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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7431| Título : | Implementación de metodologías didácticas para asignaturas de la carrera de Física empleando computadoras personales basadas en tarjetas Raspberry |
| Autor : | ESPEJEL MORALES, RAUL ARTURO DEL CASTILLO VAZQUEZ, ROXANA MITZAYE |
| Fecha de publicación : | 2020 |
| Resumen : | Uno de los problemas más graves al impartir las asignaturas relacionadas con el cómputo científico, es el alto costo del equipo y su mantenimiento (tanto de hardware como de software), lo cual propicia la aglomeración de estudiantes alrededor de una sola computadora y un pobre aprovechamiento, tanto de la exposición por parte del profesor, como de la práctica por parte de los estudiantes. La solución que planteamos es introducir el uso de computadoras basadas en tarjetas Raspberry. Consideramos que esta arquitectura es adecuada, ya que es de bajo costo y compatible con sistemas operativos basados en Linux, lo cual permite la programación en lenguajes estructurados como C, Python o Julia, de forma que los programas que se implementen en estas computadoras sean portables a computadoras "de escritorio" o incluso a estaciones de trabajo. Estas tarjetas cuentan con conectividad WiFi y Bluetooth, salida de video compuesto y HDMI, puertos USB y puertos de entrada y salida de datos, permitiendo el acoplamiento de diferentes tipos de sensores, útiles para la adquisición de datos en las asignaturas de laboratorio. El objetivo de este proyecto es el implementar estrategias didácticas para cubrir los temarios de algunas materias relacionadas con el cómputo científico, o que podrían beneficiarse de él, empleando computadoras Raspberry, asequibles para la mayoría de los estudiantes, así como diseñar un curso de actualización para profesores de bachillerato en el cual se de a conocer esta tecnología y sus aplicaciones como apoyo en la enseñanza. Se busca sensibilizar a las autoridades para crear mecanismos que permitan dotar a los estudiantes con estas computadoras de bajo costo y equipadas con software libre. Para lograr el objetivo será necesaria una revisión de los temarios de las asignaturas para desarrollar la configuración óptima de las tarjetas Raspberry y sus periféricos. Los productos finales se pondrán a disposición de los profesores o coordinadores interesados. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7431 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | ESPEJEL MORALES, RAUL ARTURO |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2020 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2020-2021 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: El objetivo de este proyecto es el implementar estrategias didácticas para cubrir los temarios actuales de algunas materias relacionadas con el cómputo científico (o que podrían beneficiarse de él), empleando computadoras personales basadas en tarjetas Raspberry, así como desarrollar la configuración óptima de las tarjetas Raspberry y sus periféricos. Así mismo, se desarrollarán programas e instructivos para acoplar a éstas distintos sensores para la adquisición de datos en las asignaturas de laboratorio. Con lo anterior se contará con un sistema personal de cómputo asequible para la mayoría de los estudiantes. De igual forma, se busca sensibilizar a las autoridades para crear mecanismos que permitan dotar a los estudiantes con estas computadoras de bajo costo y equipadas con software libre, de modo que sean ellos mismos quienes las porten y conecten, ya sea en su hogar, aula o laboratorio, a los periféricos de entrada/salida (monitor, mouse, teclado, impresora, sensores, etc). Por otro lado se plantea diseñar un curso de actualización para profesores de bachillerato en el cual se de a conocer esta tecnología y sus aplicaciones como apoyo en la enseñanza. Objetivos especìficos: Implementar una configuración, tanto de software como de hardware de tarjetas Raspberry optimizada para la asignatura de Computación Realizar propuesta de actualización del temario para la asignatura de Computación Realizar secuencias didácticas para la asignatura de Computación (con ejemplos en lenguaje C y Python) Realizar secuencias didácticas para la asignatura de Física Computacional (con ejemplos en lenguaje C y Python) Elaborar el temario de un curso de actualización docente para la implementación de la metodología propuesta en el presente proyecto dirigido a profesores de educación media superior y superior. Elaborar instructivos para la implementación de sensores en las computadoras propuestas para la adquisición de datos en las asignaturas de laboratorio. Elaborar un manual general con la metodología propuesta para ser publicado en RUA. |
| metadata.dc.description.strategies: | Se hará una revisión de los temarios de las asignaturas relacionadas con el cómputo científico y de laboratorios. Se desarrollará una configuración adecuada, tanto de hardware como de software, para las computadoras personales basadas en tarjetas Raspberry, así como de los compiladores e intérpretes necesarios para implementar las prácticas. Se elaborarán metodologías didácticas para asignaturas de la carrera de Física empleando estas computadoras, las cuales serán puestas a prueba por estudiantes voluntarios que aporten ideas y hagan críticas sobre el funcionamiento de las mismas. Se diseñarán circuitos electrónicos para acoplar sensores y otros dispositivos para la adquisición de datos en prácticas de laboratorio, así como el software necesario para tal efecto. |
| metadata.dc.description.goals: | Implementar una configuración, tanto de software como de hardware de tarjetas Raspberry optimizada para la asignatura de Computación Realizar propuesta de actualización al temario para la asignatura de Computación Realizar secuencias didácticas para la asignatura de Computación (con ejemplos en lenguaje C y Python) Elaborar el temario de un curso de actualización docente para la implementación de la metodología propuesta en el presente proyecto dirigido a profesores de educación media superior y superior. Realizar secuencias didácticas para la asignatura de Física Computacional (con ejemplos en lenguaje C y Python) Elaborar instructivos para la implementación de sensores en las computadoras propuestas para la adquisición de datos en las asignaturas de laboratorio. Elaborar un manual general con la metodología propuesta para ser publicado en RUA. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Originalmente, el proyecto fue pensado para dos años, por lo que se planearon ciertos entregables. Muchas de las actividades propuestas eran necesariamente presenciales y, debido a la pandemia, tuvimos que replantear el proyecto y rehacer el material para impartir por completo los cursos en línea. Con nuestro compromiso en mente, logramos completar la mayor parte de los entregables propuestos. Se analizó la factibilidad de emplear computadoras personales de bajo costo basadas en Raspberry. Se adaptaron diseños previos de computadoras personales con Raspberry para el uso de los alumnos mexicanos. El diseño consistió en una RaspberryPi Zero W, que en su tipo es la más barata, con conectividad WIFI y Bluetooth, salida de vídeo compuesto y HDMI, así como puertos USB. Las secuencias didácticas fueron realizadas en estas computadoras. Se anexa detalle del montaje y evidencia fotográfica. Se diseñó el Temario de un Curso de actualización docente para la implementación de computadoras Raspberry para profesores de educación media superior y superior. Así mismo, se impartió un curso en la Facultad de Ciencias dirigido a instructores, para que el curso fuera replicado de forma masiva, pensando en preparatorias y CCH de la UNAM. Se prepararon a los instructores, sin embargo, la pandemia no nos permitió concretar la etapa masiva. Así mismo, se realizó una propuesta de actualización de temario para la asignatura de Computación, que se imparte en el primer semestre de la carrera de Física. Este temario fue probado en la Facultad de Ciencias en seis grupos de 30 alumnos cada grupo, dando buenos resultados e interesando a los alumnos a continuar profundizando en los temas propuestos. Se desarrolló una Colección de 4 secuencias didácticas para Física Computacional con Raspberry, 12 para Python y 9 para C, con sus respectivos ejercicios de fortalecimiento. Estas secuencias didácticas podrán ser usadas en otros ámbitos ya que el enfoque es de enseñar la programación de Python y C desde cero. Estas secuencias didácticas también puedan ser utilizadas en el curso de actualización docente y en un curso optativo de Métodos numéricos y algoritmos computacionales. Así mismo se realizaron 4 instructivos para prácticas de laboratorio de Mecánica, Laboratorio de Fenómenos Colectivos y Laboratorio de Electromagnetismo. Se redactó el libro "Introducción al Cómputo Científico", pensando en estudiantes de carreras científicas que requieren aprender a programar desde cero. Cabe mencionar que todo el material desarrollado está accesible en la página web del proyecto (la liga se encuentra en el índice de los documentos probatorios). Por lo que consideramos que se ha cumplido con los productos comprometidos en el proyecto PAPIME 100120. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Se implementó una configuración, tanto de software como de hardware de tarjetas Raspberry optimizada para la asignatura de Computación. Se elaboró una propuesta de actualización del temario para la asignatura de Computación, así mismo se redactaron secuencias didácticas para ésta asignatura con ejemplos en lenguaje C y Python. Se elaboraró un temario de un curso de actualización docente para la implementación de la metodología propuesta en el presente proyecto dirigido a profesores de educación media superior y superior. Se desarrollaron secuencias didácticas para la asignatura de Física Computacional, con ejemplos en Python. Se elaboraron instructivos para algunas prácticas que involucran el uso de sensores en las computadoras propuestas para la adquisición de datos en las asignaturas de laboratorio. Consideramos que el manual general con la metodología propuesta, está rebasado por los entregables accesibles en la página web, que forman en sí un manual de nuestra propuesta. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ciencias |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Física |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | DEL CASTILLO VAZQUEZ, ROXANA MITZAYE |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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