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Campo DC Valor Lengua/Idioma
dc.coverage.spatialMéxico-
dc.coverage.temporal2020-2022-
dc.date.accessioned2023-12-05T00:41:10Z-
dc.date.available2023-12-05T00:41:10Z-
dc.date.issued2020-
dc.identifier.urihttps://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7493-
dc.description.abstractLa impartición de la asignatura Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria, enfrenta el reto de que los estudiantes entren en contacto con los usos de la Informática en sistemas científicos e industriales. Este proyecto tiene como objetivo central el promover este acercamiento de una manera participativa, al poner al alcance de profesores y alumnos una plataforma accesible para la realización de programas, y una guía de prácticas para el desarrollo de actividades orientadas a aplicaciones en la ciencia e industria. Ahora bien, existe el problema de cómo el docente preparatoriano puede implementar este modelo educativo en el aula, y cómo puede lograr apropiarse de los nuevos programas de su asignatura a partir de su estilo de docencia, de los elementos y recursos con que cuenta, según las condiciones particulares de cada grupo. Para facilitar este proceso, en primer lugar, se propone la realización de un Dispositivo Automatizado de Sensores basado en una tarjeta Arduino. Este dispositivo se conectará a una tarjeta Arduino, y servirá como módulo base para la conexión de diferentes sensores, y para la visualización de mediciones mediante una pantalla de cristal líquido. En segundo lugar, se pretende elaborar un manual de prácticas basado en el Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino, un manual de uso de dicho dispositivo, y un manual básico de programación. El manual de prácticas constituirá un ejemplo, que los profesores podrán utilizar para elaborar sus propias estrategias didácticas. Finalmente, se pretende que estos elementos sirvan para que los estudiantes y profesores desarrollen experiencias didácticas, elaboren programas, construyan arreglos experimentales, y utilicen herramientas informáticas, en tareas relacionadas con aplicaciones científicas e industriales.-
dc.description.sponsorshipDirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)-
dc.languagees-
dc.rightsTodos los derechos son propiedad de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)-
dc.titleDesarrollo de material didáctico para la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria-
dc.typeProyecto PAPIME-
dcterms.bibliographicCitationBAÑUELOS SAUCEDO, MIGUEL ANGEL. (2020). Desarrollo de material didáctico para la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria. (Proyecto PAPIME). Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). UNAM. México.-
dcterms.educationLevelNivel Medio Superior-
dcterms.provenanceInstituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT)-
dc.identifier.papimePE101620-
dc.subject.keywordsArduino-
dc.subject.keywordsCiencia-
dc.subject.keywordsIndustria-
dc.subject.keywordsInformática aplicada-
dc.subject.keywordsInnovación educativa-
dc.subject.keywordsManual de prácticas-
dc.subject.keywordsMaterial didáctico-
dc.contributor.responsibleBAÑUELOS SAUCEDO, MIGUEL ANGEL-
dc.description.objectiveObjetivo general: Diseñar material didáctico, basado en la plataforma Arduino, acorde al programa de estudios de la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y la industria, que promueva experiencias de aprendizaje integrales e interdisciplinarias y permita al estudiante aplicar sus conocimientos de ciencias y de computación para la resolución de problemas actuales propios de su entorno. Objetivos específicos: "Diseñar y construir un módulo de sensores (Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino) para su conexión a una tarjeta Arduino, para agilizar la conexión de los sensores y centrar el desarrollo de las prácticas en los objetivos temáticos. Elaborar una guía de uso del módulo de sensores, con la finalidad de explicar en qué consiste éste y cómo utilizarlo. Realizar un manual básico de programación con Arduino, que apoye la elaboración de programas por parte de profesores y alumnos. Redactar un manual de prácticas para la asignatura Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria basado en el módulo de sensores desarrollado. El manual tendrá un mínimo de ocho prácticas, que servirán de apoyo al desarrollo de sistemas informáticos orientados a la ciencia y a la industria, en concordancia con el plan de estudios de la asignatura. Elaborar videos demostrativos que sirvan de apoyo al manejo de las herramientas desarrolladas."-
dc.description.strategiesA continuación, se describen las acciones a realizar para alcanzar los objetivso del proyecto: Identificación de las necesidades de uso de sensores Arduino de los estudiantes de la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y la Industria. Selección de los sensores de acuerdo con las necesidades detectadas. Diseño del dispositivo automatizado de sensores de Arduino (DASA). Elaboración de la hoja de especificaciones técnicas del DASA. Fabricación del DASA. Diseño del manual de utilización del DASA. Redacción del manual de programación con Arduino. Diseño del Manual de prácticas de Informática Aplicada a la Ciencia y la Industria con el DASA. Publicación de los materiales didácticos. Edición de videos tutoriales para el uso del DASA. Los materiales didácticos serán diseñados como objetos de aprendizaje independientes, con contenidos informativos puntuales, y trabajos prácticos, ejercicios, y autoevaluaciones, para que cualquier miembro de la comunidad académica de la ENP pueda utilizarlos, o inclusive, el alumno por cuenta propia. Cabe señalar que, aunque el material didáctico será creado exprofeso para la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y la Industria, por su diseño, puede ser empleado por otras asignaturas como física, química, biología y matemáticas. Así, la intervención educativa de implementación de los materiales didácticos para alcanzar los objetivos del programa de la asignatura dependerá del profesor que los utilice. Él es quien decidirá en qué secuencias didácticas incorporará el material didáctico con base en el propósito de aprendizaje, en su estilo de docencia, los elementos y recursos de los que dispone y de las condiciones particulares de cada grupo. Respecto a la evaluación de los aprendizajes, cada práctica tendrá una sección de autoevaluación del tema correspondiente.-
dc.description.goalsPrimer año: Diseño y propuesta del Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino Creación y pruebas del Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino Desarrollo de manual del Dispositivo de Automatizado de Sensores Arduino Se iniciará la elaboración del manual de prácticas con el Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino Segundo año: Elaboración del manual de programación con Arduino Diseño y creación del manual de prácticas con el Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino. El manual incluirá un mínimo de ocho prácticas. Curso-Taller Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria con Arduino Artículo en memorias de congreso nacional Creación de videos tutoriales-
dc.description.goalsAchievedSe hizo un manual de programación con Arduino en sitio web, que incluye videos y ejercicios de comprobación de conocimientos. El sitio web se encuentra provisionalmente en la siguiente dirección http://132.248.251.218/wpArduino/ para poner a disposición de la comunidad universitaria los materiales didácticos elaborados durante el proyecto. Se hizo un manual de programación con Arduino que incluye 23 videos, 15 prácticas y 26 ejercicios de autoevaluación para la comprobación de conocimientos, disponible en la página web Prácticas con Arduino y DASA. Se hizo una guía de utilización del simulador Tinkercad, la cual incluye 3 videos, 3 prácticas y 7 ejercicios de autoevaluación, disponible en la página web Prácticas con Arduino y DASA. El sitio web se encuentra provisionalmente en la siguiente dirección http://132.248.251.218/wpArduino/ Se diseñó una tarjeta electrónica Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino, lo cual incluyó la elaboración de varios prototipos hasta llegar a la versión final que contiene: display alfanumérico de 16x2 caracteres, zumbador pasivo, fotorresistencia, sensor de temperatura LM35, interruptor óptico, tres leds y un botón de presión. Además se le pueden conectar: un potenciómetro, un sensor de presión MPX5700DP, un sensor de gas tipo MQ-n, un sensor ultrasónico HC-SR04, un motor de corriente directa y un servomotor. Se elaboró el manual de usuario del Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino que contiene 10 prácticas para aprender el uso de esta tarjeta. Se elaboró el manual de usuario del Módulo 7-segmentos que incluye las características y funcionamiento de cada uno de los elementos del módulo. Se presentó en dos ocasiones (2020 y 2021) un curso-taller de Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria con Arduino (en línea) dirigido a profesores del bachillerato universitario. Asistieron un total de 37 profesores. El taller se presentó a través del PASD de la DGAPA. Se presentó un artículo en congreso nacional, sobre el desarrollo del Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino. Se elaboraron diversos videos que se incrustaron en el sitio web desarrollado, o bien, que se encuentran disponibles en un canal de YouTube https://www.youtube.com/watch?v=tsMlc5wgsw0&list=PLtee8Hpb8XjjGRrgb4kY0iW5FwyNIZyDP-
dc.description.area1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías-
dc.description.selfAssessmentSe cumplieron los objetivos iniciales y se sobrepasó en los productos terminados, pues el manual de programación de Arduino se montó en un sitio Web, que además incluye prácticas, videos y preguntas de repaso con autoevaluación. Adicionalmente a las metas propuestas, se elaboró un manual de uso del simulador Tinkercad, que también cuenta prácticas, videos, y ejercicios de repaso con autoevaluación. Adicionalmente a las metas propuestas, se diseñó y construyó un módulo con un display led de 7-segmentos. Con los recursos asignados se han construido 150 módulos display led de 7-segmentos y se está construyendo un número similar de módulos Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino. Ambos módulos se insertan en una tarjeta Arduino UNO, de la cual también se adquirieron 150 piezas. Estos módulos servirán para la impartición de cursos presenciales de la materia Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria. El curso-taller que se había propuesto como meta, se impartió en dos ocasiones.-
dcterms.educationLevel.SEPEducaciòn media superior-
dcterms.callforproject2020-
dc.subject.DGAPACiencias de la computación-
dc.description.productsCongreso.Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino: Se presentó el artículo: Módulos escudo para la enseñanza de Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria con Arduino, en el SOMI XXXV Congreso de Instrumentación, que se llevó a cabo de manera virtual del 27 al 29 de octubre de 2021. El artículo tiene una extensión de 12 páginas y fue publicado en las memorias correspondientes, ISSN 2395-8499.-
dc.description.productsPágina WEB.Prácticas con Arduino y DASA: Se creó un sitio WEB que aloja los manuales de programación de lenguaje Arduino, un tutorial de uso del simulador TinkerCAD y las prácticas de laboratorio propuestas. El sitio WEB tiene la ventaja de que los alumnos lo pueden visitar múltiples ocasiones, cuenta con videos con explicaciones de los conceptos más relevantes, y se incluyen preguntas de repaso y autoevaluación.-
dc.description.productsPráctica.Manual de prácticas con el uso del Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino: "Se elaboraron 11 prácticas, de las cuales 7 corresponden al Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino, y otras 4 al módulo LED 7-segmentos que se construyó de manera complementaria. Las prácticas se encuentran en el sitio Web http://132.248.251.218/wpArduino/ Las prácticas que se elaboraron son: Medición de temperatura ambiental Impresión de información con un display LCD Sistema de control de temperatura ambiental Medición de distancia con un sensor ultrasónico Sistema de iluminación nocturna con fotoresistencia ¿Qué es un sonar? Medición de temperatura y humedad. Grado de confort en un ambiente de trabajo. Visualización de números Dado electrónico Contador de vidas Número de la suerte"-
dc.description.productsMaterial multimedia.Videos de uso de Arduino: "Se elaboraron varios videos que se incrustaron en el sitio web como parte del manual de programación con Arduino y el manual de prácticas. Adicionalmente se pueden consultar como lista de reproducción en: https://youtube.com/playlist?list=PLtee8Hpb8XjjGRrgb4kY0iW5FwyNIZyDP Consiste de 21 videos con más de 5 horas de contenido."-
dc.description.productsDesarrollo tecnológico.Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino: Se diseñó una tarjeta electrónica Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino, lo cual incluyó la elaboración de varios prototipos hasta llegar a la versión final que contiene: display alfanumérico de 16x2 caracteres, zumbador pasivo, fotorresistencia, sensor de temperatura LM35, interruptor óptico, tres leds y un botón de presión. Además se le pueden conectar: un potenciómetro, un sensor de presión MPX5700DP, un sensor de gas tipo MQ-n, un sensor ultrasónico HC-SR04, un motor de corriente directa y un servomotor. Esta tarjeta electrónica forma parte de un kit que contiene, además de un tarjeta Arduino UNO, los siguientes sensores y motores: 1 Protoboard 400 puntos de conexión 10 Jumpers macho-macho 20 cm 1 Potenciómetro 10 kΩ 1 Motor de CD con reductor 1 Servomotor SG90 1 Sensor ultrasónico HC-SR04 1 Sensor de temperatura y humedad HCT11 1 Sensor de presencia PIR 1 Ventilador de 5 VCD 1 Desarmador plano 1/8”x 4” El producto está diseñado y probado. Actualmente se están construyendo cerca de 150 tarjetas para su uso en clases presenciales.-
dc.description.productsTutorial (manual, guía, etc.).Tinkercad: Simulador de Arduino: Para adaptar el material didáctico a las condiciones de confinamiento, se optó por elaborar un tutorial de uso del simulador de Arduino denominado Tinkercad, el cual es una plataforma de uso libre. El tutorial fue incorporado al sitio WEB que se desarrolló, incluye 5 práctcias, y consta de los siguientes temas: Introducción Construcción de un circuito electrónico (incluye práctica) Programación de un circuito electrónico (incluye práctica) Simulador de circuitos electrónicos con Arduino Tips de conexión (incluye práctica) Monitor serial: imprimir datos (incluye práctica) Monitor serial: introducir datos (incluye práctica) Herramientas de depuración Referencias bibliográficas-
dc.description.productsCurso-taller.Informática Aplicada a la Ciencia y a la Industria con Arduino: Se impartió el curso-taller de manera virtual en dos ocasiones, 2020 y 2021, a profesores del bachillerato universitario. Se tuvo una asistencia total de 37 profesores. El curso formó parte del PASD de la DGAPA.-
dc.description.productsTutorial (manual, guía, etc.).Manual del Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino: El manual está terminado en documento PDF. Consiste de 43 páginas donde se explican las características del dispositivo, se presentan diagramas de conexión y programas ejemplo. A continuación se enlista su contenido: Introducción Descripción Funcionamiento Display LCD Conexión de un potenciómetro Generación de un tono Fotoresistencia Botón Sensor de temperatura LM35 Sensor de presión MPX5700 Sensores de gas MQ-n Indicadores led Sensor de ultrasonido HC-SR04 Servomotor Motor de corriente directa Sensor de temperatura y humedad DHT-11 ANEXOS-
dc.description.productsTutorial (manual, guía, etc.).Manual de usuario del módulo 7-segmentos: Se elaboró un manual de usuario del Módulo display LED de 7 segmentos, el cual contiene la descripción de sus componentes, programas ejemplo, diagrama esquemático, lista de partes y actividades sugeridas.-
dc.description.productsTutorial (manual, guía, etc.).Manual de programación con Arduino: "El manual de programación con Arduino se implementó en un sitio web, disponible de manera provisional en la dirección: http://132.248.251.218/wpArduino/ El manual contiene 15 prácticas (incrustadas en los diferentes temas), videos, animaciones y preguntas de repaso. Se abarcan los siguientes tópicos: Introducción La plataforma Arduino Señal analógica y digital Circuitos eléctricos Sistema electrónico Kit de prácticas La tarjeta Arduino UNO El ambiente de programación Conexión de la tarjeta Estructura de un programa Mi primer programa: Blink (incluye práctica) Manejo de señales digitales (incluye práctica) Variables y tipos de datos El monitor serial (incluye práctica) Expresiones matemáticas Manejo de señales analógicas (incluye práctica) Señales PWM (incluye práctica) Expresiones relacionales (incluye práctica) Sentencia if-then-else (incluye práctica) Sentencia switch (incluye práctica) Expresiones lógicas Sentencia for (incluye práctica) Sentencia while (incluye práctica) Sentencia do-while (incluye práctica) Arreglos unidimensionales (incluye práctica) Arreglos bidimensionales (incluye práctica) Funciones (incluye práctica) Bibliotecas (incluye práctica) Referencias bibliográficas Glosario"-
dc.description.productsPrototipoMódulo 7-segmentosDurante el desarrollo del proyecto se encontró la utilidad de diseñar un módulo adicional al Dispositivo Automatizado de Sensores con Arduino. El módulo 7-segmentos se diseñó pensando en utilizarlo para la enseñanza de algunos fundamentos de la programación, por ejemplo: manejo de ciclos, árboles de decisión, arreglos y sistemas de numeración. De este módulo ya se completó la fabricación de 150 piezas, para su uso en clases presenciales.-
dc.description.objectivesAchievedSe desarrolló el siguiente material didáctico: Sitio Web que incluye: Tutorial de programación con Arduino, con prácticas, videos y ejercicios de autoevaluación. Tutorial de simulación electrónica con Tinkercad, con ejercicios. Manual de usuario de un módulo con display led de 7-segmentos para Arduino. Manual de usuario de un módulo de sensores y actuadores (DASA: dispositivo automatizado de sensores para Arduino) 11 prácticas de laboratorio para los dos módulos desarrollados (DASA y 7-segmentos). Curso de Arduino en video que consta de 21 videos, con un total de 5h17m de duración.-
dc.description.outcomesUno de los principales beneficios obtenidos con la creación de los materiales didácticos que se desarrollaron durante el proyecto PAPIME es ofrecer al estudiantado herramientas y actividades de aprendizaje que los motiven a ser partícipes activos del proceso de enseñanza aprendizaje. Todos los productos generados están encaminados a promover que el estudiantado adquiera los conocimientos teóricos del programa de estudio de la asignatura de Informática Aplicada a la Ciencia y la Industria de forma autogestiva y a su propio ritmo de aprendizaje. Asimismo, las prácticas diseñadas permiten al alumnado aplicar los nuevos conocimientos en la creación de prototipos sencillos que les permiten una mayor comprensión del proceso de adquisición y manejo automatizado de datos, así como para entender el funcionamiento de diversos instrumentos de medición y control utilizados en las áreas de la ciencia y la industria. Una ventaja que ofrece el uso del Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino (DASA) y el Módulo 7-segmentos es evitar que los alumnos tengan que realizar las conexiones entre los componentes electrónicos que, si bien es importante conocer, en ocasiones requieren la comprensión de conceptos fuera del alcance de la asignatura y su abordaje puede resultar en un distractor más que en un apoyo para la adquisición de los conocimientos propios de la materia. Otro aspecto importante de resaltar es que todos los materiales didácticos están disponibles para el público en general en la página web Prácticas de Arduino y DASA, de modo que los docentes, tanto de la ENP como de otras instituciones, pueden acceder a él en cualquier momento. Otra ventaja es el diseño modular de la página, el cual permite al profesorado abordar el tema de su interés usando todas las secciones del material didáctico, o bien, seleccionar únicamente las prácticas y materiales de consulta que considere pertinentes para su cátedra.-
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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