PROYECTO DE TESIS

Uso de la herramienta simulacin para la clase terica de los cursos de circuitos elctricos y electrnicos en ingeniera

AUTOR:

Mgtr. Consuelo Carmen Negrn Martnez

ASESOR:

Dr. Luis Alberto Nuez Lira

SECCIN

Educacin e idiomas

LINEA DE INVESTIGACIN

Innovacin Pedaggica

PERU-2015

3

ndice

I.

Generalidades

4

1.1

Titulo

5

1.2

Autor

5

1.3

Asesor

5

1.4

Tipo de investigacin

5

1.5

Lnea de investigacin

5

1.6

Localidad

5

1.7

Duracin de la investigacin

5

II.

Plan de investigacin

6

2.1

Realidad Problemtica

7

2.2

Formulacin del Problema

12

2.3

Objetivos

12

2.3.1

Objetivo General

12

2.3.2

Objetivo Especifico

12

2.4

Antecedentes

13

2.5

Justificacin

19

2.6

Marco Terico

21

2.7

Marco Conceptual

33

III.

Metodologa

3.1

Tipo de Estudio

3.2

Diseo de investigacin

3.3

Hiptesis

3.4

Identificacin de variables

3.4.1 Operacionalizacion de variables

3.5

Poblacin, muestra y muestreo

3.6

Criterios de seleccin

3.7

Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos

3.8

Validacin y confiabilidad del instrumento

3.9

Procedimientos de recoleccin de datos

3.1

Mtodos de anlisis de datos

3.11

Consideraciones ticas

IV.

Aspectos administrativos

4.1

Recursos y Presupuesto

4.2

Financiamiento

4.3

Cronograma de Ejecucin

V.

Referencias bibliogrficas

VI.

Anexos

I GENERALIDADES

1.1.Titulo

Uso de la herramienta simulacin para la clase terica de los cursos de circuitos elctricos y electrnicos en ingeniera.

1.2.Autor

Mgtr. Consuelo Carmen Negron Martnez

1.3.Asesor

Dr. Luis Alberto Nuez Lira

1.4.Tipo de investigacin

Aplicada, Cuasi Experimental

1.5.Lnea de investigacin

Innovacin Pedaggica

1.6.Localidad

Lima, Universidad Nacional de Ingeniera, Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica, Curso de Circuitos Elctricos I

1.7.Duracin de la investigacin

10 meses

II PLAN DE INVESTIGACIN

2.1.Realidad Problemtica

La enseanza de los cursos de Teora de Circuitos Elctricos y Electronicos en Ingeniera se realiza en forma tradicional en las universidades nacionales y particulares, El dictado tradicional es una limitacin que no ayuda en el aprendizaje significativo de la mayora de los alumnos, ya que con una simple exposicin de pizarra no se pueden explicar completamente todos los conceptos que se involucran en la enseanza de estos cursos.

Los docentes en su mayora son personas adultas, mayores de 50 aos, ingenieros elctricos y electrnicos que no tienen una formacin en pedagoga.

La enseanza tradicional, de exposicin frente a una pizarra limita la posibilidad de observar una serie de efectos de las variables elctricas sobre los dispositivos de los circuitos, lo que limita la comprensin del problema, afecta en la motivacin al alumno que cree que hay situaciones no solucionables o impredecibles.

Muchos estudiantes actualmente influenciados por esta situacin solo se preocupan por aprobar los cursos de circuitos ya que entender y aplicar los conceptos en nuevas situaciones se les hace difcil, adems de no asistir regularmente a las clases tericas.

Es as como en los cursos de circuitos en general para ingenieras el nmero de desaprobados es bastante alto.

Especficamente en las carreras donde estos cursos son pre requisito para otros, los alumnos muestran no tener los conceptos previos necesarios.

Los cursos de circuitos elctricos y electrnicos en las carreras de ingeniera se llevan a partir del V ciclo, luego de aprobar Fsica III, que es el requisito ms importante para estos cursos.

El promedio de edad de los jvenes y en general de los estudiantes que ya han pasado estos cursos bsicos , est entre los 19 y 21 aos, lo que representa que estos jvenes , son los nios digitales , nativos digitales, la generacin z, que tienen habilidades natas para el manejo de las nuevas tecnologas. Estas habilidades no estn siendo aprovechadas en estos cursos.

En pleno 2015, los profesores de circuitos elctricos y electrnicos, no estn utilizando los recursos tecnolgicos de las TICs, debera ser una generalidad para poder aprovechar los recursos que estas ofrecen para el desarrollo de un plan de clase terica para lograr aprendizaje significativo.

Las universidades tienen la responsabilidad de preparar profesionales y ciudadanos capaces de utilizar de manera eficiente las TICs ( Barreto 2008) Educadores en todas las disciplinas y niveles deben trabajar para encontrar nuevos mtodos de enseanza e incorporar la tecnologa de forma ms efectiva para fomentar el desarrollo de las destrezas e incorporar a tecnologa de forma ms efectiva para fomentar el desarrollo de destrezas que la nueva generacin necesita de acuerdo a los cambios que estn ocurriendo ( Gauchat,2010),debido a estos acelerados cambios, los educadores reconocen que para ensear con creatividad necesitan cambiar el formato de sus lecciones ( basadas en la transmisin de la informacin) hacia procedimientos que ayuden a los estudiantes a construir un entendimiento significativo (Chanlin,2006).Existe gran variedad de herramientas tecnolgicas que pueden ser integradas al proceso de enseanza aprendizaje, como en el caso de los cursos de circuitos elctricos y electrnicos. En circuitos se estudian las leyes de la electricidad aplicadas a nuevos componentes y sus circuitos de aplicacin, en este caso el uso de la simulacin es fundamental ya que permite al estudiante tener una idea ms cercana a la realidad de ste comportamiento. El uso de la simulacin en circuitos puede cambiar la manera tradicional de como los estudiantes se relacionan en el aula. La simulacin empleada para circuitos permite interactividad, animacin, retroalimentacin dinmica y una exploracin productiva. Actualmente los software de simulacin permiten al docente mostrar las aplicaciones circuitales en una conferencia, en una clase de teora en un laboratorio, tienen un mnimo de texto por lo que pueden fcilmente integrarla al curso de circuitos.

El software de simulacin para circuitos ofrece variadas herramientas que pueden ayudar a cambiar las clases actuales, centradas en el maestro, aisladas del entorno y limitadas a los libros de texto, a entornos ricos en conocimientos, interactivos y centrados en el alumno (UNESCO 2004). De esta manera con la utilizacin del software en circuitos, se pueden cambiar las estrategias y tcnicas de enseanza que propicien un mejor aprovechamiento acadmico de los estudiantes, ya que este ser protagonista de su aprendizaje, utilizando las posibilidades del software de simulacin para circuitos.

La disponibilidad de instrumental de medicin en circuitos no siempre es la ms accesible, el costo de stos hace que los laboratorios de los centros universitarios no tengan a disposicin del usuario osciloscopios y multmetros, hacer en esas condiciones mediciones para comparar datos tericos con experimentales toma un tiempo precioso, con los software de simulacin estos problemas no se dan, puesto que todo el instrumental est en las libreras y se puede usar instantneamente.

No solo es la cuestin tiempo en clculos, hacer un prototipo para un circuito tambin es arriesgado si no hay clculos muy cuidadosos, con la simulacin previa se pueden hacer los ajustes y mejoras sin gastar en piezas obsoletas.

El uso de la simulacin es una herramienta muy facilitadora de estas tareas que permiten al usuario avanzar de manera segura en el estudio de los circuitos; as como tambin hacer mltiples experimentaciones con un costo en piezas cero.

Un componente esencial para preparar a los estudiantes en el uso de las herramientas de simulacin son los maestros, quienes deben utilizarla en el proceso enseanza aprendizaje en sus cursos y de esa forma estar acorde al ritmo que requiere la nueva era del conocimiento y la informacin (Bonilla, 2010).

Es necesario que los maestros estn conscientes de la necesidad de integrar de manera efectiva la tecnologa en el saln de clases y que se encuentren preparados y motivados para utilizarla.

Un reto de la educacin peruana es la formacin de profesionales con un perfil capaz de resolver los problemas de ingeniera para un desarrollo sostenido, lo cual ser posible si la formacin del ingeniero se da dentro del mbito de las TICs; por lo tanto es una necesidad establecer nuevas formas de ensear los cursos formativos en ingeniera, esto supone la actualizacin de las estrategias didcticas que le permitan al profesorado adecuarse a los nuevos retos de la Sociedad de la Informacin y el Conocimiento.

Un nuevo modelo pedaggico centrado en el aprendizaje del estudiante demanda de la universidad mayor capacitacin para asumir el quehacer docente, lo cual implica un replanteo de conceptos en el tema de la enseanza-aprendizaje (objetivos, contenidos, mtodos, evaluacin, medios de enseanza), en el uso creciente y de forma innovadora y creativa de las ventajas y opciones que brindan las TICs, en especial los software de simulacin en los cursos de circuitos.

El mayor peligro para la educacin de hoy es que pretendamos hacer lo mismo que hacamos ayer, con las herramientas de hoy (Castaeda, 2002). sin disponer de los recursos existentes en ese momento histrico, desaprovechando las posibilidades que nos brindan las nuevas herramientas de hoy( Lpez, 2009),se requiere que el uso de las herramientas de simulacin en los cursos de circuitos, transformen el proceso de enseanza-aprendizaje, como una oportunidad para el cambio hacia un modelo centrado en el aprendizaje, el desarrollo de la personalidad y el dialogo entre profesores y estudiantes.

La integracin de las TICs , en especial de las herramientas de software, en el contexto universitario, ha representado un desafo para el docente , que en la mayora de los casos no es pedagogo , es ingeniero elctrico o electrnico de formacin, quien se pregunta para qu , por qu y cmo usar de manera integrada la simulacin en los cursos de circuitos, entendindose que el uso de estas herramientas en la educacin constituyen una actividad compleja, estrechamente ligada a aspectos de carcter psicolgico, pedaggico, filosfico, entre otros.

Garca y Gonzales (2011) mencionan que no se trata de usar las TICs como medio de enseanza en las asignaturas y convertirlas en mera instrumentalidad; sino de hacer un uso innovador, reflexivo, integrado, progresivo y pedaggico de stas. Es decir transformar las asignaturas con el empleo de estos recursos. Y esa transformacin a la que se aspira es, ante todo, una transformacin de carcter pedaggico.

Por la naturaleza y complejidad de estos cambios, este es uno de los principales retos del proceso de formacin, cuya materializacin depende de la actuacin de cada uno de los implicados, sobre todo de los profesores(Horrutinier,2006,pag.116-118).

La asimilacin de las TICs en la universidad contempornea debe ser considerada por los docentes desde dos puntos de vista: como medio de enseanza que contribuya al perfeccionamiento del contenido del sistema didctico de las asignaturas y como una necesidad provocada por la transformacin del ejercicio profesional ( Lpez, 2005, pag.,.5)

La implementacin de las nuevas tecnologas en los modelos universales de educacin va a ser un proceso gradual, diverso y que requiere fases de exploracin del profesorado para la adquisicin de habilidades y destrezas, adecuacin de las herramientas, incorporacin de nuevas competencias y establecimiento de la alfabetizacin digital en los currculos. No puede pasarse abruptamente de una educacin presencial basada en el libro de texto como nico medio a una educacin virtual donde se desdibujan los roles de profesores y estudiantes, la informacin proviene de mltiples fuentes y el consenso es la divisa para manejar los intercambios de significados entre todos los asistentes al aula. Se exige una dotacin suficiente de equipos y conectividad, as como una base de recursos educativos digitales para iniciar las nuevas prcticas del profesorado en un entorno que poco a poco vaya migrando de los modelos conductistas y cognitivistas a espacios de aprendizaje constructivista, de acuerdo al fortalecimiento informtico y pedaggico de los docentes que deben iniciar una etapa de formacin continua y permanente. Esta misma labor educativa renovada es la que ir estableciendo nuevos paradigmas educativos que busquen encontrar relaciones vlidas entre educacin y trabajo, entre universidad y sociedad, para que la universidad contine siendo la institucin social por excelencia encargada de la formacin de los individuos y sea capaz de prepararlos para que aprendan a aprender y aprendan haciendo, como lo exige esta sociedad.

En este trabajo de investigacin se har un estudio cuasi experimental para encontrar la relacin entre el uso de la simulacin para el dictado de clases tericas de circuitos elctricos y electrnicos y el aprendizaje significativo, as como tambin se har un estudio comparativo entre softwares como el simulink, worbench, proteus, crocodile, pspice, de simulacin para medir cual es el ms eficaz en el aprendizaje de circuitos para los estudiantes de ingeniera.

2.2.Formulacin del Problema

Cul es el efecto del uso de los simuladores en la enseanza terica de los cursos de circuitos elctricos y electrnicos para aprendizaje significativo?

De los simuladores utilizados, en las clases tericas de circuitos elctricos y electrnicos, cual es el ms eficaz para obtener aprendizaje significativo?

2.3.Objetivos

2.3.1.Objetivo General

1.- Demostrar que el uso de herramientas de simulacin en el dictado de las clases tericas de los cursos de circuitos, implica que el estudiante mejora su rendimiento acadmico, ya que los procesos cognitivos complejos se refuerzan con el uso de simulacin.

2.- Determinar la eficacia de los cuatro simuladores utilizados en este estudio cuasi-experimental, donde los estudiantes mostraran cual es el ms amigable y efectivo para el aprendizaje significativo de circuitos. .

Objetivos Especficos

Determinar que se logra aprendizaje significativo en los cursos de circuitos elctricos y electrnicos usando simulacin.

Determinar que los estudiantes de circuitos elctricos y electrnicos, cuyo profesor utiliza simulacin, estn altamente motivados.

Determinar que los estudiantes de circuitos elctricos y electrnicos, cuyo profesor usa simulacin, resuelven nuevas situaciones circuitales en menor tiempo.

Determinar que los estudiantes de circuitos elctricos y electrnicos, donde el profesor usa simulacin tienen predisposicin a trabajar en equipo.

Determinar que los estudiantes prefieren matricularse en secciones de circuitos donde el docente usar herramientas de simulacin.

2.4.Antecedentes

Lpez Martnez (2009) en Modelo de Evaluacin Continua Formativa-Formadora-Reguladora y Tutorizacin Continua con Soporte Multimedia, menciona la importancia del uso de nuevas tecnologas en el proceso E/A, en el captulo 3, sobre la enseanza y aprendizaje a travs de internet, el autor dice: En una educacin basada en la utilizacin de internet para generar ms informacin que es lo que llamamos conocimiento, Internet y el mundo de las nuevas tecnologas que est avanzando cada vez ms, presupone un cambio de mentalidad tanto en la bsqueda de datos, como en el posterior procesamiento de los mismos. Como objetivos podemos destacar los siguientes: ver la utilizacin del correo, web, videoconferencia y los recursos que nos ofrece la internet para aplicarlo en el proceso evaluativo, las valoraciones positivas y limitaciones de la internet, la valoracin del crecimiento de internet, ejemplos de uso de Nuevas Tecnologas. En esta tesis doctoral se utiliz como poblacin a 5300 estudiantes, los cuales fueron organizados en grupos de 25 personas. Lpez (2009) concluye que el MECFFRT con Soporte multimedia ayuda y favorece al cambio metodolgico de los estudiantes, los cuales utilizan ms procedimientos coherentes con el trabajo cientfico, favorece la metacognicion, aumenta el rendimiento acadmico, favorece a que los alumnos se muestren ms activos, participativos y cooperativos.

Dur (2013) en La Simulacin Clnica como Metodologa de Aprendizaje y Adquisicin de Competencias en Enfermera, menciona como objetivos, describir el estado actual de los centros de simulacin clnica en Espaa, identificar las caractersticas de los centros de simulacin clnica en las escuelas y facultades de enfermera, evaluar las modalidades de simulacin clnica en la formacin de Soporte Vital Bsico ( simulacin bsica y de alta fidelidad) y comparar las diferencias existentes entre ambos en relacin con la adquisicin de conocimientos, la persistencia o retencin de los mismos y el grado de satisfaccin del alumnado, planificar un programa de integracin de la simulacin clnica en el Grado de Enfermera, disear una asignatura virtual de simulacin clnica en el Open Course Ware (OCW) de la Universidad de Cantabria. Asimismo, esta tesis doctoral utiliza una poblacin de 79 universidades y una muestra de 72 centros de estudio, concluyendo Dura ( 2013) que los alumnos que han realizado sesiones de simulacin de alta fidelidad manifiestan un alto grado de satisfaccin personal con la experiencia, valoran que la simulacin les ayuda a integrar la teora en la prctica , a mejorar el aprendizaje , la retencin, de conocimientos adquiridos, y a priorizar actuaciones, lo cual ayuda a promover el pensamiento crtico , el desarrollo de habilidades tcnicas, la seguridad en su carrera y la comunicacin. Asimismo Dur sostiene que la compleja naturaleza de la tecnologa y el desarrollo de esta metodologa, requieren de una formacin especfica del profesorado, por lo cual invoca a las instituciones educativas a brindar apoyo en este aspecto a profesores y alumnos.

Choque (2009) en su Estudio en Aulas de Innovacin Pedaggica y Desarrollo de Capacidades TIC El Caso de una Red Educativa de San Juan de Lurigancho de Lima, tiene como objetivo determinar si el estudio en las Aulas de Innovacin Pedaggica mejora el desarrollo de capacidades en tecnologas de la informacin(TIC), en estudiantes de educacin secundaria, frente al desarrollo de capacidades TIC convencionales, esta investigacin cuasi-experimental, con posprueba, con grupo de comparacin, su poblacin de estudio estuvo formada por 1 141 estudiantes del 4to y 5to, ao de educacin secundaria de la red educativa N 11 de la Unidad de Gestin Educativa Local de San Juan de Lurigancho de Lima, del total de la poblacin de estudio, el grupo experimental estuvo conformado por 581 estudiantes ( 265 hombres y 316 mujeres) y el grupo de control por 560 estudiantes( 266 hombres y 294) mujeres).Las variables analizadas fueron adquisicin de informacin, trabajo en equipo y estrategias de aprendizaje, se concluye en este estudio que el uso de las TICs tienen efectos de mejorar el intelecto humano, y prepara a los alumnos para cambios constantes como la tecnologa en s; concluyendo que el uso de las aulas de innovacin pedaggica permitieron un mayor desarrollo de la capacidad de adquisicin de informacin en el grupo experimental, mejor disposicin para el trabajo en equipo, mejores resultados en el desarrollo de estrategias de aprendizaje grupal, concluyendo que la tecnologa usada es un producto social que tiene como finalidad ser una ruta de transmisin del conocimiento, del pensamiento y de la cognicin, ya que se comprob que los estudiantes del grupo experimental desarrollaron mejores estrategias de aprendizaje, en la elaboracin de mapas conceptuales, mapas mentales, textos, en la participacin de proyectos colaborativos, as como mejor motivacin para el trabajo acadmico como por ejemplo en la adquisicin de la informacin, trabajo en equipo y la ejecucin de las estrategias de aprendizaje.

Crespo Ramos (2013),en El uso de las simulaciones educativas en la enseanza de conceptos de ciencias y su importancia desde la perspectiva de los estudiantes candidatos a maestros, estudia las diferencias entre la enseanza tradicional directa y la enseanza constructivista que hace uso de simulaciones en computadora y su efecto en el aprendizaje de los candidatos a maestros, adems identifica los cambios que se producen en las creencias de los candidatos a maestros sobre el uso de las simulaciones, como proveedoras de experiencias de aprendizaje constructivista. Es una tesis cuantitativa enmarcada en un diseo cuasi experimental, en el que se usa un enfoque descriptivo, cuyos objetivos son evidenciar los resultados o el impacto de la integracin tecnolgica en el proceso enseanza en los salones de clase K-12, demostrar que los maestros deben ser adiestrados en el uso de tecnologas para lograr aprendizaje, documentar el efecto que las simulaciones educativas pueden tener en el aprendizaje de los candidatos a maestros. La poblacin y muestra, el grupo estuvo compuesto por 11 estudiantes, los cuales fueron orientados sobre todos los aspectos de la investigacin, al final solo 8 quedaron, concluyendo que los maestros muestran una actitud positiva y reconocen su importancia de las simulaciones para desarrollar lecciones activas que promuevan el aprender haciendo, as como disear experimentos controlando las variables y relacionar causa-efecto, desarrollar el pensamiento analgico transfiriendo el conocimiento de lo aprendido a la situacin real, sin perder de vista las limitaciones de las mismas, las simulaciones por si solas no necesariamente mejoran el aprovechamiento de los estudiantes, se requiere un proceso de planificacin y evaluacin diferente, especialmente en un enfoque constructivista, permite una evaluacin diferente de la tradicional de papel y lpiz, el xito depender de cmo los maestros la incorporan en el currculo ,los maestros deben mejorar sus conocimientos sobre el uso de las simulaciones y otros aspectos relacionados con la enseanza-aprendizaje, para lo cual estos deben contar con aulas equipadas, es as que un docente debe utilizar la simulacin como una herramienta educativa que todos los educadores deben saber dnde encontrarlas, cundo y por qu utilizarlas.

Lujan (2013), Un entorno y una propuesta de enseanza de simulacin de eventos discretos con GPSS, analiza la utilizacin del GPSS (General Purpose Simulation System) como una herramienta de simulacin que permite modelar gran cantidad de datos y bloques por lo cual es usada en la simulacin de eventos discretos por instituciones acadmicas de todo el mundo. Muchos docentes e investigadores han buscado optimizar la enseanza de simulacin desde diferentes ngulos: la organizacin del curso y la metodologa de enseanza, la creacin de elementos de aprendizaje que ayuden a aplicar los distintos elementos tericos, la generacin de herramientas para construir modelos GPSS y la construccin de herramientas para comprender el motor de simulacin por dentro, tena por objetivo mostrar los diferentes tipos de entorno de aprendizaje interactivo (Interactive Learning Environment, ILE), considerando el entorno de aplicacin y la metodologa aplicada, concluyendo que la utilizacin del software como herramienta provee informacin til en el momento adecuado, que debera ir en aumento a medida que el estudiante adquiere mayores habilidades cognitivas, el entorno de aprendizaje debe apoyarse en enlaces a documentos, dilogos, ayudas contextuales y mensajes de error , mecanismos de interaccin, adicionalmente los entornos de enseanza interactivos deben disearse pensando en cmo se aplicaran en clase, como se integrarn con las actividades que realizan los alumnos, en qu momento lo harn, la herramienta de software utilizada debe servir de apoyo al curso, pero no es objetivo del curso aprender a utilizar esta herramienta, se considera valioso que esta herramienta permita relacionar de manera natural los conceptos prcticos. Adems de la motivacin del alumno, quien podr utilizarla en su vida profesional.

Madrigal ( 2010) en Propuesta de Arquitectura para incluir las simulaciones en los sistemas E_ Learning: Una extensin al modelo SCORM , plantea que la educacin en estas ltimas dcadas ha sufrido grandes cambios y transformaciones debido a la aplicacin de nuevos enfoques educativos, los cuales perciben al alumno como un agente activo en el proceso de la adquisicin del conocimiento, indicando que el aprendizaje ocurre cuando construimos nuestros propios conocimientos a partir de nuestras propias experiencias, por lo tanto para lograr un aprendizaje significativo en los estudiantes, se deben implementar materiales instruccionales que den al estudiante un papel ms activo y por lo tanto le permitan aprender haciendo, las simulaciones aplicadas a la educacin son un excelente ejemplo del tipo de material instruccional que permite esta modalidad de aprendizaje porque permiten que el estudiante se enfrente a una situacin de trabajo simulada en la que tenga que alcanzar un objetivo, se comporte activamente, tal como lo hara en la vida real. La transformacin de los mtodos tradicionales de enseanza no solo ha sido el resultado de la aplicacin de nuevos enfoques educativos, sino tambin del uso de nuevas tecnologas. Esta tesis tiene como objetivos asociar el aprendizaje a una actividad, los objetivos asociados a una actividad pueden tener alcance global o local, planteando que la arquitectura debe ser flexible a modificaciones y adaptaciones , maximizando la reutilizacin, hacer un seguimiento a los estudiantes para observar al alumno interactuar con el sistema y seleccionar los contenidos educativos ms apropiados a los que debe acceder el estudiante en el futuro, concluye que el desarrollo constante de las TICs y su integracin en distintos campos de la actividad humana han generado un gran impacto en la vida cotidiana, imponiendo cambios en los paradigmas y mtodos tradicionales de enseanza, en los ltimos aos ha cobrado fuerza el desarrollo de nuevas herramientas y ambientes de aprendizaje que pretenden mejorar la prctica educativa, la creacin de contenidos de aprendizaje se puede considerar como una de las actividades ms importantes, el contenido interactivo ha tenido un gran avance y est convirtindose rpidamente en algo comn, dando lugar a formas ms entretenidas y efectivas de aprendizaje, las simulaciones constituyen un tipo de contenido interactivo utilizado en los entornos de aprendizaje, que permite a los estudiantes aprender mediante sus propias experiencias.

2.5.Justificacin

Este estudio se justifica porque el uso de la simulacin hace que el estudiante de ingeniera se enfrente a una realidad ms real, podr usar datos ms cercanos a la realidad, se acercar de manera ms real a lo que ser su campo laboral , en lo que se refiere a los cursos de circuitos elctricos y electrnicos.

Dado el desarrollo de la tecnologa, los cursos de circuitos son importantes no solo en las carreras correspondientes, sino tambin en todas las ingenieras.

El aprendizaje significativo de estos cursos es relevante para entender el avance tecnolgico que estamos viviendo.

El uso de esta herramienta posibilitara al docente a crear procesos innovadores en la enseanza/aprendizaje (A/E).

Con el uso de las herramientas de simulacin, los alumnos tendran el control de su aprendizaje.

Usar herramientas tecnolgicas que estn cercanas a nuestros alumnos para facilitar la E/A

2.5.1.Justificacion Pedaggica

La utilizacin de simulacin para la enseanza de circuitos elctricos y electrnicos en ingeniera ser beneficiosa para el estudiante porque ser utilizada para lograr conocimientos de la asignatura, estar altamente motivado, tendr un alto grado de satisfaccin y por lo tanto estar mejor preparado para el ejercicio profesional.

Esta sociedad, llamada Sociedad del Conocimiento, requiere la adquisicin permanente de competencias diversas para que los individuos puedan desempearse y adaptarse a situaciones laborales cambiantes. Un elemento transversal en todas las reas de la actividad humana es el uso de las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin, por lo que es indispensable integrar curricularmente estas tecnologas en los espacios educativos y propiciar que las nuevas formas de comunicacin y trabajo logren generar cambios en las teoras de la enseanza aprendizaje, para beneficio de los estudiantes. La dotacin de equipos, su implementacin, capacitacin y uso representan desafos que la sociedad en su conjunto debe debatir y llegar a encontrar soluciones particulares que favorezcan la inclusin de las TIC en la educacin y por consiguiente, el uso de simuladores como herramienta de apoyo en la enseanza de circuitos elctricos y electrnicos en ingeniera.

En lo que se refiere al docente, ste podr centrarse en lograr sus objetivos de manera mas detallada, podr reproducir su experiencia, podr idear nuevas situaciones que se acerquen ms a la realidad, podr crear nuevos criterios evaluativos, podr hacer pruebas sin causar daos, podr dejar tareas de investigacin , proyectos para que los alumnos exploren y experimenten y sobre todo acercar al alumno a la realidad del entorno laboral.

2.5.3.Justificacion Econmica

Es necesario que el Estado peruano invierta en la educacin universitaria porque la universidad es un ente que debe estar comprometido con el desarrollo del pas, ya que la innovacin tecnolgica est asociada al desarrollo tecnolgico y por consiguiente al desarrollo de un pas, se hace necesaria la implementacin de aulas donde el alumno cuente con computadoras que tengan instalados estos software para que los use durante la sesin terica.

2.6.Marco Terico

2.6.1.Definicion de Software

Es el conjunto de programas de cmputo, procedimientos, reglas, documentacin y datos asociados, que forman parte de las operaciones de un sistema de computacin, segn el estndar 729 del IEEE.

2.6.1.1.Software de simulacin

Simulacin es el desarrollo de un modelo lgico-matemtico de un sistema, de tal forma que se obtiene una imitacin de la operacin de un proceso de la vida real o de un sistema a travs del tiempo, segn Azarang (2013).

Thomas H. Naylor la define as:

Simulacin es una tcnica numrica para conducir experimentos en una computadora digital. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemticas y lgicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas complejos del mundo real a travs de largos peridicos de tiempo.

Esta definicin de simulacin es amplia, pues puede incluir desde una maqueta hasta un sofisticado programa de computadora. En sentido ms estricto, H. Maisel y G. Gnugnoli, definen simulacin como:

Simulacin es una tcnica numrica para realizar experimentos en una computadora digital. Estos experimentos involucran ciertos tipos de modelos matemticos y lgicos que describen el comportamiento de sistemas de negocios, econmicos, sociales, biolgicos, fsicos o qumicos a travs de largos periodos de tiempo.

Otros estudiosos del tema como Robert E. Shannon, definen simulacin

Simulacin es el proceso de disear y desarrollar un modelo computarizado de un sistema o proceso y conducir experimentos con este modelo con el propsito de entender el comportamiento del sistema o evaluar varias estrategias con las cuales puede operar el sistema.

2.6.1.2.Software de simulacin de circuitos

Existen gran variedad de circuitos, tanto analgicos como digitales, algunos disponibles de manera gratuita, otros ms avanzados y poderosos, que requieren de una licencia.

De manera genrica los simuladores de circuitos pueden clasificarse en dos grandes grupos, uno orientado a la resolucin de ecuaciones, como el MATLAB y un segundo grupo, orientado al manejo esquemtico, como el SPICE.

Actualmente hay una variedad de software a diferencia de un par de aos atrs, podemos mencionar entre los ms utilizados de ms a menos, los siguientes Proteus, Orcad, Matlab, Eagle, Oregano, KSimus Circuit Simulator, Klogic, Qucs, TKGate, KTechlab, KiCad, y otros tantos que estn siendo publicados mientras se escriben stas.

2.6.1.2.1. PSpice

SPICE significa Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis( Programa de simulacin con nfasis en circuitos integrados).Se desarroll en la Universidad de California, en Berkeley, este software de simulacin es capaz de manejar no linealidades y ofrece un control automtico de paso de tiempo .Existen varias versiones comerciales de SPICE que trabajan en computadoras personales , tablets con sus sistemas operativos compatibles. Una versin comercial de PSPICE es PSpice.

La versin de evaluacin de Cadence, contiene los cuatro siguientes paquetes:

Capture CIS .Permite formar el circuito esquemtico que se desea analizar, as como especificar el analisis que se desea realizar.

PSpice AD Demo. Con este paquete se realiza el analisis del circuito con el circuito esquemtico de Capture o un archivo que describe el circuito (NETLIST).

PSpice Advanced Analysis Demo. Este paquete sirve para realizar cuatro analisis tiles en el diseo de un circuito: sensibilidad, optimizacin, smoke para saber si hay sobrecalentamiento de algn componente y Montecarlo para generar informes acerca de los dispositivos con sus valores de tolerancia, formas de onda de cada ejecucin, un resumen de todas las ejecuciones usando una funcin para cotejarlas.

Model Editor. Permite modificar los modelos de algunos de los elementos de Pspice.

Fig.1 Utilizacin de Pspice en simulacin en el Curso de Circuitos

Con Pspice se pueden visualizar los voltajes de nodo y las corrientes de rama del circuito, como en las figuras 2 y 3.

Con este software de simulacin se pueden hacer analisis en DC, en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia, de modelos de dispositivos semiconductores, de circuitos digitales y lneas de transmisin.

En la figura 2 se observa el uso en mediciones de voltaje para el circuito de la figura 1.

En la figura 3 se ve el uso de la simulacin en los circuitos para la medicin de corrientes.

Esta versatilidad la ofrece este software para motivar y afianzar el aprendizaje de los circuitos elctricos y electrnicos.

Fig.2 Utilizacin de Pspice para medicin de voltajes

Fig.3 Utilizacin de Pspice para medicin de corrientes

2.6.1.2.2.MATLAB

MATLAB, en su contenido bsico, es un entorno integrado de trabajo que permite el analisis y el clculo matemtico, este puede ser usado como un complemento para resolver las ecuaciones que se derivan de resolver circuitos por diferentes mtodos como nodos o mallas.

Por ejemplo para resolver el sistema que se genera al resolver por voltaje de nodos el circuito de la figura 4:

Fig.4. Circuito elctrico para resolver por voltajes de nodos

La aplicacin de MATLAB para resolver el sistema se presenta de la siguiente manera:

Los resultados son inmediatos despus de unas pocas lneas de cdigo:

2.6.1.2.3.Crocodile Clips

Crocodile Clip es una empresa que crea y vende software de apoyo como recurso didctico. Los programas de Crocodile se utilizan en todo el mundo y tanto profesores como gobiernos los recomiendan, esta empresa de software vende tres tipos de software:

Crocodile Physics, un simulador para experimentos de electricidad, movimiento, fuerza, ptica y ondas.

Crocodile Chemistry, un laboratorio de qumica virtual con ms de 100 componentes qumicos.

Crocodile Thechnology, un potente simulador de sistemas de control y circuitos tanto elctricos como electrnicos y mecnicos.

Crocodile tiene una versin gratuita que puede conseguirse en internet.

Fig.5. Circuito elctrico para resolver usando Crocodile

Fig.6. Circuito elctrico adaptado por limitaciones de potencia

Crocodile indica si la potencia es mayor a la que puede usar la resistencia lo cual es importante conocer ya que en la implementacin circuital esta omisin podra ser fatal ,entonces para un buen diseo, es muy necesario conocer la potencia en cada uno de los dispositivos que se va a utilizar, as como tambin la energa que suministran las fuentes , las cuales deben proveer la potencia necesaria para que funcione el circuito correctamente, estas son las consideraciones prcticas que el alumno principiante en diseos elctricos debe conocer

Fig.7. Circuito elctrico muestra el dao al dispositivo por limitaciones

de potencia

Este software tiene una opcin para trabajar con elementos genricos que no se destruirn.

2.6.1.2.4.Solve Elec

Es un software para la simulacin de circuitos elctricos y electrnicos, con el cual el usuario puede :

Dibujar y analizar circuitos elctricos y electrnicos en AC y DC.

Obtener formulas y valores para magnitudes de voltajes y corrientes definidas en el circuito.

Verificar ecuaciones relacionadas con el circuito.

Dibujar graficas

Obtener el circuito equivalente del circuito desplegado

Editar, guardar e imprimir reportes hechos de distintos elementos desplegados en la ventana principal.

Realizar analisis de filtros y de funciones de transferencia.

Obtener graficas de respuesta en frecuencia.

Usando el mismo circuito del caso anterior, se estn agregando los instrumentos de medicin para medir las variables de corriente y voltaje deseadas.

Fig.9. El circuito del ejemplo anterior resuelto con Solve elec

El mismo circuito desarrollado con Solve elec, los resultados son los mismos, cambia la presentacin, adems en la siguiente figura se muestra la opcin de mostrar las ecuaciones, como una ventaja con respecto a los anteriores softwares

Fig.10. Con Solve elec podemos tener las ecuaciones del circuito

2.6.1.2.5.Proteus

Proteus PCB Desing combina los programas ISIS schematic y ARES PCB layout para proporcionar una simple, integrada y poderosa herramienta para el diseo profesional de PCBs ( tarjetas de circuito impreso).Los paquetes de Proteus van desde los mas simples y portables que se pueden bajar desde internet hasta soluciones muy completas que incluyen captura de circuitos esquemticos, simulacin de microcontroladores. ISIS tiene instrumentos virtuales, para medir voltajes y corrientes. En la figura se muestra la simulacin del circuito que se ha utilizado en los software anteriores, ahora con Proteus:

Fig.11. Simulacin del circuito usando Proteus

Haciendo clic en un componente se produce un despliegue de datos:

Fig.12. Despliegue de propiedades para cada dispositivo

2.6.1.2.6.Electronics Workbench

Es una herramienta de software de simulacin y diseo para circuitos muy popular, desarrollada por Interactive Image Technologies LTD y adquirida despus por National Instruments, cuenta con un completo laboratorio visual que contiene los instrumentos ms comunes utilizados en laboratorios de diseo. Su interfaz grfica permite interactuar con el usuario de manera sencilla e intuitiva, permitiendo trabajar rpida y cmodamente.

Se aplic EWB al circuito simulado con Crocodile clip, Solve elec y Proteus, obtenindose los mismos resultados, con la diferencia que este software no muestra potencias.

En la figura 13 se observan los valores de los parmetros elctricos los cuales son calculados en un tiempo mnimo considerando el tiempo que emplea el docente para resolver el problema en la pizarra.

Fig.13. Simulacin del circuito usando EWB

Las herramientas de software antes mencionadas son muy apropiadas para resolver circuitos , sin embargo segn Escalante (2011), se pueden encontrar diferencias que pueden ser tomadas en cuenta para elegir el ms conveniente, como se muestra en la Tabla 1

Tabla N1 Esquema comparativo de los simuladores

Programa

Licencia

Orientacin

Instrumentos

virtuales

Soporte para

Otros sistemas

Elaboracin

de PCBs

Pspice

Solo la versin profesional

Uso de esquemticos de Netlist

Generador de seal y osciloscopio

Sistemas digitales y analgicos

No

MATLAB

Si

Resolucin de ecuaciones

No

Multi aplicacin

No

Crocodile Clips

Solo la versin profesional

Uso de esquemticos

Ampermetro y voltmetro

Sistemas digitales y analgicos

No

Solve Elec

Gratuita

Uso de esquemticos

Ampermetro y voltmetro

Sistemas digitales y analgicos

No

PROTEUS

SI

Uso de esquemticos

Generador de funciones,

osciloscopio

Sistemas digitales, analgicos

electromecnicos

Si

EWB

Si

Uso de esquemticos

Multmetro, generador,

osciloscopio, trazador de bode, generador de palabras, analizador lgico y convertidor lgico

Sistemas digitales y sistemas de control

Si

La aplicacin de simuladores es en estos momentos fundamental en la enseanza, analisis y diseo de circuitos elctricos en cualquier institucin de educacin superior ya que permite mostrar al profesor de manera practica el comportamiento de los circuitos, permitiendo al estudiante tener una idea ms amplia de las aplicaciones posibles con el circuito analizado.

2.6.2.Definicion de Conocimiento

El conocimiento es un conjunto de informacin almacenada mediante la experiencia o el aprendizaje (a posteriori) o a travs de la introspeccin ( a priori).Se trata de la posesin de mltiples datos interrelacionados que, al ser tomados por si solos, poseen un menor valor cualitativo. Para el griego Platn, el conocimiento es aquello necesariamente verdadero (episteme), en cambio la creencia y la opinin ignoran la realidad de las cosas, por lo que forman parte del mbito de lo probable y de lo aparente. El conocimiento tiene su origen en la percepcin sensorial, despus llega al entendimiento y se concluye finalmente en la razn. Se dice que el conocimiento involucra cuatro elementos: sujeto, objeto, operacin y representacin interna (el proceso cognoscitivo).La ciencia considera que, para alcanzar conocimiento, es necesario segur un mtodo. El conocimiento cientfico no solo debe ser valido y consistente desde el punto de vista lgico, sino que tambin debe ser probado mediante el mtodo cientfico o experimental. La forma sistemtica de generar conocimiento tiene dos etapas: la investigacin bsica, donde se avanza en la teora y la investigacin aplicada, donde se aplica la informacin. Cuando el conocimiento puede ser transmitido de un sujeto a otro mediante una comunicacin formal, se habla de conocimiento explcito. Si el conocimiento es difcil de comunicar y se relaciona a experiencias personales o modelos mentales, se trata de conocimiento implcito.

El conocimiento a partir de diferentes puntos de vista comenzando por los antiguos griegos en especial Platn y Aristteles. Platn (427-347 a. C.) expresaba que el conocimiento era la posesin inherente de la verdad, una comprensin de la realidad sin haber aprendido de ella por medio de la experiencia sensorial. Para Aristteles (384-322 a. C.), el conocimiento se obtiene a travs de los sentidos, es decir, por medio de la experiencia. Tanto los conceptos de Platn como los de Aristteles han servido como base para el planteamiento de otras teoras actuales

Otras aportaciones sobre el concepto de conocimiento se fueron dando con el paso del tiempo. En los siglos XVII y XVIII apareci el Racionalismo como un movimiento caracterizado por la primaca que dieron a la razn en la fundamentacin del conocimiento. En esta corriente, Descartes expres que la mente y cuerpo son realidades independientes. Spinoza propuso su obra tica demostrada segn el orden geomtrico donde afirma que el universo es idntico a Dios, s, dice que la forma correcta de entender a los hombres, es que son una parte ms de la Naturaleza y que las acciones humanas no se deben analizar con criterios morales, sino como partes necesarias de leyes que rigen elCosmos. Leibniz distingui dos tipos de principios: el de no contradiccin y el de Razn Suficiente y fueron introducidos por l para salvar la libertad de los actos humanos. Ren Descartes, Baruch Spinoza y Leibniz integran la terna de los tres grandes racionalistas del siglo XVII. Su filosofa se vincula con la tradicin escolstica y anticipa la lgica moderna y la filosofa analtica, Leibniz hizo contribuciones a la tecnologa y anticip nociones que ms tarde aparecieron en biologa, medicina, geologa, teora de probabilidades, psicologa, ingeniera y ciencias de la computacin.

En esos mismos siglos apareci en Inglaterra la corriente del Empirismo, en esta corriente, Hobbes no hizo diferencia entre la mente y el cuerpo, sino que, ms bien, aceptaba una nica realidad, la realidad fsica, y explicaba la mente y el alma en funcin de un nico concepto. Locke explica que la experiencia aporta conocimiento a la mente. Hume afirmaba que existan dos clases de contenidos mentales, impresiones e ideas. Las impresiones son percepciones vigorosas y vividas, las ideas son pensamientos y recuerdos; son copias ms dbiles de las impresiones, aunque se derivan de stas.

Tambin, apareci el Trmino Asociacionismo a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX como un principio psicolgico derivado de otros postulados. En esta corriente, Ebbinghaus explic que el desarrollo de una asociacin entre dos acontecimientos mentales se pueden mejor estudiar utilizando estmulos que estuvieran desprovistos de toda asociacin previa.

2.6.3.Enseanza

Definicin de enseanza

Es la accin y efecto de ensear (instruir adoctrinar y amaestrar con reglas y preceptos).Se trata del sistema y mtodo de dar instruccin, formado por el conjunto de conocimientos, principios e ideas que se ensean a alguien.

La enseanza implica la interaccin de tres elementos: el profesor, docente o maestro; el alumno o estudiante; y el objeto de conocimiento. La tradicin enciclopedista supone que el profesor es la fuente del conocimiento y el alumno, un simple receptor ilimitado del mismo. Bajo esta concepcin, el proceso de enseanza es la transmisin de conocimientos del docente hacia el estudiante a travs de diversos medios y tcnicas. Sin embargo para las corrientes actuales como la cognitiva, el docente es un facilitador del conocimiento, acta como nexo entre este y el estudiante por medio de un proceso de interaccin; por lo tanto el alumno se compromete con su aprendizaje y toma la iniciativa en la bsqueda del saber. La enseanza como transmisin de conocimientos se basa en la percepcin, principalmente a travs de la oratoria y la escritura. La exposicin del docente., el apoyo en textos y las tcnicas de participacin y debate entre los estudiantes son algunas de las formas en que se concreta el proceso de enseanza.

Con el avance cientfico, la enseanza ha incorporado las nuevas tecnologas y hace uso de otros canales para transmitir el conocimiento, como el video y la internet. La tecnologa tambin ha potenciado el aprendizaje a distancia y la interaccion mas alla de compartir un mismo espacio fsico.

2.6.4.Aprendizaje

Se denomina aprendizaje al proceso de adquisicin de conocimientos, habilidades, valores y actitudes, posibilitado mediante el estudio, la enseanza o la experiencia. Dicho proceso puede ser entendido a partir de diversas posturas, lo que implica que existen diferentes teoras vinculadas al hecho de aprender. La psicologa conductista, por ejemplo, describe el aprendizaje de acuerdo a los cambios que pueden observarse en la conducta de un sujeto. El proceso fundamental en el aprendizaje es la imitacin (la repeticin de un proceso observado, que implica tiempo, espacio, habilidades y otros recursos). El aprendizaje humano se define como el cambio relativamente invariable de la conducta de una persona a partir del resultado de la experiencia, este cambio es conseguido tras el establecimiento de una asociacin entre un estmulo y su correspondiente respuesta. La capacidad de aprendizaje no es exclusiva de la especie humana, aunque en el ser humano el aprendizaje se constituy como un factor que supera a la habilidad comn de las ramas de la evolucin ms similares. Gracias al desarrollo del aprendizaje, los humanos han logrado alcanzar una cierta independencia de su entorno ecolgico y hasta cambiarlo de acuerdo a sus necesidades.

La pedagoga establece distintos tipos de aprendizaje, por descubrimiento, aprendizaje receptivo, el significativo y el aprendizaje repetitivo.

2.6.3.1 Cuadros comparativos de la teora del aprendizaje

Cuadro N1

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

INSTRUCCION

Sinnimo de

enseanza

Exposicin de

un conocimiento

que el aprendiz

capta, transfiere

y transforma

Sinnimo de

enseanza

Orientada a la creacin de estrategias de

Aprendizaje contextualizadas,

Colaborativas,

Relacionadas con conceptos previos y que faciliten en el aprendiz el desarrollo de procesos cognitivos

Cuadro N2

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

ENSEANZA

Es disponer gradualmente las contingencias de esfuerzos

Es ayudar al estudiante a desarrollar al mximo de sus capacidades

Es un proceso de interaccin donde se crean las condiciones para que se lleve a cabo el aprendizaje significativo.

Foro cultural espacio donde el que aprende y ensea negocian, discuten y comparten no solo conocimientos de tipo conceptual, sino tambin valores, habilidades, actitudes, normas, etc.

Cuadro N3

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

APRENDIZAJE

Es el resultado de la relacin de estmulo respuesta y de las aplicaciones de las contingencias de refuerzo.

Es captar la estructura confrontando situaciones nuevas con anteriores para transferir los aprendizajes

Es adquirir y retener nuevos conocimientos de manera significativa.

Igual que la enseanza

Foro cultural

Cuadro N 4

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

OBJETIVOS

Son establecidos por el docente. Deben ser detallados y expresan la conducta observable que se espera del aprendiz

Son un factor motivante y de orientacin para el aprendiz involucra al docente y al aprendiz en su formulacin.

Deben estar en funcin del comportamiento que se quiere lograr y deben organizarse utilizando el mtodo deductivo

Propone al estudiante como constructor de su propio conocimiento capaz de enriquecerlo y desarrollarlo.

Cuadro N 5

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

SECUENCIAS Y ESTRATEGIAS DE INSTRUCCION

El material se organiza en pequeos pasos aplicando contingencia de refuerzo para que el aprendiz participe activa y exitosamente

Los contenidos estn organizados a los estados de desarrollo planteando tres tipos de presentacin activa, icnica y simblica, utilizando los mtodos inductivo y deductivo en funcin de las necesidades del aprendiz.

El descubrimiento es el factor importante en la planificacin de la instruccin.

El rol del docente es de facilitador del aprendiz, estructura y organiza los contenidos del nuevo material guardando coherencia y secuencialidad con los que ya aprendidos a fin de lograr el aprendizaje con un mnimo de tiempo y esfuerzo.

Las estrategias de enseanza deben estar orientadas hacia la creacin de zonas de desarrollo prximo..

Cuadro N 6

TEORIA

ELEMENTO

CONDUCTIVA

COGNITIVA

CONSTRUCTIVA

AUTOR

SKINNER

BRUNER

AUSUBEL

VYGOTSKY

EVALUACION

Utiliza el criterio de evaluacin y congruencia de logros con objetivos.Utiliza el feedback para reafirmar los aprendizajes en el estudiante

El aprendiz debe conocer inmediatamente su evaluacin tanto cuantitativamente como cualitativamente.

El objetivo final de la evaluacin en el proceso instruccional es continuar como un proceso sistemtico.

Evala todas las fases del proceso de enseanza-aprendizaje, tomando en cuenta los conocimientos y rasgos de personalidad. Enfatiza la necesidad de evaluar objetivos, mtodos y materiales en relacin con los resultados del aprendizaje

Debe ser contextualizado, estar de acuerdo a nuestras metas de aprendizaje y dirigido a procesos en desarrollo a travs de contenidos, de ser posible a valorar la amplitud o potencial de aprendizaje del aprendiz.

2.7.Marco Conceptual

2.7.1.Enseanza-Aprendizaje en el curso de circuitos elctricos y electrnicos

El proceso de enseanza aprendizaje es un proceso estudiado desde hace mucho en la psicologa cognitiva, cuando se refiere a los procesos mentales. Para Kant, el conocimiento no es completamente innato ni es completamente emprico, sino que es construido por el hombre a partir de los datos que le brinda su experiencia, organizndolo en esquemas mediante la aplicacin de reglas universales, una de las races importantes del constructivismo fue la Psicologa de la Gestalt, que fue desarrollada en Alemania a principios del siglo XX por Wrtheimer, Kohler y Kofka aunque se interesaron por el tema de la percepcin tambin se ocuparon del aprendizaje y del pensamiento, segn los gestaltistas, aprendemos cuando comprendemos , cuando se tiene un insight de la situacin, o lo que es lo mismo cuando todos los elementos de esa relacin se presentan en sus relaciones mutuas , segn Kohler. Los gestaltistas sostienen que el proceso de aprendizaje consiste en aprender a percibir los elementos estimulantes y descubrir su organizacin y estructura.

El conocimiento no se genera por una adicin o asociacin de elementos, sino por una reestructuracin de los mismos que les confiere un sentido unitario y significativo, el aprendizaje se produce cuando se comprende el tema, de ah que la comprensin tenga primaca sobre la acumulacin de conocimientos.

Piaget, autor de la teora constructivista del aprendizaje, sostiene que el conocimiento es construido por el hombre como resultado de la interaccin entre la persona y el ambiente, donde el aprendizaje es la adaptacin y los conflictos que tiene que superar en esa adaptacin son los procesos de equilibracion, sta consiste en incorporar informacin proveniente del medio hacia las estructuras internas del sujeto, la acomodacin es el proceso de ajuste o modificacin de las estructuras internas a las caractersticas particulares de los elementos que se asimilan, para Piaget la idea de esquema es la estructura bsica para la construccin del conocimiento, es un sistema organizado de pensamiento que permite representar mentalmente los objetos y acciones del mundo exterior y sirven de referencia para la adquisicin de conocimientos y guiar la conducta humana. Los esquemas no son estticos, sino que estn en constante modificacin como consecuencia de los procesos de acomodacin y asimilacin.

Para Vygotsky, el desarrollo y el aprendizaje presuponen un contexto social y un proceso de interaccin. El desarrollo es un proceso de internalizacin, el aprendizaje va desde el exterior al interior del alumno, este principio recibe el nombre de ley de la doble formacin, el desarrollo y el aprendizaje son interdependientes, aunque el aprendizaje precede al desarrollo. La instruccin debe tener lugar en la zona de desarrollo prximo, distingue tres niveles de conocimiento, la zona de desarrollo real o efectivo, que representa la mediacin social ya internalizada por el sujeto, lo que el individuo hace de modo autnomo, sin ayuda o mediacin de otro, la zona de desarrollo potencial, lo que representa lo que el individuo es capaz de hacer con ayuda de otras personas y la zona de desarrollo prximo, que representa la diferencia entre el desarrollo real del individuo y el desarrollo potencial. El aprendizaje debe concentrarse en la zona de desarrollo prximo, donde tiene lugar el conocimiento y el desarrollo de las habilidades que an no se dominan pero que pueden dominarse fcilmente con instruccin, interaccin y ayudas necesarias.

Bruner, con races gestaltistas afirma que el ltimo objetivo de la enseanza es conseguir que el alumno adquiera la comprensin general de la estructura de un rea del pensamiento, ya que para l los principios fundamentales son la motivacin, la estructura, la secuencia y el reforzamiento. La motivacin es la condicin que predispone al alumno hacia el aprendizaje y su inters solo se mantiene cuando existe una motivacin intrnseca, una motivacin puede ser el instinto innato de la curiosidad por conocer cuando los alumnos estn altamente motivados en un tema, la necesidad de desarrollar sus competencias, mostrando inters por actividades donde tienen xito, la reciprocidad es tambin una motivacin genticamente determinada, supone la necesidad de trabajar cooperativamente con sus semejantes. El conocimiento debe estructurarse de manera ptima para que pueda transmitirse a los alumnos de forma sencilla y comprensible, la estructura de cualquier materia est formada por informacin esencial, por conceptos fundamentales relacionados entre s. Para Bruner la adquisicin de la estructura debe ser el objetivo principal de la enseanza porque hace que el aprendizaje sea ms accesible, ya que proporciona a los alumnos un cuadro general, presenta las ideas de manera simplificada y estructurada haciendo que la retencin sea ms fcil y duradera, propiciando una transferencia adecuada y efectiva, siendo posible el establecimiento de relaciones significativas con otros contenidos, adems de ser un requisito para poder aplicar los conocimientos a la resolucin de problemas. La organizacin y secuencia de los contenidos debe estar acorde con el modo de aprender del alumno, segn Bruner el desarrollo cognitivo atraviesa tres estadios: enactivo, icnico y simblico. En el estado enactivo el conocimiento se presenta en acciones, el estado icnico o figurativo cuando el estudiante es capaz de imaginarse objetos, reemplaza la accin por una imagen o esquema espacial, el estadio simblico cuando puede expresar sus ideas. Bruner defiende el currculo en espiral, en lugar de lineal, donde los alumnos avanzan de manera cerrada hasta conseguir los objetivos de una asignatura, recomienda que el alumno adquiera en un primer momento un ncleo elemental y bsico de una materia, su estructura fundamental y luego volver a ella. Bruner defiende el aprendizaje por descubrimiento lo que implica que el aprendizaje debe ser inductivo, es decir se debe partir de datos, de hechos y de situaciones particulares, experimentando y probando hiptesis, el docente debe estimular a sus alumnos para que sean ellos, por medio del descubrimiento guiado, para que sean ellos los que descubran la asignatura. El reforzamiento favorece el aprendizaje segn Bruner, es necesario aplicar la retroalimentacin para dominar un tema.

2.7.2.Simulacin en circuitos elctricos y electrnicos

En todas las carreras de ingeniera estn el curso de circuitos elctricos y en muchas de ellas est el de circuitos electrnicos, constituyendo estos cursos muy importantes para entender la tecnologa actual, implicando la necesidad de un aprendizaje significativo.

Cmo realizar este proceso de enseanza aprendizaje utilizando las herramientas de simulacin?

El estudio de circuitos elctricos y electrnicos implica conocer el funcionamiento de sus dispositivos en forma individual y en conjunto, para lo cual se necesita calcular las magnitudes fundamentales corriente y voltaje, estos clculos en muchos casos no son sencillos, toman un tiempo para formular las ecuaciones y otro para resolverlas, en la medida que el circuito tiene ms dispositivos, estos clculos son tambin ms complejos, con la posibilidad de no llegar a la solucin exacta.

El analisis y estudio de los circuitos elctricos y electrnicos requiere conocer el tipo de seal, corriente o voltaje en determinado punto para poder conectarse a otro u otros circuitos.

En el caso de circuitos electrnicos, conocer la ganancia, hacer la funcin de transferencia es fundamental; pero los clculos no son rpidos, ni directos.

Los clculos tericos pueden ser muy estrictos; pero si algo falla se deben hacer nuevamente.

En consecuencia todos estos inconvenientes son altamente salvables usando un software de simulacin que realiza en segundos los procesos antes mencionados, lo que permite tomar una decisin ms rpida al usuario en cuanto a la aplicacin que quiere del circuito.

No solo es la cuestin tiempo en clculos, hacer un prototipo para un circuito tambin es arriesgado si no hay clculos muy cuidadosos, con la simulacin previa se pueden hacer los ajustes y mejoras sin gastar en piezas obsoletas.

La simulacin en la enseanza de circuitos deber ser utilizada como una herramienta fundamental para mejorar el proceso cognitivo, para lo cual nos basaremos en las investigaciones de Ausubel, Bruner, Novak. Estos resultados sern adecuados para explicar si la simulacin puede ayudar a generar subsunsores, a generar lazos entre nuevos conocimientos y conocimientos adquiridos y sobre todo a generar una motivacin espontnea en los alumnos, quienes debern ser protagonistas de su conocimiento, guiados hacia objetivos concretos por su profesor.

2.7.3.Aprendizaje significativo

Uno de los estudiosos defensores del constructivismo fue David Ausubel, nacido en Brooklyn, Nueva York, el 25 de Octubre de 1918, Estudio Psicologa en la Universidad de Pensilvania y medicina en la Universidad de Middlesex. Estudi Psiquiatra en la Universidad de Columbia y obtuvo su doctorado en Psicologa del Desarrollo. Entre 1950 y 1966 trabaj en proyectos de investigacin en la Universidad de Illinois, donde investigo y public extensamente sobre psicologa cognitiva. En 1976 fue premiado por la Asociacin Americana de Psicologa por su contribucin a la psicologa de la educacin.

Muri a los 90 aos, una de sus frases ms conocidas es: Si tuviese que reducir toda la psicologa educativa a un solo principio, enunciara este: El factor mas importante que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya sabe. Avergese esto y ensele consecuentemente.

En la dcada de los 70 , el aprendizaje por descubrimiento enunciado por Bruner cobra fuerza, Jerome Seymour Bruner, nacido el 1 de octubre de 1915, ciudad de Nueva York, Estados Unidos, estudio en la Universidad de Duke , ingresando a los 16 aos y se gradu en 1937.Estudio en Harvard , donde obtuvo un PhD en Psicologa en 1941, se enrol en el ejrcito durante la segunda guerra mundial, terminada la guerra , regres a Harvard como profesor e investigador, public una serie de trabajos de investigacin sobre las necesidades de la percepcin, llegando a la conclusin que los valores y las necesidades determinan las percepciones humanas. Sus estudios en el campo de la psicologa evolutiva y la psicologa social estuvieron enfocados en generar cambios en la enseanza que permitieran superar los modelos reduccionistas, mecanicistas, del aprendizaje memorstico centrado en la figura del docente y que impedan el desarrollo delas potencialidades intelectuales de los estudiantes, estos modelos estaban fuertemente ligados a los conductistas, que conductistas, que conceban como receptores pasivos del conocimiento.

En 1960 funda el Centro de Estudios Cognitivos de a Universidad de Harvard, ese ao escribe El proceso de la Educacin, libro que tuvo un fuerte impacto en la formacin poltica de los Estados Unidos e influy en el pensamiento y orientacin del profesorado norteamericano.

En 1963 recibe el premio de la Asociacin de Psicologa, como parte del equipo de investigadores del proyecto MACOS, sobre ciencias del comportamiento.

En 1987 obtiene el Premio Balzan por contribuciones a la mente humana, realiz estudios sobre como la pobreza afectaba severamente la mente humana, incidiendo en la enseanza-aprendizaje y reduca las oportunidades de superacin de aquellos que vivan en los ghettos miserables de las grandes ciudades estadounidenses.

2.7.3.1.Aprendizaje significativo y la enseanza de circuitos elctricos y electrnicos

David Ausubel en su Teora del Aprendizaje Significativo, menciona que el aprendizaje humano va ms all de un simple cambio de conducta, conduce a un cambio en el significado de la experiencia.

Para entender la labor educativa, es necesario tener en consideracin otros tres elementos del proceso educativo: los profesores y su manera de ensear, la estructura de los conocimientos que conforman el currculo y el modo en que este se produce y el entramado social en el que se desarrolla el proceso educativo.

El aprendizaje significativo ocurre cuando una nueva informacin se conecta con un concepto relevante (subsunsor) pre existente en la estructura cognitiva, esto implica que, las nuevas ideas, conceptos y proposiciones pueden ser aprendidos significativamente en la medida en que otras ideas , proposiciones, estables y definidos puedan interactuar con la nueva informacin, por ejemplo en el caso de un tema de circuitos elctricos, para aplicar las Leyes de Kirchoff, el alumno debe contar con los conocimientos previos de la ley de ohm, con el concepto del signo convencional del voltaje a travs de la resistencia, estos son los elementos subsunsores, una vez que se aplican las Leyes de Kirchoff en diversos casos , stas se pueden aplicar para resolver problemas en otros captulos como circuitos de primer orden, de segundo orden, de orden n, y ms adelante en cualquier aplicacin circuital , no necesariamente del curso en particular. Sin embargo para los temas de circuitos de orden n , no solo estn los subsunsores antes mencionados, sino tambin conceptos del curso de Fsica III , donde se dan los conceptos fundamentales del funcionamiento de condensadores , bobinas de inductancia, estos conceptos en conjunto con los desarrollados en el curso de circuitos , permitirn al alumno desarrollar la interaccin entre los conocimientos, tomar los ms relevantes de la estructura cognitiva de manera no arbitraria u sustancial, favoreciendo la diferenciacin, evolucin y estabilidad de los subsunsores pre existentes y consecuentemente de toda la estructura cognitiva.

El aprendizaje mecnico, contrario al aprendizaje mecnico, se produce cuando no hay subsunsores adecuados, de tal forma que la nueva informacin es almacenada arbitrariamente, sin interactuar con conocimientos pre existentes, como por ejemplo cuando se aprendi la Ley de Ohm, las leyes de Kirchoff o las propiedades de las bobinas y condensadores

Ausubel no establece distingos entre aprendizaje significativo y mecnico, sino como un continuum, es ms, ambos tipos de aprendizaje pueden ocurrir en forma simultnea

Esta etapa del aprendizaje para circuitos elctricos se da cuando el alumno formula ecuaciones que relacionan las magnitudes elctricas con el circuito dado.

El aprendizaje mecnico no se da en un vaco cognitivo puesto que debe existir algn tipo de asociacin, pero no en el sentido de una interaccin como en el aprendizaje significativo. El aprendizaje mecnico puede ser necesario en una fase inicial para adquirir conocimiento.

En el caso de los cursos de circuitos, la teora que se utiliza para la resolucin de problemas es muy amplia y tiene muchas variantes, razn por la cual en las clases tericas, el docente expone los conceptos relevantes, procedimientos comprobados, sin embargo segn Ausubel, no necesariamente estos conceptos podran conformar conocimiento significativo.

Para que el material presentado por el profesor sea potencialmente significativo en el curso de circuitos, para el alumno, este debe poseer un significado lgico, debe ser relacionable de forma intencional y sustancial con la idea del captulo del curso y que deben estar en la estructura cognitiva del alumno, cuando el significado potencial , se convierte en contenido cognoscitivo nuevo, diferenciado e idiosincrtico dentro del individuo, quien lo relaciona en forma intencional y sustancial con las ideas correspondientes y pertinentes que se hallan en su estructura interna , entonces este significado adquiere caractersticas inherentes del material que se va aprender y a su naturaleza. El significado personal que el alumno adquiere, no es nico, sino que puede ser compartido por diferentes individuos, siendo estos significados homogneos como para facilitar el entendimiento entre las personas y llegar a los mismos resultados en el caso de problemas numricos, o conclusiones tericas.

2.7.3.2.Tipos de aprendizaje significativo

El aprendizaje significativo no es la simple conexin de la informacin nueva con la ya existente en la estructura cognoscitiva del que aprende, por el contrario, solo el aprendizaje mecnico es la simple conexin, arbitraria y no sustantiva; el aprendizaje significativo involucra la modificacin y evolucin de la nueva informacin, as como de la estructura cognoscitiva involucrada en el aprendizaje.

Ausubel distingue tres tipos de aprendizaje significativo de representaciones, de conceptos y de proposiciones:

Aprendizaje de representaciones

Es el aprendizaje ms elemental del cual dependen los dems tipos de aprendizaje. Consiste en la atribucin de significados a determinados smbolos, Ausubel dice Ocurre cuando se igualan en significado smbolos arbitrarios con sus referentes (objetos, eventos, conceptos) y significan para el alumno cualquier significado al que sus referentes aludan( Ausubel,1983,pag. 46).Este tipo de aprendizaje se da cuando el alumno conoce los dispositivos elctricos y electrnicos, por ejemplo , una resistencia, una bobina, un condensador, cables de conexin, fuentes de poder , probadores de circuitos, dispositivos que van a formar parte del curso, etc.

Aprendizaje de conceptos

Los conceptos se definen como objetos, eventos, situaciones o propiedades de que se posee atributos de criterios comunes y que se designan mediante algn smbolo o signos(Ausubel, 1983,pag.61).Los conceptos son adquiridos a travs de dos procesos. Formacin y asimilacin. En la formacin de conceptos, los atributos de criterio (caractersticas) del concepto se adquieren a travs de la experiencia directa, en sucesivas etapas de formulacin y prueba de hiptesis, en el caso por ejemplo de una resistencia elctrica, en un primer contacto con la resistencia conoce los atributos y a travs de diversas experiencias conocer otros tipos de resistencias por los atributos comunes, con lo cual podr distinguirla en cualquier momento.

Aprendizaje de proposiciones

Es un aprendizaje ms all de la simple asimilacin de lo que representan las palabras, combinadas o aisladas, puesto que exige captar el significado de las ideas expresadas en forma de proposiciones.

El aprendizaje de proposiciones implica la combinacin y relacin de varias palabras cada una de las cuales constituye un referente unitario, luego estas se combinan de forma tal que la idea resultante es la suma de los significados de las palabras componentes individuales, produciendo un nuevo significado que es asimilado a la estructura cognoscitiva. Por ejemplo las leyes de Kirchoff, el principio de superposicin, el teorema de Thevenin , son proposiciones que deben ser asimiladas , que interactan con conceptos adquiridos previamente, es decir poseen significado denotativo ( caractersticas conceptuales) y connotativo ( la carga emotiva, actitudinal e idiosincrtica provocada por los conceptos) que deben ser asimiladas para conformar nuevos significados, como por ejemplo cuando se aplica el Thevenin para diferentes casos o cuando se aplica el principio de superposicin, en este aprendizaje hay que distinguir los casos.

En el aspecto connotativo del aprendizaje de las proposiciones, influye el medio social , el profesor , el aula de clase, la infraestructura, el lenguaje, el medio socioeconmico, en fin todos los aspectos del medio ambiente, las manifestaciones culturales propias, segn Vigotsky.

2.7.3.3.Principio de la asimilacin

Este principio se refiere a la interaccin entre el nuevo material que ser aprendido y la estructura cognoscitiva existente, a la ocurrencia de una reorganizacin entre nuevos y antiguos significados para formar una estructura cognoscitiva diferenciada, este proceso de comparacin propicia la asimilacin.

Se entiende por asimilacin el proceso mediante el cual la nueva informacin es vinculada con aspectos relevantes y pre-existentes en la estructura cognoscitiva, proceso en que se modifica la informacin recientemente adquirida y la estructura pre-existente(Ausubel,1983,pag.71), al respecto Ausubel recalca.: Este proceso de interaccin modifica tanto el significado de la nueva informacin como el significado del concepto o proposicin al cual est afianzada(Ausubel,1983,pag. 120), Ausubel dice tambin que la disolucin de subsunsores conduce a un posterior olvido, el olvido representa una prdida progresiva de disociabilidad de las ideas recin asimiladas respecto a la matriz ideativa a la que estn incorporadas en relacin a la cual surgen sus significados(Ausubel,1983,pag.126). Despus de producirse el aprendizaje significativo como resultado de la interaccin, comienza una nueva etapa de asimilacin a la que Ausubel llama asimilacin obliteradora, en esta etapa las nuevas ideas se vuelven espontnea y progresivamente menos disociables de los subsunsores (ideas ancla), ya que es ms fcil retener los conceptos y proposiciones subsunsores, que son ms estables que recordar las ideas nuevas que son asimiladas en relacin con dichos conceptos y proposiciones. La asimilacin obliterada sacrifica un cierto volumen de informacin detallada y especifica de cualquier cuerpo de conocimientos. La asimilacin obliterada, es una consecuencia de la asimilacin, no significa que el subsunsor vuelva a su forma y estado inicial, sino, que el residuo de la asimilacin obliteradora, es la componente ms estable de la interaccin que es el subsunsor modificado., debemos tener en cuenta que una nueva informacin tambin acta con los subsunsores y depender de la relevancia para que los modifique. Aplicamos las leyes de Kirchoff para resolver circuitos, diversos circuitos; los subsunsores se aplican para plantear el problema, en ese desarrollo aparecen nuevos retos que de alguna manera podran cambiar o modificar los subsunsores segn la relevancia del concepto, estos circuitos se olvidan pero las ideas ancla permanecen. Esta asimilacin segn Piaget se realizara de forma individual para cada individuo segn su herencia gentica, como un resultado de un origen orgnico, biolgico y gentico, en la medida que el individuo se adapta al medio, segn Piaget.

2.7.3.4.Aprendizaje subordinado

Este aprendizaje se presenta cuando la nueva informacin es vinculada con los conocimientos pertinentes de la estructura cognoscitiva previa del alumno, es decir cuando existe una relacin de subordinacin entre el nuevo material y la estructura cognitiva pre-existente, es el tpico proceso de subsuncin.

El aprendizaje de conceptos y proposiciones, involucraba la subsuncin de conceptos y proposiciones potencialmente significativos a las ideas ms generales e inclusivas ya existentes en la estructura cognoscitiva.

Ausubel afirma que la estructura cognoscitiva tiende a una organizacin jerrquica en relacin al nivel de abstraccin, generalidad e inclusividad de las ideas y que la organizacin mental, ejemplifica una pirmide, en que las ideas ms inclusivas se encuentran en el pice, e incluyen ideas menos amplias (Ausubel, 1983, pag.121).

El aprendizaje subordinado puede a su vez ser de dos tipos: Derivativo y Correlativo.

El aprendizaje derivativo ocurre cuando el material es aprendido y entendido como un ejemplo especifico de un concepto ya existente, por ejemplo del principio de superposicin aplicado a la electricidad, confirma o ilustra una proposicin general previamente aprendida. El significado del nuevo concepto surge sin mucho esfuerzo, debido a que es directamente derivable o est implcito en un concepto o proposicin ms inclusiva ya existente en la estructura cognitiva, el principio de superposicin nos brinda una alternativa facilitadora de solucin de problemas de circuitos, a las leyes de Kirchhoff, se aplica fcilmente segn las reglas dadas ilustra conceptos generales previamente aprendidos.

El aprendizaje subordinado es correlativo, si es una extensin, elaboracin, modificacin o limitacin de proposiciones previamente aprendidas (Ausubel. 1983, pag.47).En este caso la nueva informacin tambin es integrada con los subsunsores relevantes ms inclusivos pero su significado no es implcito por lo que los atributos de criterio del concepto incluido pueden ser modificados. Este es el tpico proceso a travs del cual un nuevo concepto es aprendido, por ejemplo para hallar la mxima transferencia de potencia aplicamos primero el Thevenin del circuito que es un concepto subordinado con el que se halla el circuito equivalente el cual muestra la resistencia Thevenin , que es la que se usa para hacer la resistencia equivalente para mxima transferencia de potencia, el subsunsor como hallar el Thevenin equivalente facilita el hallazgo de la resistencia de carga para mxima transferencia. Sera muy difcil hallar la resistencia de carga sin el Thevenin como aprendizaje subordinado. El nuevo concepto de mxima transferencia de potencia no es ms inclusivo ni ms especfico, sino que se puede considerar que tiene algunos atributos de criterio en comn con ellos, porque estos conceptos fueron aprendizajes derivativos y correlativos.

La motivacin para estos aprendizajes por parte del alumno ,segn Piaget no es manipulable directamente por el profesor, sino que la enseanza debe permitir que el estudiante manipule los objetos de su ambiente, los descubre y les encuentre sentido, experimentando hasta que encuentren diferencias lgicas, para hallar nuevos esquemas y estructuras mentales, y sienta inters por aprender, Piaget y Ausubel coinciden en la asimilacin y en la acomodacin de conceptos relacionndolos con conceptos previamente adquiridos y a la vez relacionndolos con nuevas situaciones.

2.7.3.5.Aprendizaje supraordinado

Este aprendizaje ocurre cuando una nueva proposicin se relaciona con ideas subordinadas especificas ya establecidas, tienen lugar en el curso del razonamiento inductivo o cuando el material expuesto implica la sntesis de ideas componentes(Ausubel,1983, pag.83) por ejemplo cuando se solucionan problemas de circuitos mediante la transformada de Laplace, este concepto de la transformada se aplica sobre todos los subsunsores preestablecidos. La idea supraordinada se define mediante un conjunto nuevo de atributos de criterio que abarcan las ideas subordinadas, El hecho que el aprendizaje supraordinado se torne subordinado en determinado momento, confirma que la estructura cognitiva es modificada constantemente, pues el individuo puede estar aprendiendo nuevos conceptos por subordinacin y a la vez estar realizando aprendizajes supraordinados , como en el ejemplo de la transformada de Laplace, luego puede ocurrir lo inverso resaltando la caracterstica dinmica de la evolucin de la estructura cognitiva.

2.7.3.6.Aprendizaje combinatorio

Este tipo de aprendizaje se caracteriza por que la nueva informacin no se relaciona de manera subordinada, ni supraordinada, ni supraordinada con la estructura cognoscitiva previa, sino se relaciona de manera general con aspectos relevantes de la estructura cognoscitiva. Es como si la nueva informacin fuera potencialmente significativa con toda la estructura cognoscitiva.

Este aprendizaje se da cuando los contenidos relevantes estn dados en forma muy general, por ejemplo la ley de ohm, si solamente la ley do ohm la usramos para resolver circuitos complejos sera casi imposible, ya que la ley de ohm por s sola no aplica por lo tanto, se tiene la necesidad de conectar con otros subsunsores relevantes y significativos para solucionar un problema complejo.

2.7.3.7.Diferenciacion progresiva y reconciliacin integradora

En el proceso de la asimilacin las ideas previas existentes en la estructura cognitiva se modifican adquiriendo nuevos significados. Produce una elaboracin adicional jerrquica de los conceptos o proposiciones (Ausubel, 1983, pag.539) dando lugar a una diferenciacin progresiva. Este concepto se presenta durante la asimilacin, pues los subsunsores estn siendo reelaborados y modificados constantemente, adquiriendo nuevos significados, es decir progresivamente diferenciados, este proceso se presenta generalmente en el aprendizaje subordinado, especialmente en el correlativo.

Si durante la asimilacin de las ideas ya establecidas en la estructura cognitiva son reconocidas y relacionadas en el curso de un nuevo aprendizaje posibilitando una nueva organizacin y la atribucin de un significado nuevo, a este procedimiento se le podr denominar segn Ausubel, reconciliacin integradora, este proceso se presenta durante los aprendizajes supraorinados y combinatorios, pues demandan de una recombinacin de los elementos ya existentes en la estructura cognitiva.

La diferenciacin progresiva y la reconciliacin integradora son procesos dinmicos que se presentan durante el aprendizaje significativo. La estructura cognitiva se caracteriza por lo tanto, por presentar una organizacin dinmica de los contenidos aprendidos. segn Ausubel, la organizacin de estos para un rea determinada del saber en la mente del individuo tiende a ser una estructura jerrquica en las que las ideas ms inclusivas se sitan en la cima y sucesivamente incluyen proposiciones, conceptos y datos menos inclusivos y menos diferenciados.

Todo aprendizaje producido por la reconciliacin integradora tambin dar una mayor diferenciacin de los conceptos o proposiciones ya existentes pues la reconciliacin integradora es una forma de diferenciacin progresiva presente durante el aprendizaje significativo.

La diferenciacin progresiva puede provocarse presentando al inicio del proceso educativo, las ideas ms generales e inclusivas que sern enseadas, para diferenciarlas paulatinamente en trminos de detalles y especificidad, por ello se puede afirmar que: Es mas fcil para los seres humanos captar aspectos diferenciados de un todo inclusivo previamente aprendido, que llegar al todo a partir de sus componentes diferenciados ya que la organizacin de los contenidos de una cierta disciplina en la mente de un individuos una estructura jerrquica ( Ahumada, 1983, pg.87).La programacin de los contenidos no solo debe proporcionar una diferenciacin progresiva sino tambin debe explorar explcitamente los vnculos entre conceptos y relaciones, para resaltar las diferencias y similitudes importantes, para luego reconciliar las incongruencias reales o aparentes.

La diferenciacin progresiva y la reconciliacin integradora son procesos estrechamente relacionados a medida que el aprendizaje ocurre. En el aprendizaje subordinado se presenta una asimilacin (subsuncin) que conduce a una diferenciacin progresiva del concepto o proposicin subsunsor; mientras que en aprendizaje supraordinado y en el combinatorio a medida que las nuevas informaciones son adquiridas, los elementos ya existentes es la estructura cognitiva pueden ser precisados, relacionados y adquirir nuevos significados, esto es la reconciliacin integradora.

En conclusin para lograr el aprendizaje significativo el alumno necesita significatividad lgica del material, es decir organizado en una secuencia lgica de conceptos, significatividad psicolgica del material, es decir el alumno debe ser capaz de conectar el nuevo material con los conceptos previos, acomodndose a sus estructuras cognitivas, actitud favorable del alumno, ya que el aprendizaje no puede darse si no hay inters.

El aprendizaje significativo es cuando el nuevo conocimiento adquiere significado a la luz del conocimiento previo. Bruner coincide plenamente con lo mencionado, agregando que se debe premiar al alumno.

2.7.4.Bruner y el crecimiento cognoscitivo

Jerome Bruner, nacido en New York, el 1 de octubre de 1915, un psiclogo del desarrollo, formul una teora del crecimiento cognoscitivo que postula: El desarrollo del funcionamiento intelectual del hombre desde la infancia hasta toda la perfeccin que puede alcanzar est determinado por una serie de avances tecnolgicos en el uso de la mente( Bruner, 1964, pag.1).Estos avances tecnolgicos dependen de las mayores facilidades lingsticas y de la exposicin a la educacin sistemtica,( Bruner, 1966). Segn Bruner (1964) hay tres formas de representar el conocimiento y aparecen en una secuencia de desarrollo: en acto, icnico y simblico. La representacin en acto consiste en las pruebas motoras, los modos de manipular el medio, conectar resistencias, medir la corriente que fluye por un circuito elctrico, verificar la ganancia de corriente en un transistor, etc. La representacin icnica es la imgenes mentales sin movimiento, los alumnos pueden pensar en la carga almacenada en un condensador en un circuito sin visualizar dicho circuito, pueden imaginar la descarga hacia otro circuito, lo hacen mentalmente y reflexionan en sus propiedades sin remitirse a su funcin o finalidad, por ejemplo no piensan que puede ser el flash de una cmara fotogrfica por ejemplo. La representacin icnica permite reconocer objetos cuando han sufrido alteraciones menores por ejemplo cuando no funciona un circuito, verificar las conexiones. La representacin simblica emplea sistemas de smbolos para codificar la informacin, utilizando el lenguaje y la notacin matemtica, estos conceptos permiten hacer conceptos abstractos, los cuales pueden ser modificados y luego expresarse verbalmente, cuando los alumnos al resolver un circuito manualmente, plantean las leyes de circuitos, ecuaciones, para llegar a una respuesta que se puede interpretar verbalmente. Este modo simblico es el ltimo en desarrollarse y se convierte en el preferido, aunque se mantiene la capacidad de los modos actual e icnico, para resolver un problema, determinamos las condiciones iniciales, dibujamos el sentido de la corriente, hacemos las ecuaciones y resolvemos aplicando las propiedades. Bruner en su Realidad Mental, Mundos posibles, se refiere a dos modalidades de pensamiento, de funcionamiento lgico cognitivo, dos modalidades de pensamiento y cada una de ellas brinda modos caractersticos de ordenar la experiencia, de construir la realidad. Las dos (si bien son complementarias) son irreductibles entre s. Los intentos de reducir una modalidad a la otra o de ignorar una a expensas de la otra hacen perder inevitablemente la rica diversidad que encierra el pensamiento. Estas dos maneras de conocer tienen principios funcionales propios y sus propios criterios de correccin, difieren en sus procedimientos de verificacin. Un buen relato y un argumento bien construido son clases naturales diferentes. Los dos pueden usarse como un medio para convencer a otro. Empero aquello de lo que convencen es completamente diferente: los argumentos convencen de su verdad, los relatos de su semejanza con la vida. En uno la verificacin se realiza mediante procedimientos que permiten establecer una prueba formal y emprica, en el otro no se establece la verdad sino la verosimilitud, se ha afirmado que uno es un perfeccionamiento o una abstraccin del otro, pero esto debe ser falso o verdadero tan solo en la manera menos esclarecedora, a pesar de todo lo dicho (verdadero o ficcional) es juzgado por sus mritos. Muchas hiptesis cientficas y matemticas comienzan siendo pequeas historias o metforas, pero alcanzan su madurez cientfica mediante un proceso de verificacin, formal o emprica, La creacin de la hiptesis (a diferencia de la verificacin de la hiptesis) sigue siendo un misterio cautivante, tanto ms cuando filsofos como Karl Popper, afirman que la ciencia consist