientas didácticas para la asignatura Circuitos Digitales” para el evento denominado Coloquio equidad de género 2019. Desarrollo académico por participación en programas institucionales. Del 25 y 26 de marzo 2020. Cancelado por pandemia. 11.Modelo robótico “iQbot – Robot para pruebas de concepto”, como material de apoyo en la asignatura Circuitos Digitales a través del uso de la Biblioteca ESP-PIC. 12.Biblioteca PLD.h como material de apoyo en la asignatura Circuitos Digitales. Esta biblioteca, permitir a profesores y alumnos estudiar la teoría de diseño de circuitos combinacionales y circuitos secuenciales aplicando lógica programada. 13.Biblioteca ESP_PIC como material de apoyo en la asignatura Circuitos Digitales. Permitirá conectar a los microcontroladores PIC con las tarjetas de Espressif (ESP32 y ESP8266), permitiendo a los proyectos de clase, tener acceso a WiFi, Internet, Bluetooth, entre otras tecnologías. 14.Tesis “Creación de biblioteca WiFi ESP para microcontroladores PIC”. Obtienen el título de ingeniero mecatrónico los alumnos Guillermo Seseña Pascasio y Mario Iván Álvarez Bautista; al último se le otorga Mención Honorífica. 15.Tesis en proceso “Prácticas para la asignatura Circuitos Digitales” el alumno Gustavo Mújica Pérez, avance aprox. 50%. 16.Sitio web de la asignatura Circuitos Digitales. Avance aproximado del 50%. 17.Vídeos de las prácticas, alrededor de 70. Subidos a YouTube y con liga en el sitio de la asignatura. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | El proyecto se realizó siempre con miras de cubrir cabalmente los objetivos de la asignatura Circuitos Digitales. A través de los productos obtenidos, se logra darle un importante nivel de actualidad tecnológica. Esto se logra gracias al excelente grupo de académicos involucrados, docentes y alumnos que por medio del análisis de metodologías de enseñanza como el aprendizaje basado en problemas (ABP), el aprendizaje basado en proyectos (ABPr) y el aula invertida y, la observación de las tendencias tecnológicas, proponen la elaboración de materiales de distintas naturalezas. La elaboración de los manuales de prácticas, apuntes, aplicaciones, vídeos de prácticas y demás herramientas desarrolladas en el proyecto, facilitan la impartición de la asignatura para al docente y el aprendizaje para el alumno. Los materiales se diseñaron para satisfacer las necesidades de cada uno de los temas del programa de estudio con un de nivel actualidad tecnológica. El uso de los medios digitales y las plataformas en línea, logran poner al alcance de cualquier estudiante los materiales desarrollados. Se logró desarrollar la biblioteca PLD.h, que cumple la función de probar las teorías en forma práctica de todos aquellos temas que incluyan el uso de un PLD. La biblioteca emula el funcionamiento de un PLD y corre sobre un microntrolador, mismo que puede servir para el tema 4. Esta biblioteca puede ser empleada en las prácticas de los temas 1, 2 y 3 del programa de estudios de Circuitos Digitales. Para el tema 4, se crearon dos soluciones para su impartición con vistas de actualidad tecnológica: 1. Una biblioteca que permite crear interfaz entre microcontroladores PIC con las tarjetas de Espressif, permitiendo a los proyectos de clase tener acceso a WiFi, Internet, Bluetooth, entre otras tecnologías. Estos desarrollos, son de conexión mínima y de configuración básica lo que evita distraer el objetivo de la asignatura. 2. Se desarrollaron apuntes, ejercicios, tareas, guías de prácticas de microcontroladores de 32 bits de alto impacto. Las tarjetas de los microcontroladores con los que se trabajó fueron el STM32 y el ESP32. La elaboración de modelos físicos, apoyan la formación práctica de los diferentes temas de la asignatura. Se crea una página web de la asignatura Circuitos Digitales, con dominio de la Facultad Ingeniería de la UNAM, en donde se pone al alcance de los alumnos todos los materiales, lo que apoya grandemente a que alumnos y docentes tengan acceso a los materiales en línea. En el proyecto, además de lograr apoyar en la elaboración de contenidos actuales para la asignatura y a quien se sirvan de ellos, también se apoyó de manera directa a la formación de los alumnos involucrados, aumentó el experiencia de los profesores participantes, brindó de claridad al observar el rumbo de la asignatura. Generó documentos dinámicos, los cuales pueden irse perfeccionado y acumulando en los repositorios digitales con un amplio alcance. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías Circuitos Digitales Mecatrónica Microcontrolador PLD |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | SERRANO MIRANDA, HUGO GERMAN |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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