desarrollo de un ambiente virtual de aprendizaje …
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DESARROLLO DE UN AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAJE MEDIANTE LA APLICACIÓN DE UN MODELO DE DISEÑO INSTRUCCIONAL PARA LA ENSEÑANZA
DEL CURSO SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
LUIS FELIPE ARCHILA SANA YEYSON ALEXANDER PARRA VALENCIA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C.
2015
DESARROLLO DE UN AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAJE MEDIANTE LA APLICACIÓN DE UN MODELO DE DISEÑO INSTRUCCIONAL PARA LA ENSEÑANZA
DEL CURSO SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
LUIS FELIPE ARCHILA SANA YEYSON ALEXANDER PARRA VALENCIA
Trabajo de grado para optar por el título de ingeniero mecánico
Asesor Ing. Luini Leonardo Hurtado Cortes
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C.
2015
3
CONTENIDO
RESUMEN ......................................................................................................................... 7
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 9
1. CURSO DE SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL EN EL PROYECTO
CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA .................................................................. 11
1.1 IMPORTANCIA Y DESARROLLO DEL CURSO ....................................................... 11
1.2 LAS TIC’S COMO HERRAMIENTA PEDAGÓGICA EN EL PROCESO DE
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE ......................................................................................... 14
1.3 DIAGNÓSTICO ACERCA DEL USO DE LAS TIC’S EN EL CURSO ........................ 16
1.4 JUSTIFICACIÓN DEL USO DE LAS TIC’S COMO APOYO AL CURSO .................. 21
2. CONCEPTOS NECESARIOS PARA DESARROLLAR EL AMBIENTE VIRTUAL DE
APRENDIZAJE ................................................................................................................ 24
2.1 TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN ........................................ 24
2.2 DISEÑO INSTRUCCIONAL ...................................................................................... 25
2.2.1 Modelo ADDIE ........................................................................................................ 25
2.2.2 Competencias en educación ................................................................................... 27
2.2.3 Análisis funcional .................................................................................................... 27
2.2.4 Teorías educativas ................................................................................................. 28
2.2.5 Estilos de aprendizaje de Felder y Silverman ......................................................... 30
2.3 AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAJE ................................................................ 32
2.4 OBJETO VIRTUAL DE APRENDIZAJE .................................................................... 33
3. ANÁLISIS Y DISEÑO DEL MODELO INSTRUCCIONAL ADDIE PARA EL CURSO
SDC 36
3.1 FASE DE ANÁLISIS ................................................................................................. 36
3.2 FASE DE DISEÑO .................................................................................................... 40
4. DESARROLLO DEL MODELO INSTRUCCIONAL ADDIE PARA EL CURSO SDC .. 56
4.1 FASE DE DESARROLLO ......................................................................................... 56
4
5. IMPLEMENTACIÓN Y EVALUACIÓN DEL MODELO INSTRUCCIONAL ADDIE PARA
EL CURSO SDC .............................................................................................................. 67
5.1 FASE DE IMPLEMENTACIÓN.................................................................................. 67
5.2 FASE DE EVALUACIÓN........................................................................................... 70
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 72
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 74
ANEXOS ......................................................................................................................... 77
5
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Resultados de encuesta para identificación del uso de las TIC’s ...................... 17
Figura 2. Estructura semántica del propósito principal ..................................................... 28
Figura 3. Módulos y unidades de aprendizaje del curso SDC .......................................... 39
Figura 4. Relación consecuencia-causa para el análisis funcional ................................... 44
Figura 5. Estructura general del mapa funcional .............................................................. 45
Figura 6. Mapa funcional de las unidades 1 ..................................................................... 47
Figura 7. Estructura Jerárquica de contenido para las unidades 1 ................................... 48
Figura 8. Análisis de los estilos de aprendizaje según Felder y Silverman ....................... 50
Figura 9. Esquema para objetos de aprendizaje .............................................................. 52
Figura 10. Plataforma Moodle de la Facultad Tecnológica ............................................... 55
Figura 11. Metadatos de la unidad 1 ................................................................................ 59
Figura 12. Contenido base de la unidad 1 en Exelearning ............................................... 60
Figura 13. Recursos didácticos para el tema concepto de sistema .................................. 61
Figura 14. Modelo matemático elaborado con la tableta digitalizadora ............................ 62
Figura 15. Recursos didácticos para el tema clasificación de los sistemas ...................... 62
Figura 16. Material complementario para la unidad 1 ...................................................... 63
Figura 17. Mapa mental para introducir el OVA de la unidad 1 ........................................ 65
Figura 18. Interfaz de curso en Moodle ............................................................................ 68
Figura 19. Implementación de actividades y recursos para la unidad 1 ........................... 69
Figura 20. Comprobación del paquete SCORM para la unidad 1 ..................................... 69
6
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Ventajas de implementar las TIC’s en las aulas ................................................. 22
Tabla 2. Estilos de aprendizaje según Felder y Silverman ............................................... 30
Tabla 3. Datos generales del curso SDC ......................................................................... 42
Tabla 4. Sumilla del curso SDC ....................................................................................... 42
Tabla 5. Objetivo del curso SDC ...................................................................................... 43
Tabla 6. Competencia especifica de la unidad 1, en relación con los dominios y categorías
de aprendizaje de la taxonomía de Bloom ....................................................................... 45
Tabla 7. Contenidos de aprendizaje para la unidad 1 ...................................................... 46
Tabla 8. Indicadores de logro de la unidad 1 ................................................................... 47
Tabla 9. Matriz de programación de los contenidos de aprendizaje de la unidades 1 ...... 49
Tabla 10. Medios y materiales educativos para el docente y el educando ....................... 53
Tabla 11. Fuentes bibliográficas ...................................................................................... 54
Tabla 12. Contenidos de aprendizaje para la unidad 1 .................................................... 57
7
RESUMEN
El presente documento describe el desarrollo de las etapas para la construcción de un
Ambiente Virtual de Aprendizaje (AVA), a partir de la aplicación del modelo ADDIE
(Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación) de Diseño Instruccional (Mc
Griff, 2000). Obteniendo los productos de cada fase: programa preliminar, silabo, objetos
virtuales de aprendizaje e instrumentos de evaluación y curso implementado en la
plataforma virtual Moodle.
Se tomó como caso de estudio el curso de Sistemas Dinámicos y de Control (SDC) del
Proyecto Curricular de Ingeniería Mecánica de la Universidad Distrital Francisco José de
Caldas, Facultad Tecnológica, con el objetivo de potenciar el proceso de enseñanza-
aprendizaje para este curso.
Para llevar a cabo el ambiente virtual de aprendizaje se desarrollaron cada una de las
fases del modelo ADDIE de diseño instruccional. Inicialmente, se comenzó recolectando
información sobre el curso como el contexto académico, el contenido y objetivos del curso,
conocimientos previos de los estudiantes e infraestructura presente en la Universidad
Distrital para obtener como resultado de la fase de análisis el contenido programático
preliminar que habrá de incluirse en el curso de SDC.
A continuación, en la fase de diseño se estableció la estructura del sílabo para el curso.
Utilizando para ello la metodología para la microprogramación del sílabo a partir de
competencias. Se escogió la plataforma interactiva o sistema de gestión de aprendizaje
donde se implementó el Ambiente virtual de Aprendizaje. Posteriormente, en la fase de
desarrollo se construyeron los objetos virtuales, recursos didácticos (mapas mentales) y
se confeccionaron los instrumentos de evaluación para cada unidad de aprendizaje
estructurando el Ambiente Virtual de Aprendizaje (AVA).
Luego, en la fase de implementación se cargaron y organizaron en la plataforma
interactiva o LMS Moodle cada uno de los recurso didácticos; Objetos Virtuales de
Aprendizaje, mapas mentales e instrumentos de evaluación, obtenidos en la fase de
8
desarrollo y se comprobó el correcto funcionamiento y ejecución de los mismos a través
de pruebas de rendimiento.
Finalmente, en la fase de evaluación, se elaboró una revisión sistemática de las etapas
anteriores, finalizando con la evaluación formativa, llevada a cabo en cada una de las
fases del modelo ADDIE y se realizó una prueba piloto que garantizó el correcto
desempeño del AVA para gestionar y fomentar los procesos de enseñanza aprendizaje.
Por último, se creó una encuesta para recoger las percepciones de futuros estudiantes
que permita mejorar y actualizar el curso.
La implementación de un Ambiente Virtual de Aprendizaje para el curso Sistemas
Dinámicos y de Control (SDC) se hizo con el propósito de proporcionar un pequeño aporte
a las políticas planteadas en el Plan Estratégico de Desarrollo 2007-2016 “Saberes,
Conocimientos e Investigación de Alto Impacto para el Desarrollo Humano y Social” y al
Plan estratégico de Incorporación de Tecnologías de la información y comunicación de la
Universidad Distrital (PlanEsTic-UD).
9
INTRODUCCIÓN
La integración de las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC’s) en la sociedad y
especialmente en el ámbito académico ha ido creciendo vertiginosamente en los últimos
años. Por tal motivo, su utilización ha pasado a ser una necesidad para los maestros, ya
que contribuyen a mejorar los métodos al introducir las TIC’s con nuevos conceptos
orientados a hacer más dinámico, más flexible y más creativo el proceso de enseñanza-
aprendizaje en las escuelas y universidades.
De este modo, el proceso académico debe adaptarse a los cambios tecnológicos,
convirtiendo a las TIC’s en pieza fundamental en este objetivo. Dentro de este contexto se
incluyen los Ambiente Virtual de Aprendizaje como herramientas que cualifican el proceso
de comunicación entre docentes y estudiantes, brindando un espacio de aprendizaje
guiado y personalizado, basado en el estilo de aprendizaje propio de cada alumno.
Por tanto, los contenidos deben ser altamente interactivos y dialógicos, la dirección debe
ser determinada por el aprendiz y la evaluación pasa a ser mucho más subjetiva ya que
no depende de criterios cuantitativos únicamente, puesto que en su lugar se evalúan
cualitativamente los procesos, teniendo en cuenta las características propias de cada
estudiante, su ritmo de aprendizaje, disponibilidad, etc.
Siguiendo con la implementación de las TIC’s en el entorno educativo. Las Instituciones
de Educación Superior (IES) han ido incluyendo dentro de sus procesos de formación el
uso de herramientas ofrecidas por las TIC’s, como parte integral de los procesos de
capacitación y formación técnica, tecnológica, profesional y posgradual. Dando origen a
un abanico de opciones de educación mediada por las TIC’s tanto formal como informal.
La pertinencia en la usabilidad de las TIC’s, van desde una propuesta de programas
virtuales, hasta programas con apoyo virtual y acompañamiento a la formación presencial.
En tanto que, la Universidad Distrital ha abordado el uso de las TIC’s, en los procesos de
enseñanza, en forma progresiva y sistemática a través de planes estratégicos de
incorporación como el PlanEsTic-UD, de igual modo el interés de directivos, docentes,
estudiantes y en especial en lo referente al uso de plataformas LMS (Learning
10
Management System), que para el caso de la Facultad Tecnológica se basa en la
aplicación web de distribución libre de tipo Ambiente Virtual de Aprendizaje conocida con
el nombre de Moodle.
El presente trabajo de grado se ha planteado y desarrollado con el fin de hacer un aporte,
al proceso de formación mediado por las Tecnologías de Información y Comunicación y al
Plan Estratégico de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas para el Desarrollo
2007-2016 “Saberes, Conocimientos e Investigación de Alto Impacto para el Desarrollo
Humano y Social”, donde se han definido políticas, estrategias y programas orientados al
apoyo y desarrollo del uso de las TIC’s, frente a los procesos académicos y
administrativos, teniendo como base para ello el diseño instruccional como un enfoque
pedagógico novedoso, acorde con el desarrollo tecnológico actual.
11
1. CURSO DE SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL EN EL PROYECTO
CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA
En este capítulo se presenta la descripción del curso actual de Sistemas Dinámicos y de
Control del Proyecto Curricular de Ingeniería Mecánica, se exponen los temas previstos
en el curso, la metodología que usa el docente a lo largo del semestre y los criterios de
evaluación que verifican los objetivos o logros alcanzados por los estudiantes.
Igualmente, se menciona la importancia de esta disciplina en el contexto de la ingeniería
mecánica, enfatizando la aplicación que tienen los sistemas de control automático en la
industria y como día a día se vuelven indispensables para la sociedad.
A continuación, se describe el uso pedagógico de las Tecnologías de Información y
Comunicación en la educación y su aporte como herramienta didáctica, resaltando el poco
conocimiento que tienen los estudiantes sobre estas, debido a su carencia en el curso.
Por lo cual, se implementan dichas herramientas para contribuir a la formación de los
alumnos y las políticas de desarrollo universitarias.
1.1 IMPORTANCIA Y DESARROLLO DEL CURSO
“En los últimos años, los sistemas de control han asumido un papel cada vez más
importante en el desarrollo y avance de la civilización moderna y la tecnología.
Prácticamente, cada aspecto de las actividades de nuestra vida diaria está afectado por
algún tipo de sistema control. Los sistemas de control se encuentran en gran cantidad en
todos los sectores de la industria, tales como control de calidad de los productos
manufacturados, líneas de ensamble automático, control de máquinas-herramientas,
tecnología espacial y sistemas de armas, control por computadora, sistemas de transporte,
sistemas de potencia, robótica, procesos químicos y biológicos, agroindustria y muchos
otros ” (Kuo & Golnaraghi, 2010).
Entre las aplicaciones más habituales de los sistemas de control se encuentran las
siguientes: Control de la concentración de un producto en un reactor químico, control de la
12
velocidad en ralentí de un motor, control de temperatura de un horno eléctrico, control de
nivel de un tanque, control de presión de un recipiente, control automático de la
navegación de un avión, etc. Son muchos los campos en donde los sistemas de control
están presentes.
Es por ello que, se atribuye que los sistemas de control sean un área multidisciplinar y
transversal a las ingenierías y a otras ciencias. Debido a las diversas aplicaciones que
tienen los sistemas de control en los diferentes entornos industriales es importante desde
el punto de vista profesional que el ingeniero mecánico esté familiarizado con la teoría y
práctica del control automático, pues son muchas las labores en las que se podría
desempeñar competentemente.
En la actualidad, a nivel investigativo existen numerosos grupos de universidades y
empresas que diseñan y desarrollan nuevos sistemas de control para aplicaciones
complejas. “Desde robots dotados con instrumentación avanzada (sensores de visión, de
fuerza, etc.) que son controlados de forma autónoma o de forma remota para llevar a
cabo operaciones médicas (laparoscopia) u operaciones en medios peligrosos
(manipulación en centrales nucleares) o actuaciones en espacios físicos reducidos (robots
limpiando o reparando tuberías de distribución de agua). Todos estos robots llevan
sofisticados sistemas de control avanzado” (Quevedo, 2015).
En la Universidad Distrital grupos de investigación como ROMA (Robótica Móvil
Autónoma), trabaja con miras a solucionar algunos de los retos a futuro del control
automático, como la consecución de controladores robustos para la guía automática de
vehículos en autopistas o carreteras, de forma que la acción del conductor sobre el
volante, freno y acelerador quedará reemplazado por el sistema de control automático,
con la consiguiente comodidad del conductor, con la posibilidad de incrementar el número
de vehículos que circulan a la vez y permitiendo reducir el número de accidentes.
Actualmente, la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas
en el proyecto curricular de Ingeniería Mecánica ofrece a los estudiantes el curso de
Sistemas Dinámicos y de Control, que se encuentra en el plan de estudios de la carrera
en el séptimo semestre. Esta materia es de vital importancia para el ingeniero mecánico,
13
puesto que, como lo indica el perfil profesional, debe poseer la habilidad de seleccionar,
calcular, operar, y mantener sistemas básicos de control ya sea para: procesos modernos
de fabricación, u operaciones industriales que requieran el control de temperatura, presión,
humedad, flujo, etc.
Por consiguiente, es necesario que el ingeniero mecánico obtenga estas capacidades
necesarias en la industria. Además, el estudio de los sistemas de control requiere de una
comprensión básica de los sistemas dinámicos, así como una mejor apreciación y
utilización de las leyes fundamentales de la física. Con lo cual, se fomentan otras
habilidades esenciales desarrolladas en las carreras de ingeniería.
El curso de Sistemas Dinámicos y de Control forma parte del núcleo de estudios
profesionales, se clasifica como obligatorio básico y es de carácter teórico-práctico.
Permite retomar conocimientos adquiridos de los cursos ya vistos como: ciencias básicas
(matemáticas y física) estática, dinámica, termodinámica, mecánica de fluidos,
electrotecnia, y química (reacciones), necesarios para modelar y analizar sistemas físicos,
en los cuales se implementa el sistema de control, mediante el manejo de herramientas
de hardware y software que el estudiante va adquiriendo en el transcurso de la carrera.
Esta materia se inicia con la introducción teórica de los conceptos básicos, un recuento de
los contenidos necesarios de cursos anteriores de ciencias básicas y de los principios de
modelamiento de los sistemas físicos. Posteriormente, se aplica el procedimiento para
obtener modelos matemáticos. Paralelamente, el estudiante tiene la oportunidad de
comprobar el comportamiento dinámico mediante herramientas computacionales para la
simulación, llevada a cabo con prácticas en la sala de software aplicado.
Luego se presenta el método operacional de la transformada de Laplace para obtener
funciones de transferencia. Se analiza la respuesta ante funciones o señales de entrada
características en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia, y se aborda el
concepto de estabilidad en los sistemas. En seguida, se explican las teorías necesarias
para manipular sistemas conformados por varias variables, obteniendo el modelo
matemático o representación en el espacio de estados correspondiente.
14
Seguidamente, se realiza la introducción de los conceptos básicos para el control
automático, se expone la configuración del sistema de control utilizando diagramas de
bloques. Consecutivamente, se presenta el diseño, aplicación y ajuste de controladores
PID análogos y digitales, mediante el uso de herramientas computacionales de simulación.
Más adelante, se enseña el método de diseño de controladores por Retroalimentación del
Vector de Estado (RVE), mediante la asignación de valores propios. Finalmente, como
complemento al método de diseño de controladores por RVE, se aborda el diseño de
controladores óptimos analógicos y digitales, que mejoran el comportamiento de los
sistemas controlados.
La metodología desarrollada durante un semestre en este curso, por parte del docente se
basa en el método tradicional para las horas de clase teórica, en cuanto a las horas de
clase práctica, se utiliza la sala de software aplicado donde se realizan los laboratorios de
simulación. Esta metodología se fundamenta en clases magistrales, la entrega de talleres
y cuestionarios, la elaboración de un proyecto aplicado y una evaluación final, que se
distribuyen en una escala de 100%, dividió en tres cortes correspondientes a 35% primer
corte, 35% segundo corte y 30% examen final.
Ya que el curso se compone de temas complejos con cierto grado de dificultad, que
dependen de conocimientos, teorías y conceptos matemáticos o físicos específicos, se
requiere de espacios de discusión y tiempo de asesorías que escapan de los asignados
por la universidad. Por lo que, es necesario hacer uso de espacios o ambientes virtuales
con recursos didácticos que faciliten el proceso cognoscitivo de los estudiantes y a la vez
contribuya o apoyen la labor docente, manteniendo canales de comunicación que
expandan el proceso académico fuera del aula.
1.2 LAS TIC’S COMO HERRAMIENTA PEDAGÓGICA EN EL PROCESO DE
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
Es claro que la pedagogía es un elemento inherente a la labor docente, pues es un factor
determinante a la hora de transmitir los conocimientos de forma clara y comprensible para
los estudiantes. Para ello, la incorporación de tecnologías como herramientas
pedagógicas tiene un papel significativo cuando de educación se habla. En la actualidad
15
los procesos de enseñanza-aprendizaje tradicionales están siendo reemplazados por el
aprendizaje electrónico o e-learning, por lo cual los métodos de enseñanza se están
modificando.
“La alianza entre la tecnología, la información y el conocimiento se ha dado de una
manera fundamental para el entorno laboral y personal de cualquier profesional, no
obstante, cada día se originan innovaciones tecnológicas que demandan la constante
actualización del conocimiento. Por ello, el ámbito educativo requiere estar a la
vanguardia de esos cambios. Las posibilidades de enseñanza-aprendizaje, que permiten
las TIC’s, como herramientas didácticas y pedagógicas son muchas, lo que hace que las
instituciones educativas, deben ir de la mano con ellas” (Gómez Mercado & Oyola
Mayoral, 2012).
Es así como los procesos de incorporación de Tecnologías de Información y
Comunicación en la educación, se han convertido para las instituciones educativas, en un
asunto formal y esencial en su actividad académica. El cual desarrollado de una manera
coordinada y progresiva, permite inevitablemente fortalecer la calidad educativa,
mejorando notablemente la productividad de las personas involucradas activamente. Por
lo cual, se ha creado la necesidad de desarrollar diversas metodologías para facilitar y
complementar los procesos tanto de enseñanza como de aprendizaje en diversas áreas
del conocimiento.
Las Tecnologías de información y Comunicación aplicadas al ámbito educativo han sido
un método innovador que se está utilizando desde hace poco tiempo. Por ende, se debe
tener presente que las TIC’s por si solas no generan conocimiento, por lo que es
necesario que los profesores diseñen estrategias metodológicas para identificar las
necesidades específicas de aprendizaje de los discentes en un contexto determinado.
En consecuencia, “la incorporación de las TIC’s en el proceso de enseñanza y
aprendizaje significa un cambio de paradigmas tanto para quienes enseñan, como para
los alumnos que aprenden, debido a que no se trata de sustituir al profesor o reemplazar
las clases magistrales por medio de alguna herramienta electrónica, por el contrario,
significa un cambio de actitud y de rol de ambas partes. Es así como se podrá hacer uso
16
de las TIC’s para ampliar o fortalecer aquellas temáticas que presentan un alto nivel de
complejidad o por el contrario, pueden ser vistas sin necesidad de una asistencia
presencial, por otro lado, permite que los estudiantes paulatinamente asuman el control
en la construcción de su propio conocimiento, generando autonomía y capacidad de
autoaprendizaje; en sí, el proceso cognitivo girará en torno al aprendizaje y no a la
transmisión” (Zapata Puerta & Recaman Chaux, 2011).
No cabe duda del alto potencial que ofrecen las Tecnologías de información y
Comunicación y su aplicación en el entorno educativo, como herramienta pedagógica y
didáctica para fortalecer la metodología de los docente a la hora de impartir un curso,
puesto que “estas tecnologías permiten al maestro revelar al alumno nuevas dimensiones
de sus objetos de enseñanza (fenómenos del mundo real, conceptos científicos o
aspectos de la cultura) que su palabra, el tablero y el texto le han impedido mostrar en su
verdadera magnitud” (Ministerio de Educación Nacional, 2004).
1.3 DIAGNÓSTICO ACERCA DEL USO DE LAS TIC’S EN EL CURSO
Para conocer el uso actual de las Tecnologías de Información y Comunicación y de las
herramientas pedagógicas que aplica el docente para desarrollar el curso de Sistemas
Dinámicos y de Control del programa de Ingeniería Mecánica, se llevó a cabo una
encuesta de 18 preguntas (Anexo A), a una muestra de 62 estudiantes de diferentes
semestres que ya hubieran cursado la materia.
Con los resultados de la encuesta se identificó, el grado de incorporación en las TIC’s,
verificando si la metodología utilizada por el profesor está acompañada del uso de
herramientas tecnológicas o recursos informáticos y de comunicación que den apoyo y
faciliten la labor docente y complementen el aprendizaje del estudiante. En seguida se
presentan los resultados extraídos en forma gráfica, como se aprecia en la figura 1.
17
Figura 1. Resultados de encuesta para identificación del uso de las TIC’s
16
44
2 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
1. ¿La asignatura dispone de recursos académicos y materiales de apoyo suficientes para el desarrollo de las clases?
7
52
3 0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
2. ¿El material de apoyo suministrado para las clases (talleres, presentaciones y documentos), fue pertinente y suficiente?
60
1 1 0
10
20
30
40
50
60
70
Si No No sabe
3. ¿Mejoraría el método de enseñanza actual del docente si tuviera el apoyo de recursos tecnológicos multimediales?
61
1 0 0
20
40
60
80
Si No No sabe
4. ¿Le gustaría tener a su disposición una herramienta a la cual pueda acceder a cualquier momento para complementar su aprendizaje?
40
19
3 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
5. ¿Considera que las temáticas tratadas en la asignatura tienen una alta complejidad?
6
50
6
0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
6. ¿La metodología de la clase magistral es clara y suficiente en un proceso de aprendizaje como el que exige esta asignatura?
8
48
6 0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
7. ¿Las metodologías utilizadas por el docente para el desarrollo del programa de la asignatura facilitaron su aprendizaje?
8
48
6 0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
8. ¿La dinámica del método de enseñanza utilizado le permitió una rápida y fácil comprensión de los contenidos de la asignatura?
18
Figura 1. (Continuación)
38
21
3
0
10
20
30
40
Si No No sabe
9. ¿La metodología de la asignatura presenta un esquema rígido y monótono, que impide la motivación por parte del estudiante respecto a los temas?
19
39
4 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
10. ¿La metodología del curso fomenta el aprendizaje autónomo y colaborativo?
5
54
3 0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
11. ¿Cree que adquirió competencias específicas para el ejercicio profesional dentro de la asignatura?
14
41
7 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
12. ¿El tiempo empleado en la asignatura es suficiente para el aprendizaje de las herramientas de software utilizados para la solución de problemas?
14
42
6 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
13. ¿La asignatura tiene el tiempo suficiente para realizar la retroalimentación de los conocimientos adquiridos?
12
45
5 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
14. ¿La asignatura establece tiempo y espacio necesarios para repasar los conocimientos previos requeridos para su aprendizaje?
14
42
6 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
15. ¿El método de enseñanza de la asignatura le permitió adquirir o mejorar sus conocimientos informáticos o competencias en el área de las TIC's?
13
47
2 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
16. ¿La metodología de la asignatura le permitió acceder de forma rápida a información actualizada requerida para el desarrollo de la misma?
19
Figura 1. (Continuación)
Fuente propia.
Analizando los datos obtenidos en la encuesta, se refleja que; el 71% de los encuestados
respondió que no se dispone de recursos académicos y material de apoyo suficiente para
el desarrollo de la clase y con el que se cuenta según 83.9% no es pertinente.
Además, el 96.8% está de acuerdo con que la implementación de recursos multimediales
mejoraría el método de enseñanza actual y como se preveía a la mayoría, es decir, al
98.4% le gustaría contar con una herramienta TIC que permitiera complementar en
cualquier momento o lugar el proceso aprendizaje desarrollado en dicha materia.
Por otra parte, 64.5% considera que las temáticas tratadas en el curso presentaron una
alta complejidad. Por lo cual, el 80.6% está de acuerdo con que la metodología de clase
magistral no fue del todo clara ni suficiente para el proceso de enseñanza-aprendizaje que
exige la materia.
En consecuencia la metodología tradicional utilizada por el docente no facilito el
aprendizaje para un 77.4% de los encuestados, reflejado igualmente por un 77.4% que
creen que la dinámica implantada en clase no permite la rápida comprensión del
contenido expuesto.
Conjuntamente, 61.3% observo a este tipo de enseñanza como rígida y monótona que no
genera motivación. Adicionalmente, el 62.9% opino que esta misma metodología no
5
56
1 0
10
20
30
40
50
60
Si No No sabe
17. ¿Los temas impartidos en la asignatura lo motivaron a pensar en un posible trabajo de grado?
15
40
7 0
10
20
30
40
50
Si No No sabe
18. ¿Los fundamentos teóricos adquiridos en la asignatura permiten afrontar problemas reales?
20
fomento el aprendizaje autónomo y colaborativo, mientras que un 87.1% no cree que
adquirió las competencias específicas dentro de la disciplina.
Por lo demás, un 66.1% cree que el tiempo con que cuenta el curso no fue suficiente para
abordar el aprendizaje de las herramientas de software requeridas para solucionar
problemas en la materia.
Asimismo 67.7% afirma que el tiempo tampoco es idóneo para realizar retroalimentación
de los conocimientos adquiridos, junto al 72.6% quienes opinaron que el espacio
académico no concede el tiempo para repasar saberes previos requeridos para el buen
aprendizaje.
A su vez, se observa que la metodología actual no facilitó la adquisición de competencias
en el manejo de las TIC corroborado por un 67.7% de estudiantes, por lo cual tampoco
fue posible para el 75.8% encontrar o acceder rápidamente a información actualizada
para el desarrollo del curso.
Por último, 90.3% de la muestra refleja la escasa apropiación del tema impartido, lo cual
imposibilita el desarrollo de trabajos de grado en esta área, apoyado por el 64.5% que no
perciben el vínculo entre los fundamentos teóricos adquiridos y las situaciones que se
afrontan en el desarrollo profesional.
En este contexto, surge la necesidad de actualizar y complementar la metodología
tradicional con la cual el docente está impartiendo el curso, incorporando métodos
innovadores de enseñanza facilitados mediante la implementación de las TIC’s en la
educación y soportados en las diferentes políticas y planes mundiales, nacionales e
institucionales que buscan mejorar la calidad del aprendizaje en los estudiantes y el
método de enseñanza de los profesores para desarrollar una mejor sociedad.
Por lo anterior, se desarrolló mediante la aplicación de las Tecnologías de Información y
Comunicación, un Ambiente Virtual de Aprendizaje utilizando como soporte la aplicación
del modelo ADDIE (Mc Griff, 2000) de diseño instruccional, que sirva como recurso
académico que complemente y/o apoye el proceso educativo y aporte a la metodología
21
tradicional un entorno de aprendizaje combinado (bimodal) que reforme el papel del
educador y el alumno dando acompañamiento al docente mediante una herramienta que
le permita ampliar sus estrategias de enseñanza.
1.4 JUSTIFICACIÓN DEL USO DE LAS TIC’S COMO APOYO AL CURSO
En el marco de la sociedad de la información y las comunicaciones es necesario contar
con saberes y competencias que permitan afrontar los retos que demanda la continua
evolución del conocimiento, entendiéndose esta como: “un sistema económico y social
donde el conocimiento y la información constituyen fuentes fundamentales de bienestar y
progreso que representan una oportunidad para las regiones y la sociedad que lo
sustentan” (Universidad Distrital, 2007).
Para obtener dichas cualidades (saberes y competencias), existen estrategias que
requieren el uso de tecnologías que faciliten el rápido acceso a todo tipo de información.
Se destacan las TIC’s como una estrategia mediante la cual se integra el conocimiento de
manera razonable y fácil de alcanzar aplicándose a la formación académica y al desarrollo
de la sociedad.
“La incorporación de las TIC’s al aula no se deben concebir sólo como la utilización de
tecnologías en la clase, sino como el reemplazo de algunas actividades de aprendizaje
con otras, apoyadas con tecnología, por ejemplo la representación visual (videos,
animaciones e imágenes) que facilita la investigación y hace el aprendizaje más fácil”
(Contreras Bravo, Escobar Elizalde, & Tristancho Ortiz, 2013)
Asimismo, debe ir articulada con estrategias pedagógicas, didácticas y comunicativas
acordes con la metodología prevista en el plan de estudios y las necesidades de los
estudiantes. La utilidad que se hace de esta herramienta tecnológica expuesta en un aula
virtual, hace que el proceso de aprendizaje sea mucho más dinámico, interactivo,
entretenido y tiene la posibilidad de detallar paso a paso la solución de problemas que
cuentan con cierto grado de complejidad y que en una clase magistral no se pueden
percibir con una sola lección impartida por el docente. En la tabla 1, se expone los
beneficios o ventajas que conllevan la incorporación de las TIC’s en las aulas:
22
Tabla 1. Ventajas de implementar las TIC’s en las aulas
Tipo de ventaja Descripción
Motivación Permite aprender la materia de forma más atractiva, amena, divertida, investigando de una forma sencilla.
Interés
Los recursos de animaciones, vídeos, audio, gráficos, textos y ejercicios interactivos que refuerzan la comprensión multimedia presentes en Internet aumentan el interés del alumnado complementando la oferta de contenidos tradicionales.
Interactividad El alumno puede interactuar, se puede comunicar, puede intercambiar experiencias con otros compañeros del aula, del Centro o bien de otros Centros educativos enriqueciendo en gran medida su aprendizaje.
Cooperación Las TIC posibilitan la realización de experiencias, trabajos o proyectos en común. Se genera un mayor compañerismo y colaboración entre los alumnos.
Iniciativa y creatividad El desarrollo de la iniciativa del alumno, el desarrollo de su imaginación y el aprendizaje por sí mismo.
Comunicación Mayor comunicación entre profesores y alumnos (a través de correo electrónico, chats, foros) en donde se pueden compartir ideas, resolver dudas, etc.
Autonomía* Con la llegada de las TIC el alumno dispone de infinito número de canales y de gran cantidad de información. Puede ser más autónomo para buscar dicha información.
Alfabetización digital y audiovisual
Se favorece el proceso de adquisición de los conocimientos necesarios para conocer y utilizar adecuadamente las TIC.
Aprendizaje en Feed Back*
Es la llamada “retroalimentación”, es decir, es mucho más sencillo corregir los errores que se producen en el aprendizaje, puesto que éste se puede producir “justo a tiempo” aprendo, cometo un error, y sigo aprendiendo en ese mismo momento,
Fuente: Fernández Fernández Inmaculada. Las TIC’s en el ámbito educativo. *Rodríguez Cobos Eva María. Ventajas e inconvenientes de las TIC’s en el aula.
Por lo anterior, la importancia del uso de las TIC’s, para el curso Sistemas Dinámicos y de
Control radica en proporcionar mediante un AVA, una plataforma o ambiente de
aprendizaje tecnológico y mecanismos orientados a incentivar el uso de estas tecnologías,
que ofrezcan conectividad, interactividad y acceso a sistemas de información, apoyados
con recursos digitales u Objetos Virtual de Aprendizaje (OVA), basados en un diseño
instruccional, que muestren de forma clara y actualizada los contenidos presentes en el
curso.
Adicionalmente, se busca que las TIC’s brinden apoyo al docente para el desarrollo de los
procesos académicos complementando la metodología tradicional con un entorno
enseñanza-aprendizaje combinado, en donde las ventajas de la modalidad virtual como:
Flexibilidad en tiempos y espacios, disponibilidad de los recursos interactivos 24/7
(horas/días), dentro de una plataforma que permita almacenar contenidos, glosarios, foros
23
de discusión y actividades, y faciliten la retroalimentación, organización, personalización,
centralización del material y procesos de interculturalidad. Se mezclen con los beneficios
de la modalidad presencial, favoreciendo el aprendizaje colaborativo y los estilos de cada
estudiante. Permitiendo que el docente responda, aclare y explique dudas de manera
instantánea y directa haciendo uso de las didácticas que facilita esta tecnología.
Consecuentemente, la implementación de esta herramienta busca generar en los alumnos
competencias en relación a las TIC’s. “Logrando un mejor manejo de los procedimientos
de captación y almacenamiento de información especializada y actualizada; un adecuado
procesamiento de la información; una amplia divulgación del conocimiento y la
información; y un reforzamiento de la comunicación y el trabajo colaborativo entre grupos
de especialistas” (Gonzalo González, García Toll, & García Dominguez, 2011). Las cuales
estén dirigidas a lograr destrezas y habilidades para emplear los conocimientos teóricos
adquiridos en pro de la mejora de las condiciones académicas y laborales demandadas a
los profesionales actuales.
Asimismo, en el país el consejo nacional de acreditación (CNA) estipula en sus
lineamientos para la acreditación de programas de pregrado, factores de evaluación entre
los cuales se destacan: “el factor de procesos académicos, que posee la característica No.
25 denominada; recursos informáticos y de comunicación y la característica No 26
designada como; recursos de apoyo docente” (Consejo Nacional de Acreditación -CNA-,
2012). Las cuales están relacionadas con el uso y aplicación de herramientas TIC’s y que
fueron soporte para llevar a cabo el desarrollo de este proyecto y a la vez son un pequeño
aporte para que el programa de Ingeniería Mecánica cumpla con los lineamientos de
acreditación.
24
2. CONCEPTOS NECESARIOS PARA DESARROLLAR EL AMBIENTE
VIRTUAL DE APRENDIZAJE
En este capítulo se exponen los conceptos necesarios, para desarrollar el Ambiente
Virtual de Aprendizaje aplicado en la plataforma Moodle de la Facultad Tecnología de la
Universidad Distrital Francisco José de Caldas, para el curso de Sistemas Dinámicos y de
Control. Inicialmente, se expone las Tecnologías de Información y Comunicación.
Enseguida, se describe el diseño instruccional aplicado mediante el modelo ADDIE. Por
último, se define el concepto de entorno de aprendizaje o AVA y de recurso de
aprendizaje u Objeto Virtual de Aprendizaje.
2.1 TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
Las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC’s), son todas aquellas herramientas
tecnológicas que han transformado la forma como las personas de una sociedad acceden
a la información y que vinculan a los computadores, la telefonía, aplicaciones multimedia
y la internet como elementos de transferencia de la información entre hombre y
conocimiento.
El avance tecnológico ha permitido construir un mundo cada vez más enlazado con lo
virtual, desde el surgimiento del computador y el internet, los habitantes del planeta han
tenido la posibilidad de interactuar entre ellos, y más aún, acceder a conocimientos que
en tiempos remotos eran imposibles. La finalidad de las TIC’s radica precisamente en
hacer accesible el conocimiento a todos aquellos sujetos quienes utilizan esta herramienta
tecnológica como elemento de formación y actualización en sus actividades académicas
cotidianas. Esta labor está respaldada al utilizar la internet como fuente y medio por el
cual fluye la comunicación y la información.
En la actualidad se apuesta por una educación en donde el aprendizaje se construye a
través de la red, por tal motivo, los nuevos procesos educativos adoptan la tecnología
como soporte pedagógico para la enseñanza. Debido a que esta tecnología usa
elementos de multimedia (sonido, videos, animaciones, etc.) vinculados entre sí para
25
conformar ambientes educativos virtuales que hacen que sea más llamativo al usuario y
en cierta forma hace que sea un recurso ágil a la hora de educar, no tiene una restricción
de horario y quien lo usa está en constante retroalimentación.
Además, es una tecnología de alta importancia puesto que como lo establece la UNESCO
“Las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC’s) pueden contribuir al acceso
universal a la educación, la igualdad en la instrucción, el ejercicio de la enseñanza y el
aprendizaje de calidad y el desarrollo profesional de los docentes, así como a la gestión
dirección y administración más eficientes del sistema educativo.” (UNESCO, 2015)
La aplicación de estas tecnologías en la educación ha sido de gran impacto, pues se ha
creado una nueva modalidad de formación denominada educación en línea (On line), en
donde el aprendizaje de aula convencional es reemplazado por una aula virtual, con el fin
de mejorar el proceso de aprendizaje-enseñanza recopilando todo tipo de información y
presentándola en forma de imágenes, videos, sonidos, etc.
2.2 DISEÑO INSTRUCCIONAL
En su definición más sencilla el diseño instruccional se concibe como “un proceso
sistemático, planificado y estructurado, que se apoya en una orientación psicopedagógica
del aprendizaje para producir con calidad y pertinencia, una amplia variedad de materiales
educativos acordes a las necesidades de los estudiantes teniendo como objetivo la
calidad en el aprendizaje” (Carrillo Ramirez, 2011), y a las modalidades educativas
alternas, mediadas por las Tecnologías de Información y Comunicación.
Existen varios modelos de diseño instruccional, siendo el más común y estándar el
modelo ADDIE por sus siglas Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación,
cada sigla representa una fase en este modelo.
2.2.1 Modelo ADDIE
“El modelo ADDIE es un proceso de diseño Instruccional interactivo, en donde los
resultados de la evaluación formativa de cada fase pueden conducir al diseñador
26
instruccional de regreso a cualquiera de las fases previas. El producto final de una fase es
el producto de inicio de la siguiente fase” (Mc Griff, 2000).
La fase de análisis es la base para el resto de las fases de diseño instruccional. Durante
esta fase se debe definir el problema y se determinan las posibles soluciones, obteniendo
las metas instruccionales y una lista de las tareas a realizar.
La fase de diseño es el bosquejo de cómo alcanzar las metas instruccionales. Algunos de
los elementos de la fase de diseño pueden incluir: objetivo general del curso,
competencias, logros, recursos didácticos, estilos de aprendizaje, fuentes bibliográficas,
etc. Como resultado a esta fase se obtiene el silabo del curso.
En la fase de desarrollo se estructura el contenido. Se crean y selecciona los
correspondientes recursos de aprendizaje para los estudiantes agrupándolos en los
objetos de aprendizaje, se confeccionan los instrumentos de evaluación estableciendo
pruebas con el fin que los estudiantes autoevalúen su aprendizaje en los distintos
módulos, como resultado se obtiene la estructura global y funcionamiento del curso.
La fase de implementación refiere a incorporar los recursos diseñados y desarrollados en
las fases anteriores, sobre la plataforma virtual. Como producto de esta fase se obtiene la
entrega y verificación del funcionamiento de la plataforma.
La fase de evaluación se desarrolla simultáneamente en cada fase. Asegura la calidad de
los productos del diseño instruccional y se ejecuta mediante la orientación de un experto
temático. Como resultado se tiene encuestas de reacción para los alumnos, que permiten
medir el grado de satisfacción, hacia la parte de interfaz gráfica, navegación de
contenidos y utilización de los recursos tecnológicos.
El diseño instruccional contempla la incorporación de competencias, el análisis funcional y
la aplicación de TIC en su desarrollo.
27
2.2.2 Competencias en educación
“Las competencias son capacidades complejas que poseen distintos grados de
integración y se manifiestan en una gran variedad de situaciones en los diversos ámbitos
de la vida humana personal y social. Son expresiones de los diferentes grados de
desarrollo personal y de participación activa en los procesos sociales” (Sladogna, 2000).
Para educar en competencias es necesario no descuidar la educación por conocimientos,
es más, no hay aprendizajes sin conocimientos. Esto no implica seguir impartiendo las
clases como se ha venido haciendo, sino que es necesario rediseñar los contenidos para
orientarlos “hacia una formación de las personas en sentido amplio, estableciendo las
bases y la profundización disciplinar suficientes para garantizarles tanto un desarrollo
personal e intelectual como una empleabilidad en sintonía con las demandas del mercado
laboral y de la sociedad del bienestar” (Suárez Arroyo, 2005).
Este proceso de aprendizaje por competencias depende tanto del docente como del
estudiante, y del compromiso y capacidad de ambos, pero también del diseño del proceso.
Si no se contemplan las competencias, es difícil obtener buenos resultados al respecto.
La clave está en la relación entre conocimiento y competencias: “un conocimiento
determinado genera automáticamente competencias específicas o unas determinadas
competencias exigen un conocimiento específico” (Suárez Arroyo, 2005). Esto deja dos
posibilidades para los diseños curriculares:
Dados unos contenidos, establecer que competencias generan.
Definidas las competencias, establecer que contenidos son necesarios para
alcanzarlas.
2.2.3 Análisis funcional
El análisis funcional es un enfoque para acercarse a las competencias requeridas para
poder desempeñar una función de manera deductiva. Se inicia estableciendo el propósito
principal para función que se esté evaluando y se determina que acciones se deben
realizar con el fin de que la función del nivel anterior se logre.
28
“El análisis funcional es un método empírico, que depende de las necesidades presentes
en la industria, como también de la experticia del docente. Se inicia estableciendo el
propósito principal del requerimiento establecido; se desarrolla paso a paso y en cada
fracción del proceso se pregunta qué necesidades y cuales actividades se aplican para
lograrlo” (Pinto León, 2012). Además plantea las premisas sobre las exigencias que debe
cumplir un individuo para ser apto en un cargo particular o asimilar algún concepto.
En su elaboración se manejan ciertos estándares que orientan a mantener la uniformidad
de criterios. La redacción del propósito principal o función clave, se suele elaborar
siguiendo la estructura de la figura 2:
Figura 2. Estructura semántica del propósito principal
Fuente propia.
En el ámbito académico se utilizan los principios del análisis funcional para el desarrollo
de los diseños instruccionales basados en competencias. Estos principios son:
Aplicar de lo general a lo particular.
Identificar acciones delimitadas manteniendo la separación de los contextos
específicos.
Mantener una relación causa-consecuencia.
2.2.4 Teorías educativas
Las teorías del aprendizaje pretenden describir el proceso mediante el cual las personas
experimentan un cambio debido a la experiencia y relación con el entorno, lo cual los lleva
a una constante actividad de aprendizaje. “El propósito de las teorías educativas es el de
comprender e identificar estos procesos y a partir de ellos, tratar de describir métodos
para que la instrucción sea más efectiva. Es en este último aspecto en el que
Verbo Objeto Condición + +
29
principalmente se basa el diseño instruccional, que se fundamenta en identificar cuáles
son los métodos que deben ser utilizados en el diseño del proceso de instrucción, y
también en determinar en qué situaciones estos métodos deben ser usados” (Fernandez
Aedo, Server García, & Carballo Ramos, 2006).
Las teorías más representativas de aprendizaje son la teoría conductista, teoría cognitivas
y la teoría constructivista. La diferencia básica entre estas tres teorías radica en la forma
en que el individuo concibe el conocimiento, como se muestran a continuación:
Teoría conductista: es una teoría en donde se concibe que “el conocimiento se percibe
a través de la conducta, como manifestación externa de los procesos mentales
internos, aunque estos últimos se manifiestan desconocidos. De esta forma, el
aprendizaje basado en este paradigma sugiere medir la efectividad en términos de
resultados, es decir, del comportamiento final, por lo que está condicionado por el
estímulo inmediato ante un resultado del estudiante, con objeto de proporcionar una
realimentación o refuerzo a cada una de las acciones del mismo” (Rodriguez Artacho,
2000).
Teoría cognitiva: Esta teoría “considera que el individuo es un aprendiz activo, que
emprende experiencias, busca información para resolver problemas y reorganiza lo
que ya conoce para lograr nuevos entendimientos a través de las actividades
mentales y procesos cognitivos. Centra la atención en procesos de desarrollo de
adquisición de conocimientos” (Gonzales Pinzon & Nino Carrillo, 2008), a través del
tiempo mediante la práctica o interacción con los demás seres de su misma especie.
Teoría constructivista: el constructivismo se fundamenta en que la estructura
psicosocial del “individuo tanto en los aspectos cognoscitivos y sociales del
comportamiento como en los afectivos, no es un mero producto del ambiente ni un
simple resultado de sus disposiciones internas, sino que es una construcción propia
que se va produciendo cotidianamente como resultado de la interacción entre esos
dos factores” (Vinueza Arroyo, 2012). El conocimiento no es una copia de la realidad,
sino una construcción del ser humano que se realiza con los esquemas que ya posee,
con los conocimientos previos que ya construyó y con la experiencia que adquirió.
30
2.2.5 Estilos de aprendizaje de Felder y Silverman
Los estilos de aprendizaje se definen como “los rasgos cognitivos, afectivos, fisiológicos,
de preferencias por el uso de los sentidos, ambiente, cultura, psicología, comodidad,
desarrollo y personalidad, que sirven como indicadores relativamente estables, de cómo
las personas perciben, interrelacionan y responden a sus ambientes de aprendizaje y a
sus propios métodos o estrategias en su forma de aprender” (García Cué, 2006).
El modelo de estilos de aprendizaje de Felder y Silverman desarrollado por Richard Felder
y Linda Silverman, clasifica los estilos de aprendizaje a partir de cinco dimensiones, las
cuales están relacionadas con las respuestas que se puedan obtener a las preguntas de
la tabla 2 (Plan Nacional Decenal de Educación PNDE 2006-2016, 2012):
Tabla 2. Estilos de aprendizaje según Felder y Silverman
Pregunta Dimensión del aprendizaje
y estilos Descripción de los estilos
¿Qué tipo de información perciben preferentemente los
estudiantes?
Dimensión relativa al tipo de información: sensitivos-intuitivos
Básicamente, los estudiantes perciben dos tipos de información: información externa o sensitiva a la vista, al oído o a las sensaciones física e información interna o intuitiva a través de memorias, ideas, lecturas, etc.
¿A través de qué modalidad sensorial
es más efectivamente
percibida la Información cognitiva?
Dimensión relativa al tipo de estímulos preferenciales: visuales-verbales
Con respecto a la información externa, los estudiantes básicamente la reciben en formatos visuales mediante cuadros, diagramas, gráficos, demostraciones, etc. o en formatos verbales mediante sonidos, expresión oral y escrita, fórmulas, símbolos, etc.
¿Con qué tipo de organización de la
información está más cómodo el estudiante a la hora de trabajar?
Dimensión relativa a la forma de organizar la información: inductivos-deductivos
Los estudiantes se sienten a gusto y entienden mejor la información si está organizada inductivamente donde los hechos y las observaciones se dan y los principios se infieren o deductivamente donde los principios se revelan y las consecuencias y aplicaciones se deducen.
¿Cómo progresa el estudiante en su
aprendizaje?
Dimensión relativa a la forma de procesar y comprensión de la información: secuenciales-globales
El progreso de los estudiantes sobre el aprendizaje implica un procedimiento secuencial que necesita progresión lógica de pasos incrementales pequeños o entendimiento global que requiere de una visión integral.
¿Cómo prefiere el estudiante procesar
la información?
Dimensión relativa a la forma de trabajar con la información: activos-reflexivos
La información se puede procesar mediante tareas activas a través de compromisos en actividades físicas o discusiones o a través de la reflexión o introspección.
Fuente: Plan Nacional Decenal de Educación PNDE 2006-2016.
31
De acuerdo a esta información, los estudiantes se clasifican en las siguientes
dimensiones:
Sensitivo/Intuitivo: El estudiante sensitivo resuelve problemas usando métodos bien
establecidos, tienden a ser pacientes con detalles; gustan de trabajo práctico odia las
complicaciones y memorizan hechos con facilidad; no gustan de cursos a los que no
les ven conexiones inmediatas con el mundo real. El estudiante intuitivo por el
contrario les gusta innovar y odian la repetición; prefieren descubrir posibilidades y
relaciones; pueden comprender rápidamente nuevos conceptos; trabajan bien con
abstracciones y formulaciones matemáticas; no gustan de cursos que requieren
mucha memorización o cálculos rutinarios.
Visual/Verbal: El estudiante verbal obtiene más información en forma escrita o hablada;
recuerdan mejor lo que leen o lo que oyen mientras que el estudiante visual entiende
más lo que ve imágenes, diagramas, diagramas de flujo, videos y demostraciones.
Activo/Reflexivo: El estudiante activo tiende a retener y comprender mejor nueva
información cuando hacen algo activo con ella (discutiéndola, aplicándola,
explicándosela a otros). Prefieren aprender ensayando y trabajando con otros. Por
otro lado el estudiante reflexivo, tienden a retener y comprender nueva información
pensando y reflexionando sobre ella, prefieren aprender meditando, pensando y
trabajando solos.
Secuencial/Global: El estudiante secuencial aprende en pequeños pasos
incrementales cuando el siguiente paso está siempre lógicamente relacionado con el
anterior; ordenados y lineales; cuando tratan de solucionar un problema tienden a
seguir caminos por pequeños pasos lógicos mientras que el estudiante global aprende
a grandes saltos, y resuelven problemas complejos apenas hayan obtenido una visión
global de éste.
32
2.3 AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAJE
También llamado Entorno Virtual de Aprendizaje (EVA) es un espacio en el que se da un
proceso pedagógico mediado por las tecnologías. “Los entornos virtuales se convierten
en sistemas en los que se encuentran recopilados las didácticas, herramientas y recursos
que utilizan los profesores con los estudiantes, ya sea de manera virtual o presencial”
(Osorio, 2012). Un ejemplo de este tipo de entornos son las plataformas virtuales o
Learning Management System (LMS) por sus siglas en inglés.
Un Learning Management System (LMS) o Sistema de Gestión de Aprendizaje es un
entorno virtual que contiene un sin número de herramientas y servicios agrupados en una
red de servidores, cuyo fin y mayor virtud es administrar, distribuir y controlar los cursos o
módulos que tengan lugar allí, sus funciones son:
Gestionar usuarios.
Gestionar materiales y actividades de formación.
Administrar el acceso.
Controlar y hacer seguimiento del proceso de aprendizaje.
Realizar evaluaciones.
Generar informes.
Gestionar servicios de comunicación como foros, videoconferencias, entre otros.
Los sistemas de gestión de aprendizaje más utilizados en nuestro contexto son: Moodle y
Blackboard Inc. Este entorno es mayormente utilizado en modalidades virtuales y a
distancia. Aunque se ha expandido en la formación presencial, en la cual los maestros se
apoyan en una plataforma para gestionar tareas de aprendizaje y fomentar el uso de las
tecnologías en el acto educativo, haciendo que esta herramienta proponga un aprendizaje
combinado.
La modalidad de formación combinada “nace de la necesidad que muchos estudiantes
tienen por reforzar lo aprendido en una modalidad virtual con el tutor u orientador cara a
cara. Es decir que mezcla todas las bondades de la modalidad virtual o a distancia
33
(Flexibilidad, adaptabilidad, manejo del tiempo y de los espacios por parte del estudiante),
sus herramientas y recursos de un LMS, o la Web 2.0., con la orientación y tutoría dada
por un profesor, totalmente sincrónico y compartiendo el mismo espacio para el
aprendizaje” (Osorio, 2012).
La plataforma interactiva Moodle por su acrónimo (Modular Object-Oriented Dynamic
Learning Environment, Entorno de aprendizaje dinámico modularmente orientado a
objetos). Es un sistema de gestión de contenidos educativos que posibilita la organización
de cursos, a partir de la creación y combinación de recursos educativos gestionados
dentro de la misma plataforma o importados en estándares preestablecidos como
SCORM.
“El trabajo en Moodle se centra en la creación y actualización de cursos que son creados
y gestionados por los profesores y por la atención a los usuarios que son matriculados
como estudiantes. Además, Moodle ofrece varios servicios y recursos que posibilitan la
comunicación en línea entre profesores y estudiantes, ya sea vinculada a alguna actividad
lectiva o no. Las actividades (tareas, consultas, lección, cuestionarios, charlas, foro,
glosarios, encuestas, taller, diario, entre otras), constituyen el núcleo del sistema de
gestión de cursos” (Pérez Casales, Rojas Castro, & Paulí Hechavarría, 2008).
2.4 OBJETO VIRTUAL DE APRENDIZAJE
Los Objetos Virtuales de Aprendizaje (OVA), se relacionan a unidades digitales de
información que tienen como objetivo el ser utilizado en contextos educativos, como una
nueva propuesta pedagógica. Se tratan de elementos de forma digital, que cuentan con
un nivel de interactividad e independencia que apoyan los procesos de enseñanza-
aprendizaje. Estos objetos apoyan las estrategias didácticas del docente pues permiten
generar un aprendizaje autónomo, colaborativo y significativo a los estudiantes.
El Ministerio de Educación Nacional de Colombia (MEN) define el OVA como “todo
material estructurado de una forma significativa, asociado a un propósito educativo y que
corresponda a un recurso de carácter digital que pueda ser distribuido y consultado a
través de la Internet. El objeto de aprendizaje debe contar además con una ficha de
34
registro o metadato, consistente en un listado de atributos que además de describir el uso
posible del objeto, permiten la catalogación y el intercambio del mismo” (Ministerio de
Educacion Nacional, 2012).
Independiente del uso educativo que se haga de los objetos de aprendizaje en función de
sus particulares intereses didácticos, todo objeto de aprendizaje debe tener las siguientes
características, para ser considerado como tal:
Reutilizable: Es la capacidad de poder ser utilizados en varios contextos y con
diferentes propósitos educativos. Se adaptan a nuevas secuencias formativas.
Educativos: Apoyan los procesos de enseñanza-aprendizaje, facilitando la
formación de sus aprendices.
Interoperables: Capacidad para poder ser integrados en diversos sistemas
(plataformas).
Accesibles: Facilidad y rapidez para ser identificados, buscados y encontrados en
el momento oportuno.
Durables: Vigencia de la información contenida en los objetos, sin necesidad de
nuevos diseños.
Generables: Facilidad para crear nuevos objetos derivados de él.
Adaptable: Puede adaptarse a los diferentes estilos de aprendizaje de los alumnos.
“Para desarrollar el OVA se puede utilizar cualquier herramienta provista por la web 2.0 o
por algún tipo de software que tenga dichas funcionalidades. Entre los más útiles
encontramos: Adobe Flash Professional, Adobe Premiere Pro, Camtasia, Articulate, Prezi,
Cuadernia, Exe Learning, entre otros. Algunos de los productos finales resultantes de las
herramientas mencionadas se pueden exportar en paquetes SCORM, útiles para ser
cargados y utilizados en un sistema de gestión de aprendizaje (LMS)” (Osorio, 2012).
Un SCORM por sus siglas en ingles (Sharable Content Object Reference Model), “Es un
conjunto de estándares y especificaciones que permite crear
objetos pedagógicos estructurados. Los sistemas de gestión de contenidos en web
originales usaban formatos propietarios para los contenidos que distribuían. Como
resultado, no era posible el intercambio de tales contenidos. Con SCORM se hace
35
posible crear contenidos que puedan importarse dentro de sistemas de gestión de
aprendizaje diferentes, siempre que estos soporten la norma SCORM” (Wikipedia, 2015).
Los principales requerimientos que el modelo SCORM trata de satisfacer son:
Accesibilidad: capacidad de acceder a los componentes de enseñanza desde un
sitio distante a través de las tecnologías web, así como distribuirlos a otros sitios.
Adaptabilidad: capacidad de personalizar la formación en función de las
necesidades de las personas y organizaciones.
Durabilidad: capacidad de resistir a la evolución de la tecnología sin necesitar una
reconcepción, una reconfiguración o una reescritura del código.
Interoperabilidad: capacidad de utilizarse en otro emplazamiento y con otro
conjunto de herramientas o sobre otra plataforma de componentes de enseñanza
desarrolladas dentro de un sitio, con un cierto conjunto de herramientas o sobre
una cierta plataforma. Existen numerosos niveles de interoperabilidad.
Reusabilidad: flexibilidad que permite integrar componentes de enseñanza dentro
de múltiples contextos y aplicaciones.
36
3. ANÁLISIS Y DISEÑO DEL MODELO INSTRUCCIONAL ADDIE PARA EL
CURSO SDC
En este capítulo se explica el procedimiento que da inicio al desarrollo del Ambiente
Virtual de Aprendizaje para la enseñanza del curso Sistemas Dinámicos y de Control, a
partir de las fases de Análisis y Diseño del modelo ADDIE de diseño instruccional.
En primer lugar, se desarrolla la fase de Análisis que consiste en recopilar información
sobre el curso por ejemplo, el contexto académico, el contenido del curso, los objetivos,
las características de los estudiantes, los instrumentos de evaluación, los recursos
disponibles y el contenido programático actual o preliminar de la materia.
A continuación, en la fase de Diseño se establece la estructura del sílabo para el curso.
Utilizando para ello la metodología para la microprogramación del sílabo a partir de
competencias. Por último, se escoge la plataforma interactiva o sistema de gestión de
aprendizaje donde se implementara el Ambiente virtual de Aprendizaje.
3.1 FASE DE ANÁLISIS
En esta fase se da inicio al desarrollo del Ambiente Virtual de Aprendizaje, mediante la
recopilación y selección de información acerca del contenido, metodología, recursos
bibliográficos, evaluaciones y objetivo del curso. Además, se caracterizan y establecen los
conocimientos previos que deben tener los estudiantes antes de iniciar con la materia. Por
último, se analizan las limitaciones tecnológicas e infraestructura presente en la
universidad que impidan llevar a cabo el AVA. Como resultado de esta fase se obtiene el
contenido programático preliminar que habrá de incluirse en el curso.
Para obtener la información general de la materia, fue fundamental el aporte del profesor
del curso Luini Leonardo Hurtado. Con su colaboración se recopilo lo necesario para
iniciar con el análisis, incluyendo el contenido programático del curso. Del cual se tienen
los temas que conforman el curso en la actualidad, presentados a continuación:
37
Unidad 1. Preliminares matemáticos e introducción al estudio de los sistemas
dinámicos.
Unidad 2. Modelado de sistemas dinámicos.
Unidad 3. Análisis en el dominio temporal y frecuencial de sistemas dinámicos.
Unidad 4. Modelado de sistemas dinámicos en el espacio de estados.
Unidad 5. Diseño de sistemas de control por PID analógicos y digitales.
Unidad 6. Diseño de sistemas de control por RVE analógicos y digitales.
De igual modo, se encontraron algunos objetivos y logros desarrollados en el curso,
numerados como sigue:
1. Desarrollar la capacidad en el estudiante para analizar, modelar e interpretar
sistemas dinámicos asociados a la ingeniería.
2. Modelar el comportamiento en el tiempo de sistemas dinámicos y el desempeño
del sistema ante una perturbación con su simulación, mediante técnicas analíticas
y experimentales.
3. Aprender a utilizar adecuadamente las herramientas computacionales para el
modelamiento y análisis de sistemas.
4. Diseñar e implementar varios controladores para procesos, que garanticen las
condiciones requeridas de estabilidad.
Prosiguiendo con la ejecución de la etapa, se estableció una lista de los conocimientos o
requisitos previos necesarios para los alumnos que abordan esta materia, obteniendo
como resultado los siguientes:
Algebra lineal.
Algebra de números complejos.
Física I: Mecánica Newtoniana.
Física II: Electromagnetismo.
Mecánica de fluidos.
Ecuaciones diferenciales.
Estática y dinámica .
38
Electrotecnia.
Tecnología neumática e hidráulica.
Termodinámica aplicada.
Posteriormente, se identificó las características o perfil de los estudiantes de séptimo
semestre de Ingeniería Mecánica. Destacando habilidades de comunicación oral y escrita,
para el manejo material audiovisual o de literatura publicada en inglés, conjuntamente con
el uso de las matemáticas (calculo, ecuaciones, algebra, etc.) y la física en sus diferentes
campos (mecánico, eléctrico, hidráulico, etc.), aplicadas en la resolución de problemas.
Igualmente, es imprescindible contar con competencias en manejo de herramientas
computacionales como software matemático para la simulación, por ejemplo MATLAB ®.
Además, de conocimientos en máquinas y/o dispositivos para sistemas automáticos y de
producción industrial propios de su formación académica y profesional.
Por último, se observaron las limitaciones tecnológicas y de infraestructura que impidieran
realizar el AVA. Exaltando la importancia de contar con computadores con software
especializado para temas del curso y con acceso a internet. Para ello, la Facultad
Tecnología de la Universidad Distrital, cuenta con aulas o salas que disponen de equipo
tecnológico, entre ellas la sala de laboratorio de software aplicado de Ingeniería Mecánica.
Asimismo, cuenta con una plataforma interactiva o LMS para alojar los cursos virtuales
que apoyan las clases presenciales y material bibliográfico disponible en repositorio en
bases de datos o en la biblioteca. Por tal motivo, no se presentan problemas en este
sentido.
Como ya se mencionó, el resultado de esta fase consiste en la obtención del contenido
programático preliminar para el curso. Para ello, se analizó junto con el docente que
imparte el curso, el contenido programático del curso que él utiliza como guía para
desarrollar su clase en la actualidad. Concluyendo que era necesario llevar a cabo
algunas modificaciones, puesto que ciertos temas establecidos para las unidades no eran
pertinentes a estas. Además, hacían falta algunos contenidos para complementar el curso.
También se propuso un documento en forma de Anexo, compuesto por los temas que son
39
prerrequisitos para el curso, es decir, contenidos que ya han sido abordados en otras
materias por los alumnos.
De igual modo, se organizó el contenido del curso en dos módulos de aprendizaje,
reflejando el amplio contenido que la conforma y que para otros Programas Curriculares
representa dos materias por separado; modelado y análisis de Sistemas Dinámicos y
diseño de Sistemas de Control. Por tanto, los módulos de aprendizaje establecidos se
dividieron como: modelado matemático y simulación de sistemas dinámicos y por otro
lado diseño de sistemas de control automático, como se muestra en la figura 3.
Figura 3. Módulos y unidades de aprendizaje del curso SDC
Fuente propia.
La división del curso en dos módulos de aprendizaje, se realizó manteniendo un equilibrio
entre el número de unidades para cada módulo, con lo cual, se obtuvo como resultado el
siguiente contenido programático:
Unidad I. Introducción a los sistemas dinámicos.
Unidad II. Modelado de sistemas dinámicos.
Unidad III. Modelado de sistemas dinámicos en el espacio de estados.
40
Unidad IV. Análisis de sistemas dinámicos.
Unidad V. Introducción a los sistemas de control.
Unidad VI. Diseño de sistemas de control por PID.
Unidad VII. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados.
Unidad VIII. Diseño de sistemas de control digital
Anexo. Preliminares matemáticos
En consecuencia, el contenido programático preliminar, resultado de la fase de análisis y
aprobado por el docente como nuevo contenido programático para el curso Sistemas
Dinámicos y de Control, es el presentado en la figura 3. Como se aprecia, este contenido
programático posee orden y secuencialidad. Además, es más completo y coherente ya
que agrega dos unidades al estudio del diseño de los sistemas de control y un anexo que
retoma las bases matemáticas.
Antes de pasar a la siguiente fase del modelo ADDIE de diseño instruccional, se
comprueba la correcta ejecución de esta fase. Para ello, es necesario realizar la
evaluación formativa consiste en la verificación del contenido recopilado, garantizando
que sea preciso y completo, siendo aprobado en su totalidad por parte del docente que
imparte el curso.
3.2 FASE DE DISEÑO
La segunda etapa, correspondiente a la fase de diseño para el desarrollo del Ambiente
Virtual de Aprendizaje, consiste en la obtención del sílabo del curso. Por tal razón, es
necesario definir los siguientes productos:
Objetivo instruccional del curso.
Competencias para cada unidad de aprendizaje.
Logros e indicadores de logro para cada unidad de aprendizaje.
Estos sirven para determinar las pautas de aprendizaje y evaluación del curso.
41
Adicionalmente, se enfatiza en las estrategias de aprendizaje y recursos didácticos a
utilizar e implementar y conjuntamente se selecciona el Sistema de Gestión de
Aprendizaje (LMS) encargado de presentar el contenido del curso, es decir, se escoge la
plataforma interactiva virtual. Además, se planifican y diseñan las actividades de
aprendizaje junto con el formato en el que se crearan o recopilaran los contenidos, por
ejemplo texto en papel, texto multimedia digital, videos, animaciones, sonidos entre otros.
Para diseñar el sílabo del curso se tomó como guía la metodología para la
microprogramación del silabo a partir de competencias, que se propone en (Santiváñez
Limas, 2013). Esta metodología se basa en el desarrollo de los siguientes pasos:
1. Formulación de los datos generales.
2. Formulación de la sumilla.
3. Formulación del objetivo general del curso.
4. Formulación de las competencias específicas.
5. Matriz de programación de los contenidos a través de unidades de aprendizaje.
6. Determinación de las estrategias didácticas.
7. Determinación de los medios y materiales educativos.
8. Identificación de la evaluación de aprendizaje.
9. Precisión de las fuentes de información.
A continuación, se expone el desarrollo de cada uno de los pasos que conforman ésta
metodología y con la cual se obtiene el sílabo del curso.
1. Formulación de los datos generales: Las acciones que se realizaron en este paso
consistieron en precisar los siguientes datos generales; Código, requisitos, semestre
académico, créditos, extensión horaria, duración y profesor. Estos datos para el curso de
Sistemas Dinámicos y de Control se visualizan en la tabla 3.
42
Tabla 3. Datos generales del curso SDC
Datos generales Código 1805
Requisito
Algebra lineal Algebra de números complejos Física I: Mecánica Newtoniana Física II: Electromagnetismo Ecuaciones diferenciales Ecuaciones en diferencias Mecánica de fluidos Electrotecnia Tecnología neumática e hidráulica Termodinámica aplicada
Semestre académico Séptimo semestre
Créditos 3
Extensión horaria Trabajo directo: 2 horas Trabajo cooperativo: 2 horas Trabajo autónomo: 5 horas
Duración 144 horas-16 semanas
Docente PhD. Luini Leonardo Hurtado Cortes
Fuente propia.
2. Formulación de la sumilla: La sumilla es la redacción corta de lo esencial de un curso
y que considera los siguientes componentes; Área al que pertenece el curso, naturaleza
del curso, intención del curso, unidades de aprendizaje que conforman la estructura del
contenido del curso y condición del curso en función a otra. La sumilla para el curso de
Sistemas Dinámicos y de Control se presenta en la tabla 4:
Tabla 4. Sumilla del curso SDC
Sumilla El curso forma parte del núcleo de estudios profesionales y se clasifica como obligatoria básico, es de carácter teórico-práctico y se orienta a capacitar al estudiante para modelar matemáticamente a partir de las leyes de equilibrio, simular y analizar los diversos sistemas físicos (mecánicos, eléctricos, electromecánicos, hidráulicos, neumáticos, térmicos, químicos, etc.) comunes en la ingeniería. Enseguida, se exponen la pautas para diseñar el sistema de control más apropiado para el sistema estudiado. Su contenido está organizado en ocho unidades y un anexo como se muestra a continuación: I. Introducción a los sistemas dinámicos. II. Modelado de sistemas dinámicos. III. Modelado de sistemas dinámicos en el espacio de estados IV Análisis de sistemas dinámicos. V. Introducción a los sistemas de control VI. Diseño de sistemas de control por PID. VII. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados. VIII Diseño de sistemas de control digital. Anexo: Preliminares matemáticos. Su aprobación es requisito para el curso de Automatización Industrial.
Fuente propia.
43
3. Formulación del objetivo general del curso: Este objetivo se formula relacionando los
contenidos de cada unidad aprendizaje que tiene la sumilla con el perfil profesional del
egresado, empleando verbos en tiempo infinitivo y cuidando que dicha redacción sea
coherente, clara y precisa. Por tanto, el objetivo refleja lo que el estudiante aprenderá en
el curso e implica revelar el aporte que tendrá el estudiante en el desarrollo profesional.
Para la redacción del objetivo del curso, se tomaron como referencia los objetivos
recopilados en la fase de análisis proporcionados por el profesor del curso. Además, se
tuvo en cuenta el perfil profesional del egresado de Ingeniería Mecánica de la Universidad
Distrital Francisco José de Caldas, igualmente compilado en los datos de la fase de
análisis. Una vez relacionada esta información, se obtuvo como resultado el objetivo que
se muestra en la tabla 5.
Tabla 5. Objetivo del curso SDC
Objetivo Desarrollar en el estudiante la habilidad para reconocer, modelar y analizar el comportamiento de los sistemas dinámicos ante perturbaciones en el dominio del tiempo y la frecuencia, utilizando para ello las herramientas computacionales para la simulación que facilitan la selección, calculo, evaluación e implementación del sistema de control, garantizando las condiciones requeridas de estabilidad para el proceso.
Fuente propia.
4. Formulación de las competencias específicas: La formulación de cada competencia
especifica se realizó de acuerdo a cada unidad de aprendizaje, para lo cual, se tuvo en
cuenta; El perfil profesional del egresado de ingeniería mecánica, el contenido para cada
unidad que se encuentra en la sumilla y el objetivo general del curso. La competencia se
formula, eligiendo los verbos de la taxonomía de Bloom (Anexo C), y garantizando que
correspondan al mismo dominio y categoría de aprendizaje al que pertenecen los verbos
considerados en el objetivo general. Estos verbos se emplean en tiempo indicativo
cuidando que la redacción sea clara y coherente.
Como herramienta esencial para formular las competencias de cada unidad de
aprendizaje, se utilizó el análisis funcional aplicado al ámbito académico. Con ayuda de
esta herramienta se generan las competencias académicas, según lo propone el diseño
instruccional. Teniendo como resultado un panorama general de lo que se aprenderá en
el curso, denominado mapa funciona (Anexo D).
44
El punto de partida del análisis funcional es el propósito clave y se ubica como la función
de nivel superior. Note que las funciones describen lo que hace el estudiante, que en este
caso es el objetivo del curso. Después del propósito clave se elaboran las funciones
principales, que para esta cuestión se denominan competencias específicas. Estas
constituyen el primer nivel de desagregación, cada función se desglosa de lo general a lo
particular en funciones subordinadas necesarias y suficientes que en conjunto permiten
lograr la función de nivel superior, manteniendo una relación consecuencia←causa,
donde la sumatoria de las subordinadas corresponde al resultado expresado en la función
de nivel superior, como se muestra en la figura 4.
Figura 4. Relación consecuencia-causa para el análisis funcional
Fuente propia.
Cuando se desagrega una función, hay al menos dos desgloses. Luego, las funciones
principales se descomponen en funciones básicas, correspondientes al segundo nivel de
desagregación denominada en este caso contenidos de aprendizaje, el cual se desarrolla
con el mismo procedimiento que para el nivel anterior.
Para finalizar, se desarticulan las funciones básicas en subfunciones o elementos de
competencia llegando al tercer nivel de desagregación, que para este curso corresponde
a los indicadores de logro, que reflejan las metas obtenidas individualmente.
La desagregación o desglose de funciones termina cuando se enuncian funciones que
pueden ser cumplidas individualmente, denominadas contribuciones individuales. A
continuación, se muestra en la figura 5 la estructura general del mapa funcional.
45
Figura 5. Estructura general del mapa funcional
Fuente propia.
Teniendo como base la estructura general del mapa funcional, se procedió a desarrollarlo
para el curso de Sistemas Dinámicos y de Control. El propósito clave que es la función de
nivel superior en el mapa funcional, corresponde al objetivo del curso obtenido en el
numeral 3 de esta metodología.
Luego, como primer nivel de desagregación aparecen las competencias específicas, es
decir, las funciones principales. La redacción de estas competencias se realizó para cada
unidad desglosando el objetivo general, y utilizando los dominios y categorías de
aprendizaje de la taxonomía de Bloom. A modo de ejemplo, se muestra la competencia de
la unidad 1 en la tabla 6.
Tabla 6. Competencia especifica de la unidad 1, en relación con los dominios y categorías
de aprendizaje de la taxonomía de Bloom
Taxonomía de Bloom Competencia Específica Unidad I
Dominios Categoría de aprendizaje
Cognitivo Aplicación Interpreta los aspectos teóricos de los sistemas y su descripción general.
Psicomotriz Precisión Emplea la terminología asociada al modelo que representa el sistema.
Afectivo Valoración Asume los principios físicos necesarios para analizar y simular el modelo del sistema dinámico.
Fuente propia.
46
Pasando al segundo nivel, se encuentran los contenidos de aprendizaje o funciones
básicas, resultado de la desagregación de las competencias. Los contenidos de
aprendizaje definidos como “el conjunto de saberes o formas culturales que son
esenciales para el desarrollo y socialización de los educandos, es todo lo que se quiere
enseñar y todo lo que el educando es capaz de aprender” (Santiváñez Limas, 2013).
Al igual que las competencias, los contenidos de aprendizaje están regidos por tres
dominios: Contenidos conceptuales o cognitivos, procedimentales o psicomotrices y
actitudinales o afectivos. A continuación, se muestra en la tabla 7 los contenidos de
aprendizaje desarticulados de la competencia específica de la unidad 1.
Tabla 7. Contenidos de aprendizaje para la unidad 1
Dominios Categoría de aprendizaje
Contenidos de Aprendizaje
Cognitivo Aplicación Utiliza los conceptos generales de los sistemas dinámicos.
Psicomotriz Precisión Enseña los principios asociados con los modelos.
Afectivo Valoración Promueve la utilización del software para simulación y análisis de problemas.
Fuente propia.
Finalmente, en el tercer nivel se localizan los indicadores de logro o elementos de
competencia, producto de la desagregación de los contenidos de aprendizaje. Los
indicadores de logro son la descripción de las acciones que cada estudiante deberá llevar
a cabo en un contexto académico específico, y se caracterizan porque son demostrables,
evaluables y certificables. El contexto académico específico pertenece al curso de
Sistemas Dinámicos y de Control. Para la unidad 1, los indicadores de logro disociados de
los contenidos de aprendizaje se presentan en la tabla 8.
47
Tabla 8. Indicadores de logro de la unidad 1
Contenidos de Aprendizaje Indicadores de Logro
Utiliza los conceptos generales de los sistemas dinámicos.
Determina los conceptos fundamentales asociados al estudio de los sistemas dinámicos.
Identifica de acuerdo a su clasificación, el tipo de sistema que será objeto de estudio durante el desarrollo del curso.
Expresa la importancia que tiene el estudio de los sistemas dinámicos, para el diseño y control en ingeniería.
Enseña los principios asociados con los modelos.
Aplica el concepto de modelo, para obtener representaciones matemáticas de sistemas físicos.
Conoce los elementos básicos (variables y parámetros) para modelado de sistemas físicos.
Describe las leyes físicas de equilibrio y las unidades presentes según el tipo de sistema físico.
Promueve la utilización del software para simulación y análisis de problemas.
Emplea las herramientas computacionales para la simulación de modelos.
Fuente propia.
En la figura 6, se presenta el mapa funcional del curso. Debido a su tamaño, se muestra
solamente el objetivo general del curso, la competencia, contenido e indicadores de logro
de la unidad 1. El mapa funcional completo se encuentra en el Anexo D.
5. Programación de los contenidos de aprendizaje: Para llevar a cabo este paso, se
elaboró una matriz donde se relacionan los siguientes elementos: Número de la unidad
con su respectivo título, competencia específica, contenidos de aprendizaje, numero de
semanas y sesiones, indicadores de logro y por último los instrumentos de evaluación.
Como se observa, la mayoría de los elementos que conforman esta matriz se obtienen del
mapa funcional, exceptuando el número de semanas y sesiones al igual que los
instrumentos de evaluación.
Figura 6. Mapa funcional de las unidades 1
Fuente propia.
48
Para determinar la cantidad de semanas y sesiones en las que se llevara a cabo el curso
se necesitó la ayuda del docente, quien asigno el tiempo y determino la cantidad de temas
que se desarrollara en cada semana. Para ello, se tuvo en cuenta la disposición de 16
semanas que conforman un semestre académico en la Universidad Distrital Francisco
José de Caldas y las 2 sesiones por semana que se manejan en el curso de Sistemas
Dinámicos y de Control, como se ilustra en la tabla 9.
Para establecer los instrumentos de evaluación y completar la matriz de programación de
contenidos de aprendizaje. Se ideó una estructura complementaria al mapa funcional
denominada estructura jerárquica de contenido donde se incluye los módulos de
aprendizaje, los instrumentos de evaluación y los logros para cada unidad de aprendizaje.
Si bien la metodología que se utilizó como guía para elaborar el sílabo del curso no los
contempla, son requisito de la fase de diseño.
El logro representa el resultado que debe alcanzar el estudiante al finalizar cada unidad,
es decir, las aspiraciones, propósitos y metas esperadas del aprendizaje. Por ende, se
realizó esta estructura con el propósito de incluir los logros de cada unidad de aprendizaje,
relacionándolos con los indicadores de logro correspondientes e instrumentos de
evaluación que completan el proceso educativo.
Al igual que el mapa funcional, la estructura jerárquica es bastante amplia. Por tanto, sólo
se presenta el contenido de la unidad 1, como se detalla en la figura 7. El complemento
de la estructura jerárquica de contenido se aprecia en el Anexo E.
Figura 7. Estructura Jerárquica de contenido para las unidades 1
Fuente propia.
49
Tabla 9. Matriz de programación de los contenidos de aprendizaje de la unidades 1
Fuente propia.
Con base en la estructura jerárquica diseñada, se procedió a construir la matriz de
programación de los contenidos de aprendizaje. Por consiguiente, los elementos que
conforman esta matriz son tomados de la estructura jerárquica, y completados con la
asignación de semanas y sesiones dispuesta por el docente del curso. Obteniendo las
matriz de programación de contenidos de aprendizajes para la unidad 1 que se observa
en la tabla 9. Las matrices adicionales del resto de unidades, se expone en el Anexo F.
6. Determinación de las estrategias didácticas: Antes de determinar que recursos
didácticos utilizará el docente para el curso, es necesario indagar sobre técnicas mediante
las cuales los estudiantes acceden mejor a su aprendizaje. Para ello, se utilizó el
cuestionario de Felder y Silverman. El resultado de este cuestionario refleja los estilos de
aprendizaje más significativos de los estudiantes, según se expuso en el capítulo 2.
Proporcionando una base sólida para el diseño y construcción de los Objetos de Virtuales
de Aprendizaje, que garanticen el cumplimiento de los parámetros necesarios para el
desarrollo del AVA.
50
A continuación, se muestra en la figura 8 las gráficas donde se identifican los resultados
del cuestionario aplicado a un grupo muestra de 34 estudiantes que cursaban la
asignatura de Sistemas Dinámicos y de Control en el Programa curricular de Ingeniería
Mecánica durante el semestre 2015-1. El cuestionario de Felder y Silverman se encuentra
disponible en el Anexo G.
Figura 8. Análisis de los estilos de aprendizaje según Felder y Silverman
Fuente propia.
Del análisis de la figura 8, se concluye que para el estilo de aprendizaje del tipo sensorial-
intuitivo, se presenta un equilibrio apropiado con mayor tendencia hacia el estilo sensorial.
Por tanto, Los objetos de aprendizaje implementados en el AVA deben considerar
conceptos concretos y prácticos, al igual que actividades desarrolladas mediante
procedimientos muy bien establecidos que ayuden a evolucionar al estudiante en su
proceso de aprendizaje.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Sensorialpreferenciamuy fuerte
Sensorialpreferenciamoderada
Equilibrioapropiado
Intuitivopreferenciamoderada
Intuitivopreferenciamuy fuerte
Estu
dia
nte
s
ESTILO DE APRENDIZAJE SENSORIAL-INTUITIVO
0
5
10
15
20
25
Activopreferenciamuy fuerte
Activopreferenciamoderada
Equilibrioapropiado
Reflexivopreferenciamoderada
Reflexivopreferenciamuy fuerte
Estu
dia
nte
s
ESTILOS DE APRENDIZAJE ACTIVO-REFLEXIVO
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Visualpreferenciamuy fuerte
Visualpreferenciamoderada
Equilibrioapropiado
Verbalpreferenciamoderada
Verbalpreferenciamuy fuerte
Estu
dia
nte
s
ESTILOS DE APRENDIZAJE VISUAL-VERBAL
0
5
10
15
20
Secuencialpreferenciamuy fuerte
Secuencialpreferenciamoderada
Equilibrioapropiado
Globalpreferenciamoderada
Globalpreferenciamuy fuerte
Estu
dia
nte
s
ESTILOS DE APRENDIZAJE SECUENCIAL-GLOBAL
51
Por otro lado, para el estilo de aprendizaje tipo activo-reflexivo, se observa un equilibrio
apropiado, notándose una pequeña tendencia hacia el estilo activo. Para fomentarlo, se
deben generar actividades que involucren la participación activa del estudiante, donde le
sea posible el trabajo en equipo. Sin descuidar la información, teorías y conceptos que
lleven a reflexiones individuales o de carácter particular.
Continuando con el estilo de aprendizaje del tipo visual-verbal, se enmarca el predominio
que tienen los alumnos por las herramientas visuales. Esto indica que los OVA deben
presentar un alto contenido visual, como figuras, diagramas, vídeos, animaciones, y otros
contenidos que representen gráficamente los conceptos y teorías estudiadas.
Finalmente, para el estilo de aprendizaje del tipo secuencial-global, prevalece un equilibrio
entre los dos estilos, con una mediana tendencia al estilo secuencial. Por lo cual, se
deben desarrollar actividades que involucren la solución de problemas que estén
lógicamente conectados y que se muestren en pequeños pasos secuenciales.
Para relacionar los estilos de aprendizaje con las estrategias didácticas o técnicas de
enseñanza aprendizaje, necesarias para el desarrollo del AVA. Se presenta en el Anexo H
una tabla donde se exponen estas técnicas y su dependencia con los estilos de
aprendizaje. Esta tabla es de suma importancia, puesto que brinda información para el
correcto diseño y desarrollo de los Objetos Virtuales de Aprendizaje, promoviendo los
estilos de aprendizaje acentuados en la mayoría de alumnos del curso.
Por ejemplo, para los estudiantes que desarrollan un estilo de aprendizaje del tipo visual,
es recomendable la presentación de contenidos de aprendizaje, mediante ilustraciones,
animaciones o vídeos. Para ello, se utiliza como recurso didáctico una presentación
animada en la herramienta Prezi, o un vídeo tutorial de Khan Academy, acerca del tema
que se esté tratando.
La relación entre la tabla de las técnicas de enseñanza-aprendizaje y el análisis de los
estilos de aprendizaje para los estudiantes del curso Sistemas Dinámicos y de Control,
genera el esquema para objetos de aprendizaje, mostrado en el Anexo I. En este se
especifica lo que el OVA debe incluir para cada unidad de aprendizaje. Este esquema
52
detalla el tipo y el formato que tendrá el recurso didáctico, integrando los estilos de
aprendizaje que los alumnos tienden a utilizar con mayor regularidad, sin omitir del todo
aquellos estilos menos utilizados buscando que el impacto del Objeto Virtual de
Aprendizaje sea útil para cualquier estudiante.
En síntesis, los OVA o recursos didácticos que se diseñaron y recopilaron para cumplir
con los contenidos de aprendizaje de cada unidad incluyen; soporte estático de
información, con figuras, gráficos mapas conceptuales y tablas, y soporte dinámico de
información como videos, animaciones, presentaciones, audios y mapas mentales. En la
figura 9, se presenta el esquema para objetos de aprendizaje correspondiente a la unidad
1 del curso
Figura 9. Esquema para objetos de aprendizaje
Texto
Videos
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad I
Se mostrarán varios videos donde se explique,
ejemplifiquen o complementen varios temas
como: estudio de los sistemas, Matlab, simulink,
simescape, modelos matemáticos, elementos
básicos de modelado, leyes fisicas de equilibrio,
sistema internacional de unidades y aplicación de
los sistemas dinámicos.
Unidad I: Introducción a los
Sistemas Dinámicos
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido.
Figuras y Tablas
Se expondrán ilustraciones y tablas acerca de
concepto de sistema, clasificación de los
sistemas, modelos matemáticos y sistema
internacional de unidades.
JPG,PNG
MP3
MP4
Presentaciones
Se acompañaran los diferentes conceptos con
presentaciones animadas por ejemplo para el
concepto de sistema y estudio de los sistemas.
PPT, PREZI
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Animaciones
Se enseñarán animaciones para representar los
tipo de sistemas físicos y los elementos de
modelado (variables y parámetros)
GIF
Mapas
Se ilustrará un mapa mental como presentación
del objeto virtual de aprendizaje de la unidad I, y
un mapa conceptual para la clasificación de los
sistemas
Applet de Java, JPG
Fuente propia.
53
7. Determinación de los medios y materiales educativos: En este paso se establecieron
los medios y materiales educativos ofrecidos por la universidad del tipo presencial y virtual,
disponibles para que el profesor y el educando utilicen durante el desarrollo del curso. En
la tabla 10, se exponen algunos de más utilizados, en el contexto académico.
Tabla 10. Medios y materiales educativos para el docente y el educando
Medios y Materiales Educativos
Para el docente
Clase presencial o conferencia. Libro con el contenido del curso. Herramientas de comunicación sincrónica y asincrónica. Recurso de la plataforma interactiva o LMS. Base de datos y bibliografía.
Para el educando
Libro con el contenido del curso. Laboratorios de simulación. Talleres y actividades grupales. Herramientas de comunicación sincrónica y asincrónica. Recurso didácticos u OVAS. Actividades y recursos de la plataforma interactiva. Base de datos y bibliografía.
Fuente propia.
8. Identificación de la evaluación de aprendizaje: El proceso de evaluación que realiza el
docente en el curso a lo largo del semestre se divide en tres cortes, definidos por los
directivos de la universidad. El primer corte formado, por taller de ejercicios, informe de
laboratorios y examen parcial correspondiente a un valor del 35% de la nota. Un segundo
corte igualmente conformado por talleres informes y parcial con valor de 35%. Por último,
una evaluación o examen final y proyecto que representa el 30%, restante que completa
el 100% de la nota para la materia.
9. Precisión de las fuentes de información: En la última etapa de la metodología para la
microprogramación del sílabo a partir de competencias, se seleccionaron y señalaron las
fuentes de información o consulta más relevantes a utilizar en el curso de Sistemas
Dinámicos y de Control. Conservando las pautas establecidas por la norma APA, para
referenciar fuentes bibliográficas. En la tabla 11 se muestran algunas de las fuentes
bibliografías más importante y en versiones actualizadas para el desarrollo del contenido
del curso.
54
Tabla 11. Fuentes bibliográficas
Fuentes Bibliográficas Duarte Velasco, Ó. G. (2006). Análisis de sistemas Dinámicos. Bogotá: U Nacional de Colombia. Kuo, B. C., & Golnaraghi, F. (2010). Automatic Control Systems (9na Ed.). Hoboken, New Jersey,
EE.UU: John Wiley & Sons, Inc. Ogata, K. (2004). System Dynamics (4ta). Upper Saddle River, New Jersey, EE.UU.: Pearson
Prentice Hall. Ogata, K. (2010). Ingeniería de control moderna. Madrid: Pearson educación. Roca Cusido, A. (1999). Control de procesos. México D.F.: Alfaomega grupo editor. Rodriguez Ramirez, F. J. (1986). Apuntes de sistemas dinámicos. México D.F.: UNAM facultad de
ingeniería. Smith, C. A., & Corripio, A. B. (2004). Control automatico de procesos: teoría y práctica.
México D.F.: Limusa Fuente propia.
Como lo propone el diseño instruccional, al final de cada fase se debe realizar una
evaluación formativa para comprobar su correcta ejecución. En este caso la evaluación de
la fase de diseño se realiza al producto obtenido que corresponde al sílabo del curso.
Para ello se procede a contestar la ficha de evaluación del silabo que se presenta en el
Anexo J.
Para verificar si el sílabo reúne todas las exigencias de la metodología sugerida. La ficha
debe contener todos sus elementos ubicados en la columna “si”. Entonces, el sílabo será
considerado programado a partir de competencias. En caso que hubiese algún elemento
ubicado en la columna “no”, debe reformularse hasta que se logre ubicar en la línea del
“si”. En compañía del docente se respondió la ficha de evaluación del sílabo. Obteniendo
“si” como respuesta, en todas las filas de la tabla. Por lo cual, se consideró que el sílabo
cumplió con las expectativas propuestas. El sílabo es presentado en forma completa en el
Anexo K.
Finalmente, para culminar con la fase de diseño, se debe seleccionar la plataforma virtual
donde se dispondrá el contenido o recursos didácticos, los objetos de aprendizaje, los
instrumentos de evaluación y las fuentes de información para el curso. Esta plataforma
interactiva alojara el Ambiente Virtual de Aprendizaje desarrollado.
Esta tarea, se realizara con la ayuda de la plataforma Moodle en su versión 2.4, ya que,
está basada en software libre, por lo cual no necesita licencia de propietario. Además, es
el Sistema de Gestión de Aprendizaje (LMS), que tiene implementado la Facultad
55
Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas en la actualidad. En la
figura 10, se exhibe la interfaz actual de la plataforma Moodle dispuesta en los servidores
de la Universidad para el uso de estudiantes y maestros.
Figura 10. Plataforma Moodle de la Facultad Tecnológica
Fuente propia.
56
4. DESARROLLO DEL MODELO INSTRUCCIONAL ADDIE PARA EL CURSO
SDC
En este capítulo se mostrará en detalle la conformación del Ambiente Virtual de
Aprendizaje a partir del desarrollo de los objetos virtuales. Estos objetos virtuales se
desarrollaron para cada unidad de aprendizaje establecidos en la fase de diseño. A modo
de ejemplo se presentara la conformación del Objeto Virtual de Aprendizaje para la unidad
1, ya que, para el resto de las unidades el procedimiento que se efectúa es el mismo.
Como producto de esta fase se tiene la estructuración de la arquitectura web y la
ubicación del material multimedia que conformar el objeto de aprendizaje, utilizando para
ello software de licencia libre.
4.1 FASE DE DESARROLLO
La tercera etapa de la construcción del Ambiente Virtual de Aprendizaje corresponde a la
fase de desarrollo. Esta fase se estructura a partir de las fases de análisis y diseño, y
tiene como propósito generar las unidades de aprendizaje, los materiales didácticos de las
mismas establecidos en la fase anterior y los instrumentos de evaluación, para que los
estudiantes autoevalúen su aprendizaje en las distintas unidades. Todo ello, para
conformar los OVA o recursos y actividades a incluir en la plataforma.
Para elaborar los Objetos Virtuales de Aprendizaje de cada unidad, se llevó a cabo varias
acciones, entre estas se incluye la escritura y digitación del texto para los módulos
didácticos, la programación de la arquitectura web y de los materiales multimedia.
Utilizando para ello software de licencia libre. Además, se recopilo material en internet que
fuera de dominio Publio o que contara con una licencia reutilizable de forma gratuita.
Con el fin de tener una secuencia de actividades planificadas para la fabricación de los
OVA, se propuso el siguiente procedimiento:
57
1. Recolección de la información: Antes de iniciar con la producción del OVA, es
fundamental recolectar toda la información que este requiere. Con este propósito, se usan
los temas de aprendizaje de cada unidad establecidos en las fases de diseño. A modo de
ejemplo, se presentara la confección del OVA para la unidad 1, ya que para la
construcción de los OVA de la otras unidades se aplica un procedimiento similar. En
primer lugar, se establecen los temas basado en la fase de diseño, enseguida se
conforma el contenido de la unidad, como se indica en la tabla 12.
Tabla 12. Contenidos de aprendizaje para la unidad 1
UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DINÁMICOS INTRODUCCIÓN 1.1 CONCEPTO DE SISTEMA 1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS 1.3 ESTUDIO DE LOS SISTEMAS 1.3.1 Matlab 1.3.2 Simulink 1.3.3 Simscape 1.4 CONCEPTO DE MODELO 1.4.1 Modelos Matemáticos 1.5 ELEMENTOS BÁSICOS DE MODELADO 1.5.1 VARIABLES 1.5.2 PARÁMETROS 1.6 LEYES FÍSICAS DE EQUILIBRIO 1.7 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
Fuente propia.
Teniendo como base los temas de la unidad 1, se inició con la búsqueda de la información
pertinente a estos. Para ello, fue fundamental la ayuda del docente del curso Luini
Leonardo Hurtado, ya que facilito el material guía que había recopilado durante sus años
de docencia (notas, apuntes de clase, ejercicios, talleres, etc.) y que fue indispensable, a
la hora de estructurar el contenido de las ocho unidades de aprendizaje para el curso de
Sistemas Dinámicos y de control.
Adicionalmente también se consultó diferentes libros y páginas web, para complementar
estos temas. En medio de la búsqueda del material complementario para las unidades, se
encontraron varios recursos multimedia que ejemplifican aspectos importantes del curso.
Estos se clasificaron y guardaron para ser utilizados más adelante o en otras unidades.
58
2. Construcción del contenido base: Una vez recopilada toda la información para los
temas de la unidad 1, se procedió a construir el contenido base. Este contenido no es más
que la estructuración de la unidad, es decir, el proceso de digitar toda la información
acorde a los temas de la unidad y dar forma al cuerpo del documento. Se utilizó para esto,
el procesador de texto de Open Office Writer para crear el documento de la unidad 1.
Luego, se convierte en formato PDF. La construcción de este documento es
indispensable, pues a partir de este se realizan los siguientes pasos.
3. Estructuración de la arquitectura web: Definido el contenido base de la unidad 1, se
estructuro este contenido en forma de páginas web, dando inicio a la arquitectura web.
Esta arquitectura debe ser un entorno agradable y amigable con el estudiante. Debe
presentar en forma completa y clara los temas de cada unidad de aprendizaje del curso, y
disponer de materiales textuales y multimediales.
Se utilizó para esto un software de código abierto (Open Source), con licencia publica
general (GNU) denominado Exelearning, esta herramienta de autor permite a usuarios sin
conocimientos informáticos avanzados, el diseño de recursos de aprendizaje basados en
Web. Está diseñado para apoyar a profesores en la producción de material educativo con
formato de páginas Web, Exelearning puede ser utilizado como herramienta pedagógica
para que los propios estudiantes construyan material a partir de lo comprendido en las
clases, la característica más sobresaliente que tiene este software es que puede crear los
contenidos hechos en formato SCORM para luego ser incorporados a un LMS como
Moodle.
La construcción de esta arquitectura se hizo de la siguiente forma; Se inició, rellenando el
formulario, encargado de realizar los metadatos. Estos son etiquetas donde se encuentran
las características generales del OVA y garantizan la interoperatividad técnica, es decir,
permiten que funcione de manera adecuada y sea fácilmente ubicado en diversas
plataformas de aprendizajes virtual o que, se puede almacenar, localizar y recuperar de
repositorios de objetos de aprendizaje. En la figura 11, se muestra el formulario para los
metadatos utilizados por el software Exelearning.
59
Figura 11. Metadatos de la unidad 1
Fuente propia.
Una de la parte más importante en los metadatos, es la concerniente a la licencia que se
utilizará. Como ve en la figura 11, se seleccionó una licencia Creative Commons:
Reconocimiento-sin obra derivativa-no comercial 4.0, esto indica que el beneficiario de la
licencia tiene derecho de copiar, distribuir, exhibir y representar la obra siempre y cuando
reconozca y cite la obra de forma especificada por el autor o el licenciante, no puede
hacer uso del material con fines comerciales y si transforma o crea nuevo material a partir
de esta obra no podrá distribuir el material modificado. El numero 4.0 hace referencia a la
versión que en este caso corresponde a una licencia internacional.
Enseguida, se eligió el entorno de la interfaz gráfica que puede ser predeterminada por el
software, a través de unas plantillas que vienen incorporadas. Luego, se transcribió el
contenido base en el software Exelearning. A medida que se agregaba el texto en el
software de acuerdo a los temas presentes en la tabla 12, se generaba un árbol de
contenido, donde se presentan los conceptos y teorías jerarquizados y organizados por
página. Adicionalmente, se situaron hipervínculos a lo largo del texto con la intención de
ampliar la información del contenido del mismo, como glosario, o para contextualizar el
tema. Estos hipervínculos pueden ser configurados para abrir en una pestaña nueva.
60
En la figura 12, se observa el contenido base de la unidad 1, mostrando en la pantalla el
tema correspondiente a estudio de los sistemas, cargado en el software Exelearning.
También se muestra el árbol de contenido, su jerarquización y los hiperenlaces, con uno
abierto en una pestaña nueva.
Figura 12. Contenido base de la unidad 1 en Exelearning
Fuente propia.
Posteriormente, se implementaron las estrategias de enseñanza-aprendizaje a través de
los recursos didácticos definidos en el esquema para objetos de aprendizaje de la fase de
diseño expuesto en la figura 9, allí se establecieron contenidos multimedia como figuras,
audio, videos, etc.
En la figura 13, se aprecian algunos de estos recursos didácticos. Por ejemplo, para el
tema concepto de sistema, además detener el texto y los hiperenlaces, se complementa,
con una imagen animada tipo GIF y un audio que reproduce al texto, También se incluyó
una presentación realizada en Prezi, que refuerza el concepto de sistema. El audio se
grabó en un software de licencia gratuita (Freeware), denominado Balabolka. En cuanto a
la imagen, se realizó mediante el software Synfig Studio de licencia GNU. Mientras que
Árbol de contenido y jerarquía
Hiperenlace abierto en una nueva pestaña
Hiperenlaces
61
las presentaciones y videos fueron seleccionados de repositorios de internet, (Prezi y
YouTube). Revisando que cumplieran con las condiciones de licencia para ser
reutilizables o en algunos casos, solo mostrar el contenido sin poder modificarlo.
Figura 13. Recursos didácticos para el tema concepto de sistema
Fuente propia.
Para hacer los vídeos, se utilizó una tableta digitalizadora donde se desarrollaron los
ejercicios como se muestra en la figura 14., un micrófono y un software que graba la
pantalla del computador de nombre CamStudio de licencia GNU o GPL. Para el proceso
de edición se utiliza el software Camtasia Studio en versión demo o de prueba.
El tema de clasificación de los sistemas, además de contar con el texto, los hiperenlaces y
el audio, adiciona un mapa conceptual, recurso didáctico obtenido del esquema para
objetos de aprendizaje de la figura 9, que igualmente se implementa para complementar y
mejorar la presentación de la teoría y facilitar la asimilación del concepto por parte del
estudiante, como se muestra en la figura 15.
Imagen
Audio
Presentación Prezi
62
Figura 14. Modelo matemático elaborado con la tableta digitalizadora
Fuente propia.
Figura 15. Recursos didácticos para el tema clasificación de los sistemas
Fuente propia
Mapa conceptual
Audio
63
En los demás temas de la unidad 1, la adición de los recursos didácticos se realizó de
forma similar. Teniendo como base el esquema de objetos de aprendizaje establecidos en
la fase de diseño, mostrado en la figura 9 y el Anexo I. Este procedimiento lleva a la
obtención de la estructuración de la arquitectura web para el OVA.
Note que al final del árbol de contenidos del OVA, hay un ítem que no hacen parte del
contenido base de la unidad 1, este es el material complementario. Que como su nombre
lo indicas tiene el propósito de fortalecer el aprendizaje de esta unidad. Por ejemplo, se
observa en la figura 16, que esta página expone la aplicación de los sistemas dinámicos
por medio de un video. También dispone del documento base de la unidad 1, el cual
puede leerse en línea o descargarse para imprimirse en el caso de que no se tenga
conexión a internet.
Figura 16. Material complementario para la unidad 1
Fuente propia.
Asimismo, se encuentra un enlace a una página web que aplica el tema de modelado, a
través de un curso completo relacionado solo con este tema. Finalmente, se culmina la
Página Web
Video
Documento base
64
estructuración de la arquitectura web, al incluir todos los recursos didácticos definidos en
el esquema para objetos de aprendizaje de la fase de diseño.
4. Empaquetado del Objeto Virtual de Aprendizaje: Una vez terminada la estructura
jerárquica de contenido web, se hacen las últimas revisiones y se verifica que el contenido
textual, las imágenes, videos, hiperenlaces y demás recursos didácticos funcionen
adecuadamente. Luego, se exporta todo este contenido en formato SCORM 1.2, que más
adelante es necesario para la implementación en la plataforma Moodle. Algo a tener en
cuenta, es el tamaño o peso del archivo exportado, el cual no debe sobrepasar los 8 MB.
Puesto que, es la capacidad máxima que se puede subir a la plataforma Moodle
directamente un usuario sin derechos de administración. Por este motivo, se debe
optimizar el archivo donde se encuentra el OVA. Para ello, las imágenes, videos, audios y
galerías de animaciones, tuvieron que ser alojadas en la nube con el propósito de depurar
el tamaño del archivo y asegurar la correcta carga del OVA en la plataforma.
5. Presentación del Objeto Virtual de Aprendizaje: Como herramienta visual para
presentar los Objetos Virtuales de Aprendizaje de cada unidad, se realizó un mapa
mental, que será montado antes del objeto de aprendizaje. Esto con el fin de generar una
proyección o introducción del tema previsto en la unidad, soportado en el contenido base,
y realizado en el software Freeplane, también de licencia GNU GPL. El uso de este
recurso didáctico se observar en la figura 9, y esta sustentado como una las estrategias
de enseñanza-aprendizaje. Se muestra en la figura 17, el mapa mental para el Objeto
Virtual de Aprendizaje de la unidad 1.
6. Producción de los instrumentos de evaluación: En este paso se realizan los
instrumentos de evaluación que ya fueron definidos, en la fase de diseño, en la estructura
jerárquica de contenido, mostrada en la figura 7, donde se aprecia tres tipos de
instrumentos; Cuestionario virtual de autoevaluación, participación en las herramientas
virtuales del AVA: Foro, Chat, etc. Además, de los tutoriales de manejo de software
Matlab, para el reconocimiento de las herramientas de la simulación.
65
Figura 17. Mapa mental para introducir el OVA de la unidad 1
Fuente Propia.
Para el cuestionario virtual de autoevaluación, se plantearon 10 preguntas de selección
múltiple con única respuesta que abarcan los temas de la unidad 1 y que se alojaran en la
plataforma Moodle, mediante la actividad de cuestionario. Este método de alojamiento
presenta varáis ventajas como la recopilación de informes de actividades o participación
que reflejan el compromiso del estudiante con el AVA, y la reutilización de las preguntas
que son almacenadas en un banco de preguntas para posteriores usos en otros
cuestionarios o cursos.
En cuanto a la participación de las herramientas didácticas del Ambiente Virtual de
Aprendizaje, se utiliza la actividad de foro prevista en Moodle para la comunicación
asincrónica, gracias a esta se realiza una pregunta de un tema en específico que los
estudiantes tienen que debatir a través de sus puntos de vista particulares.
Por último, para la actividad de tutorial del software Matlab, se plantean una serie de
videos y ejercicios prácticos que posibilitan el reconocimiento de las herramientas
66
utilizadas durante el desarrollo del curso para simulación de sistemas. Se propusieron tres
actividades cada una relacionada con un paquete especifico del software Matlab.
Finalmente, siguiendo el método de diseño instruccional, se realizó una evaluación de tipo
formativo para comprobar la correcta configuración, organización y ejecución de los
contenidos desarrollados. Sin pasar por alto la revisión por parte del docente acerca de la
pertinencia del material didáctico multimedia y su relación con el material guía o base de
las unidades de aprendizaje.
67
5. IMPLEMENTACIÓN Y EVALUACIÓN DEL MODELO INSTRUCCIONAL
ADDIE PARA EL CURSO SDC
En este capítulo se mostraran las dos últimas fases del diseño instruccional basado en el
modelo ADDIE, que finalizan con el desarrollo del Ambiente Virtual de Aprendizaje, para
el curso de Sistemas Dinámicos y de Control en el programa de Ingeniería Mecánica.
En la fase de implementación, se cargan y organizan en la plataforma interactiva o LMS
Moodle cada uno de los recurso didácticos; Objetos Virtuales de Aprendizaje, mapas
mentales e instrumentos de evaluación, obtenidos en la fase de desarrollo. Además, se
comprueba el correcto funcionamiento y ejecución de los mismos a través de pruebas de
rendimiento.
Por otra parte, en la fase de evaluación, se elabora una revisión sistemática de las etapas
anteriores, finalizando con la evaluación formativa, llevada a cabo en cada una de las
fases del modelo ADDIE. A continuación, se realizó una prueba piloto que garantiza el
correcto desempeño del AVA para gestionar y fomentar el proceso de enseñanza
aprendizaje. Por último, se crea una encuesta para recoger las percepciones de futuros
estudiantes que permita el mejoramiento y la actualización del curso.
5.1 FASE DE IMPLEMENTACIÓN
En esta fase se acoplan y ordenan las unidades de aprendizaje sobre la plataforma LMS
seleccionada, en este caso la plataforma Moodle en la versión 2.4, mediante el montaje
de los objetos de aprendizaje creados en formato SCORM, en la fase de desarrollo, junto
con el mapa mental que sirve de introducción al objeto virtual y los instrumentos de
evaluación correspondientes.
Para llevar a cabo la implementación del contenido diseñado y desarrollado, se utilizó el
rol de profesor, asignado por el administrador de la plataforma Moodle de la Universidad
Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica. Este rol permite realizar
68
cualquier acción dentro de un curso ya creado, incluyendo la edición de actividades y
recursos y la calificación a los estudiantes, como se muestra en la figura18.
Figura 18. Interfaz de curso en Moodle
Fuente propia.
Debido a que en la actualidad, ya existe un curso dentro de la plataforma no es necesaria
su creación. Por consiguiente, se procedió a gestionarlo, iniciando con un mensaje de
bienvenida para los estudiantes que son matriculados en el curso. A continuación, se
editó el diagrama de temas de Moodle colocando las ocho unidades de aprendizaje y el
anexo establecidas en la fase de diseño. Para cada unidad de aprendizaje se agregó el
contenido desarrollado en la fase anterior, subiendo los paquetes SCORM, mapas de
introducción e instrumentos de evaluación a través de las herramientas de actividades y
recursos que ofrece la plataforma Moodle, como se ve en la figura 19.
69
Figura 19. Implementación de actividades y recursos para la unidad 1
Fuente propia.
Posteriormente, se añadió al AVA el sílabo obtenido en la fase de diseño, con el fin de
presentar a los estudiantes la información general de lo que será el curso. En seguida, se
publicaron de forma privada los objetos de aprendizaje e instrumentos de evaluación con
la intención de verificar su funcionamiento como se aprecia en la figura 20. Para ello, se
llevó a cabo una revisión interna en la cual se tuvieron en cuenta aspectos funcionales y
no funcionales de los objetos de aprendizaje y los instrumentos de evaluación. Una vez
realizado esto, se determinaron y realizaron las respectivas correcciones.
Figura 20. Comprobación del paquete SCORM para la unidad 1
Fuente propia.
70
Una de las ventajas de implementar los Objetos de Virtuales Aprendizaje en la plataforma
Moodle, es que permite la observación del progreso para cada uno de los estudiantes
durante el desarrollo de las actividades y la participación en las herramientas de la
plataforma. Por medio de informes generados de forma automática. Con esto el docente
tiene una idea clara del uso del material, al igual que del interés y la valoración de los
contenidos por parte de los estudiantes.
Igualmente Moodle, emplea un software que permite obtener de manera instantánea la
calificación para diferentes instrumentos de evaluación, facilitando al docente medir el
nivel de aprendizaje para cada uno de los estudiantes, inscritos en el curso.
Para finalizar, con la fase de implementación es requisito del diseño instruccional, realizar
la evaluación formativa, que en este caso consiste en probar y verificar la navegabilidad
de los contenidos, terminados e implementados en el Ambiente Virtual de Aprendizaje. De
igual modo, es preciso revisar los informes entregados por Moodle, asegurando que la
gestión del contenido es llevada a cabo de manera óptima.
5.2 FASE DE EVALUACIÓN
Esta etapa aunque se presenta como la quinta fase del modelo ADDIE de diseño
instruccional, es un componente integral de cada uno de las cuatros fases anteriores. Al
conducir cada fase del diseño instruccional, los procedimientos y actividades pueden ser
evaluadas para asegurar que se realicen de manera eficaz y asegurar resultados óptimos,
mediante la aplicación de una evaluación formativa.
La fase de evaluación está divida en dos: En primera instancia se realiza una evaluación
formativa, la cual consiste en hacer un control de calidad con ayuda del docente, en cada
uno de los productos obtenidos de las cuatro fases anteriores, incluyendo la puesta a
punto del curso para el inicio del siguiente semestre.
En segunda instancia, se asignó un rol de estudiante para el curso Sistemas Dinámicos y
de Control. Con este se ingresó a la plataforma Moodle y se verifico que cada recurso
71
didáctico contenido en los Objetos Virtuales de Aprendizaje e instrumentos de evaluación
funcionará de forma correcta, al igual que los recursos y actividades propias del AVA,
encargadas de la comunicación entre profesor o asesor y alumnos.
Por último, se estableció una encuesta de reacción o satisfacción, realizada en la
plataforma con el módulo de encuesta de Moodle. Esta debe ser contestada al finalizar el
curso por los estudiantes matriculados, con el fin de optimizar y actualizar el contenido del
Ambiente Virtual de Aprendizaje para cursos posteriores.
72
CONCLUSIONES
Gracias a la información recopilada durante la fase de análisis se organizó y actualizo el
contenido del curso Sistemas Dinámicos y de control que dieron como resultado dos
módulos de aprendizaje, uno para la parte de modelado y simulación de sistemas
dinámicos y otro para el diseño de sistemas de control automático. Debido a que el curso
presenta un amplio contenido matemático, se desarrolló una unidad de aprendizaje
adicional, donde se presenta las bases matemáticas que el estudiante utilizara a lo largo
del curso.
Se estableció la información general para el curso Sistemas Dinámicos y de Control,
mediante la aplicación de la metodología para la microprogramación del sílabo a partir de
competencias. Obteniendo, el objetivo del curso, la sumilla, las competencias para cada
unidad de aprendizaje, las estrategias didácticas por medio de los estilos de aprendizaje
de Felder y Silverman y la identificación de los instrumentos de evaluación.
Proporcionando al estudiante la capacidad y habilidad requerida en esta área de estudio y
que integra al perfil profesional del egresado de ingeniería mecánica.
El desarrollo de los Objetos Virtuales de Aprendizaje (OVA), provee herramientas
pedagógicas que complementan las actividades de enseñanza y aprendizaje presencial
expandiéndolas fuera del aula de clase, lo que permite cambiar el papel del estudiante de
un sujeto pasivo dependiente de la lección magistral, a un sujeto activo que selecciona su
camino de formación teórica, a partir de las rutas conformadas por las diversas
actividades, recursos multimedia y elementos de contextualización contenidos en un
espacio virtual que favorecen los estilos de aprendizaje de los estudiantes y fomentan el
aprendizaje significativo y cooperativo. No menos importante es que el OVA al ser
reutilizable y portable facilita ejecutarlo en otras aulas virtuales y por tanto disminuye
tiempos y costos para la elaboración de nuevos cursos.
La implementación y evaluación sobre el Ambiente Virtual de Aprendizaje (AVA),
mediante un control de calidad que permitió comparar, corregir y verificar aspectos de
interfaz gráfica, de navegabilidad y de programación del contenido, garantizan cualificar
los procesos de comunicación entre el docente y el discente, posibilitando el acceso a la
73
información más relevante para el curso que permite alcanzar los objetivos y
competencias establecidas en el diseño curricular y promueven la discusión y
construcción colectiva de conocimiento el entorno semipresencial.
74
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77
ANEXOS
ANEXO A. ENCUESTA
Fecha: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA
Encuesta para identificar la necesidad de un Ambiente Virtual de Aprendizaje (AVA) en la asignatura Sistemas Dinámicos y de Control.
Nombre: Código: Semestre:
No. Preguntas Respuestas
posibles Marcar con (x)
1 ¿La asignatura dispone de recursos académicos y materiales de apoyo suficientes para el desarrollo de las clases?
Si
No
No sabe
2 ¿El material de apoyo suministrado para las clases (talleres, presentaciones y documentos), fue pertinente y suficiente?
Si
No
No sabe
3 ¿Mejoraría el método de enseñanza actual del docente si tuviera el apoyo de recursos tecnológicos multimediales (esquemas, gráficos, imágenes, videos y animaciones)?
Si
No
No sabe
4 ¿Le gustaría tener a su disposición una herramienta a la cual pueda acceder a cualquier momento para complementar su aprendizaje?
Si
No
No sabe
5 ¿Considera que las temáticas tratadas en la asignatura tienen una alta complejidad?
Si
No
No sabe
6 ¿La metodología de la clase magistral es clara y suficiente en un proceso de aprendizaje como el que exige esta asignatura?
Si
No
No sabe
7 ¿Las metodologías utilizadas por el docente para el desarrollo del programa de la asignatura facilitaron su aprendizaje?
Si
No
No sabe
8 ¿La dinámica del método de enseñanza utilizado le permitió una rápida y fácil comprensión de los contenidos de la asignatura?
Si
No
No sabe
9 ¿La metodología de la asignatura presenta un esquema rígido y monótono, que impide la motivación por parte del estudiante respecto a los temas?
Si
No
No sabe
78
10 ¿La metodología del curso fomenta el aprendizaje autónomo y colaborativo?
Si
No
No sabe
11 ¿Cree que adquirió competencias específicas para el ejercicio profesional dentro de la asignatura?
Si
No
No sabe
12 ¿El tiempo empleado en la asignatura es suficiente para el aprendizaje de las herramientas de software utilizados para la solución de problemas?
Si
No
No sabe
13 ¿La asignatura tiene el tiempo suficiente para realizar la retroalimentación de los conocimientos adquiridos?
Si
No
No sabe
14 ¿La asignatura establece tiempo y espacio necesarios para repasar los conocimientos previos requeridos para su aprendizaje?
Si
No
No sabe
15
¿El método de enseñanza de la asignatura le permitió adquirir o mejorar sus conocimientos informáticos o competencias en el área de las TIC's (buscar, acceder, definir, evaluar, seleccionar y organizar información)?
Si
No
No sabe
16 ¿La metodología de la asignatura le permitió acceder de forma rápida a información actualizada requerida para el desarrollo de la misma?
Si
No
No sabe
17 ¿Los temas impartidos en la asignatura lo motivaron a pensar en un posible trabajo de grado?
Si
No
No sabe
18 ¿Los fundamentos teóricos adquiridos en la asignatura permiten afrontar problemas reales?
Si
No
No sabe
79
ANEXO B. FICHA TÉCNICA ENCUESTA
FICHA TÉCNICA Persona natural o jurídica que la realizo el sondeo
Luis Felipe Archila Sana y Yeyson Alexander Parra Valencia
Fuente de financiación Recursos propios
Grupo objetivo Estudiantes de octavo, noveno y décimo semestre de ingeniería mecánica equivalentes a una población de 169 alumnos
Cobertura geográfica Universidad Distrital Francisco José de Caldas facultad tecnológica
Tipo de investigación Muestral
Diseño de Muestreo Muestreo probabilístico aleatorio simple
Tamaño de muestra 62 encuestas de las cuales 20 corresponden a estudiantes de octavo, 14 a noveno y 28 a decimo semestre.
Margen de error +/- 10%
Nivel de confianza 95%
Temas al que se refiere el sondeo
Identificar la necesidad de un Ambiente Virtual de Aprendizaje (AVA) en la asignatura Sistemas Dinámicos y de Control.
Preguntas que se formularon 18 preguntas
Preguntas concretas que se formularon
Refiérase a cuestionario (Anexo A)
Periodo trabajo de campo 26 de abril a 10 de mayo de 2014
Técnica de recolección Entrevista presencial cara a cara con cuestionario estructurado
80
ANEXO C. TAXONOMIA DE OBJETIVOS DE BLOOM
DOMINIO COGNOSCITIVO DOMINIO AFECTIVO DOMINIO PSICOMOTRIZ
INFORMACIÓN RECEPCIÓN IMITACIÓN
Aparear Apuntar Citar Combinar Clasificar Definir Describir Designar Determinar
Enumerar Exponer Especificar Formular Reconocer Identificar Listar Memorizar Mencionar
Mostar Nombrar Relacionar Relatar Repetir Reproducir Registrar Recordar Seleccionar
Aceptar Escuchar Escoger Observar Prevenir Seleccionar Separar Salvaguardar
Armar Adherir Construir Cuidar Pegar Perseguir Reunir
COMPRENSIÓN RESPUESTA MANIPULACIÓN
Actuar Comunicar Concluir Deducir Distinguir Diagnosticar Ejemplificar Explicar
Exponer Expresar Generalizar Inferir Informar Interpretar Parafrasear Pronosticar
Planificar Revisar Resumir Reafirmar Trasladar Transformar Transcribir Traducir
Aclarar Aplaudir Acrecentar Ayudar Aprobar Cumplir Contestar Dar
Discutir Disfrutar Encomendar Interesante Ofrecerse Seguir Expresar
Afinar Arreglar Arrancar Cambiar Conectar Componer Coser Enganchar Envolver
Esmerilar Fijar Jugar Lijar Limpiar Llenar Recoger Remover Tranquilizar
APLICACIÓN VALORACIÓN PRECISIÓN
Aplicar Administrar Calcular Cambiar Demostrar Describir Dramatizar Dibujar
Esbozar Interpretar Inventariar Ilustrar Manipular Modificar Practicar Preparar
Programar Producir Relacionar Resolver Trazar Usar utilizar
Apreciar Acrecentar Aceptar Asumir Asistir Argüir Compartir Cooperar
Colaborar Debatir Justificar Promover Proponer Preferir Participar valorar
Armar Calibrar Clavar Calentar Conducir Desplazar Eliminar Estructurar
Ejecutar Emplear Enseñar Contar Guiar Introducir Martillar mezclar
ANALIZAR ORGANIZAR COORDINACIÖN
Analizar Catalogar Calcular Combinar Comparar Contrastar Criticar Debatir
Discutir Dirigir Distinguir Esquematizar Examinar Experimentar Identificar Ilustrar
Intercambiar Inspeccionar Investigar Probar Relacionar Separar Subdividir
Aceptar Cambiar Comprar Discutir Desarrollar Defender Formular
Juzgar Prestar Revisar Teorizar
Agarrar Crear Conducir Desplazar Diseñar Esbozar Idear Inscribir
Implantar Identificar Localizar Mantener observar
SÍNTESIS CARACTERIZACIÓN ADQUISICIÓN
Categorizar Combinar Compilar Componer Construir Crear Dirigir Diseñar Erigir
Escribir Esquematizar Estructurar Establecer Explicar Facilitar Formular Generar Modificar
Narrar Planear Proponer Proyectar Recomendar Reunir Reconstruir Relacionar Sintetizar
Evitar Certificar Controlar Codificar Resolver Resistir transformar
Conservar Decir Efectuar Encontrar Enviar Establecer Guardar Hacer Leer
Manipular Movilizar Pasar Prohibir Suplir Seguir Usar Tener Tratar
EVALUACIÓN Alentar Apoyar Comparar Concluir
Contrastar Criticar Dedicar Discriminar
Explicar Justificar Medir Seleccionar
Sustentar Tazar
81
ANEXO D. MAPA FUNCIONAL DEL CURSO SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
Enseñs los principios asociados a los modelos.
Interpreta los aspectos teóricos de los sistemas y su
descripción general. A continuación, emplea la terminología
asociada al modelo que representa el sistema y
posteriormente asume los principios físicos necesarios para
analizar y simular el modelo del S.D.
PROPÓSITO CLAVE FUNCIONES CLAVES FUNCIONES
BÁSICASELEMENTOS DE
COMPETENCIA
Identifica de acuerdo a su clasificación, el tipo de sistema
que será objeto de estudio durante el desarrollo de la
asignatura.
Desarrollar en el estudiante la habilidad para reconocer,
modelar y analizar el comportamiento de los sistemas
dinámicos ante perturbaciones en el dominio del tiempo y la
frecuencia, utilizando para ello las herramientas
computacionales para la simulación que facilitan la
selección, calculo, evaluación e implementación del sistema
de control, garantizando las condiciones requeridas de
estabilidad para el proceso.
OBJETIVO DEL
CURSO
COMPETENCIAS
ESPECIFICASCONTENIDOS DE
APRENDIZAJE
Utiliza los conceptos generales de los S.D.
CONTENIDO
ESPECIFICO
Reconoce los diferentes tipos de sistemas físicos, examina
sus variables y parámetros. A continuación, compone el
modelo matemático a partir de la ecuación de equilibrio
correspondiente, para su posterior simulación.
Aplica las funciones de entrada típicas a sistemas de
primer, segundo y orden superior. Con ello analiza la
evolución en el tiempo que presenta la función de salida
caracterizando la respuesta del sistema en el dominio
temporal y frecuencial y finalmente evalúa la estabilidad del
sistema.
Determina los conceptos fundamentales asociados al
estudio de los Sistemas Dinámicos.
Expresa la importancia que tiene el estudio de los Sistemas
Dinámicos, para el diseño y control en ingenieria.
Promueve la utilización del software para simulación y
análisis de problemas.
Conoce los elementos básicos (Variables y parámetros)
para el modelado de sistemas físicos.
Describe las leyes físicas de equilibrio y las unidades
presentes según el tipo de sistema físico.
Obtiene la función de transferencia del sistemas físico,
mediante la aplicación de la transformada de Laplace.
Sintetiza las variables y parámetros de interés de los
sistemas físicos, a través de la ecuación de balance o
equilibrio correspondiente.
Cataloga cada uno de los sistemas físicos con los
correspondientes elementos que lo conforman y leyes que
lo rigen.
Hace el modelo que representa matemáticamente, la
interacción de los componentes del sistema físico,
diferenciando entre un S.D. de primer y segundo orden.
Esquematiza el modelo matematico del sistema según su
tipo, en diagrama de bloques.
Identifica los elementos de modelado propios de cada
sistemas físico.
Comparte los conocimientos previos en cuanto al manejo
de software de simulación, aprendidos durante el transcurso
de la carrera para fortalecer el ambiente educativo.
Analiza la respuesta de los sistemas de primer orden,
segundo orden y de orden n, en el dominio temporal y
frecuencial ante entradas típicas.
Prueba el tipo de señal de entrada para obtener las
características de desempeño del S.D. (de primer, segundo
y orden superior), estudiando el resultado de la respuesta
dinámica.
Determina las condiciones de estabilidad aceptables para
sistemas de primer orden, segundo orden y orden n.Usa los requisitos para la estabilidad de los S.D.
estudiados (primer, segundo y orden superior) para
representar la respuesta frecuencial
Usa los requisitos para la estabilidad de los S.D.
estudiados (primer, segundo y orden superior) para
representar la respuesta frecuencial Emplea los diagramas de Bode y Nyquist para graficar la
respuesta frecuencial de sistemas físicos.
Utiliza herramientas de software para la construcción de la
respuesta transitoria y frecuencial de sistemas físicos.
Emplea las herramientas computacionales para la
simulación de modelos.
Aplica el concepto de modelo para obtener
representaciones matemáticas de sistemas físicos.
Formula modelos matemáticos de sistemas físicos, por
medio de ecuaciones diferenciales ordinarias.
Manipula Sistemas Dinámicos representados con el mismo
modelo matemático, a través del concepto de analogía
entre sistemas.
Utiliza herramientas de software para la simulación de
modelos de Sistemas Dinámicos.
Comprende la teoría asociada al modelo de estado,
promueve sus ventajas frente a otros modelos que
representan S.D., e introduce la representación en el
espacio de estados para obtener modelos de sistemas
físicos complejos.
Interpreta los conceptos relacionados con el modelamiento
de S.D. mediante el uso de variables de estado.
Comprende el significado de estado y variable de estado.
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados
de un sistema físico directamente, a partir del sistema.
Practica la representación en el espacio de estado para
obtener un modelo de S.D. a partir de E.D. y de Funciones
de Transferencia.
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados
de un sistema físico, a partir de su ecuación diferencial.
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados
de un sistema físico, a partir de su función de transferencia.
Realiza operaciones matemáticas en el campo matricial.
Obtiene la función de transferencia a partir de la ecuación
en espacio de estados.
Utiliza herramientas de software para la representación y
simulación de modelos de sistemas en el espacio de
estado.
Identifica las especificaciones de la respuesta temporal y
frecuencial de sistemas físicos.
Acepta la utilidad de solucionar un sistema representado en
espacio de estado mediante el uso de herramientas de
simulación.
Expresa la ventaja de utilizar herramientas de simulación
para conseguir las especificaciones de la respuesta de S.D.
Contenidos Conceptuales
Contenidos Procedimentales
Contenidos Actitudinales
S.D. = Sistema Dinámico
E.D. = Ecuación Diferencial
S.C. = Sistema de Control
82
Mapa funcional (Continuación)
PROPÓSITO CLAVE FUNCIONES CLAVES FUNCIONES BÁSICASELEMENTOS DE
COMPETENCIA
OBJETIVO DEL
CURSO
COMPETENCIAS
ESPECIFICAS
CONTENIDOS DE
APRENDIZAJECONTENIDO ESPECIFICO
Desarrollar en el alumno la habilidad para reconocer,
modelar y analizar el comportamiento de los sistemas
dinámicos ante perturbaciones en el dominio del tiempo y la
frecuencia, utilizando para ello las herramientas
computacionales y de simulación que facilitan la selección,
calculo, evaluación e implementación del sistema de
control, garantizando las condiciones requeridas de
estabilidad para el proceso.
Desarrolla los fundamentos de la teoría de control. Con ello
estructura sistemas de control automático y aplica los
criterios que garantizan la estabilidad del sistema.
Identifica los elementos básicos que conforman un sistema
de control automático.
Comprende la diferencia entre los conceptos de lazo de
control abierto y cerrado y sus incidencias en la respuesta
del sistema.
Expresa un sistema de control automático mediante
diagramas de bloques y procesos P&ID.
Calcula los errores de régimen estacionario en un
determinado sistema en lazo cerrado.
Aplica el criterio de Routh y Evans para comprobar la
estabilidad de sistemas de control.
Determina las condiciones de estabilidad frecuencial bajo el
criterio de Bode y Nyquist.
Manipula los márgenes de ganancia y de fase de la
respuesta frecuencial de sistemas físicos.
Utiliza herramientas de software con el fin de obtener los
diagramas de respuesta del sistema necesarios para aplicar
los criterios de estabilidad.
Diseña controladores PID análogos al igual que
compensadores de adelanto y atraso para procesos de
ingeniería, mediante el uso de herramientas para la
simulación, que promuevan las habilidades con el manejo
del software.
Reconoce las diferentes acciones básicas de control y su
aplicación para el diseño de sistemas de control de
procesos.
Expresa las ventajas de utilizar un controlador PID y un
compensador de adelanto y atraso, dentro de la estructura
de un sistema de control de proceso.
Emplea los métodos gráficos de ajuste o de sintonización
de controladores PID.
Diseña controladores PID (análogos) y compensadores de
adelanto y atraso.
Utiliza herramientas de software para el diseño y
configuración de controladores PID (análogos) y
compensadores de adelanto y atraso.
Valora las ventajas de los controladores por
retroalimentación del vector de estado (RVE). A
continuación, emplea los observadores de estado para
estimar las variables de estado del proceso, y con ello
estructura sistemas de control RVE, mediante el uso de una
herramienta de software.
Expresa las ventajas de utilizar un controlador por
retroalimentación del vector de estado, dentro de la
estructura de un sistema de control de procesos.
Representa sistemas de control en el espacio de estados.
Diseña controladores por retroalimentación del vector de
estado mediante el método de ubicación de polos y el
método de control optimo cuadrático.
Identifica las variables de estado en sistemas de control de
procesos, mediante observadores de estado.
Utiliza herramientas de software para el diseño de
controladores RVE y para estimar las variables de estado
en sistemas de control.
Manipula sistemas de control del tipo PID analógicos y
compensadores de adelanto y atraso, teniendo en cuenta
los parámetros mínimos para su funcionamiento.
Erige el método de representación en el espacio de estado
para proyectar sistemas de control de procesos.
Esboza sistemas de control del tipo RVE, control optimo
cuadrático y observadores de estado analógicos. Teniendo
en cuenta los parámetros mínimos para su funcionamiento.
Sigue los criterios para precisar la estabilidad de los S.C.
estudiados en el dominio temporal y frecuencial.
Sigue los criterios para precisar la estabilidad de los S.C.
estudiados en el dominio temporal y frecuencial.
Reconoce la importancia de emplear software de simulación
para el análisis y solución de S.C.
Explica los principios que configuran los sistemas de control
automático.
Expone los principios básicos que conforman los sistemas
de control automático.
Reconoce la importancia de emplear software de simulación
para el diseño de S.C.
Aprecia la utilidad de operar herramientas de simulación
para diseñar S.C. en el espacio de estados
Contenidos Conceptuales
Contenidos Procedimentales
Contenidos Actitudinales
S.D. = Sistema Dinámico
E.D. = Ecuación Diferencial
S.C. = Sistema de Control
83
Mapa funcional (Continuación)
PROPÓSITO CLAVE FUNCIONES CLAVES FUNCIONES BÁSICASELEMENTOS DE
COMPETENCIA
OBJETIVO DEL
CURSO
COMPETENCIAS
ESPECIFICAS
CONTENIDOS DE
APRENDIZAJECONTENIDO ESPECIFICO
Desarrollar en el alumno la habilidad para reconocer,
modelar y analizar el comportamiento de los sistemas
dinámicos ante perturbaciones en el dominio del tiempo y la
frecuencia, utilizando para ello las herramientas
computacionales para la simulación que facilitan la
selección, calculo, evaluación e implementación del sistema
de control, garantizando las condiciones requeridas de
estabilidad para el proceso.
Investiga acerca de las teorías de sistemas de control
digital, observa su aplicación en los procesos industriales y
formula diseños que satisfagan los requerimientos de
control actual.
Identifica los elementos básicos que conforman un Sistema
de Control Digital.
Obtiene un modelo en tiempo discreto a partir de uno en
tiempo continuo.
Diseña controladores PID digitales, y los aplica en sistemas
de control de procesos.
Representa en el espacio de estado, sistemas de control
digitales.
Utiliza herramienta de software para el diseño de
controladores PID y RVE en tiempo discreto.
Asume los fundamentos matemáticos propios para el
modelado de sistemas físicos. Con ello formula y resuelve
la ecuación matemática que representa el comportamiento
del sistema a estudiar.
Contextualiza las ciencias básicas hacia los problemas de
ingeniería.
Linealiza ecuaciones diferenciales o en diferencias no
lineales.
Transforma ecuaciones diferenciales y en diferencias al
dominio ℒ y Z.
Aplica la transformada inversa ℒ y Z para resolver
ecuaciones diferenciales y en diferencias.
Representa ecuaciones en el dominio complejo, mediante el
uso de la función de transferencia.
Conoce el diagrama de bloques y su utilidad para la
representación de modelos matemáticos.
Describe las funciones elementales de excitación presentes
en el análisis de sistemas dinámicos.
Utiliza herramientas de software para la solución de
ecuaciones.
Relaciona los conceptos y teorías asociadas con los
sistemas de control digital, mediante el estudio de las
características de la respuesta ante perturbaciones.
Implanta controladores por PID, RVE y observadores de
estado digitales en procesos industriales que lo requieran.
Recuerda los conceptos matemáticos necesarios para
desarrollar modelos de S.D.
Utiliza los métodos de soluciones de E.D. y en diferencia
lineales al igual que funciones de transferencia, complejas y
de excitación, y diagramas de bloques para representar
S.D.
Desarrolla controladores en tiempo discreto, a través de la
aplicación de herramientas computacionales que permitan
comprobar el mejor diseño.
Se interesa por la aplicación de los diferentes software de
simulación para la solución de problemas matematicos.
Identifica los elementos necesarios para realizar
operaciones en lenguaje matricial.
Diseña controladores digitales por RVE, y los aplica en
sistemas de control de procesos.
Estima las variables de estado, mediante observadores de
estado en tiempo discreto.
Analiza la estabilidad, respuesta temporal y frecuencial de
los sistemas de control en tiempo discreto.
Contenidos Conceptuales
Contenidos Procedimentales
Contenidos Actitudinales
S.D. = Sistema Dinámico
E.D. = Ecuación Diferencial
S.C. = Sistema de Control
84
ANEXO E. ESTRUCTURA JERÁRQUICA DE CONTENIDO
Explica las teorías y leyes asociadas a sistemas y
modelos, mediante la adquisición de la
terminología y conceptos fundamentales, que son
base para el estudio del comportamiento y
análisis de los Sistemas Dinámicos
Elabora modelos matemáticos que representan
sistemas físicos en forma de ecuación diferencial
ordinaria y función de transferencia, a partir de los
elementos básicos que lo conforman y de las
leyes físicas de equilibrio correspondientes
INDICADORES DE LOGRO
Modelamiento y simulación de
Sistemas Dinámicos
LOGROMODULO DE APRENDIZAJEDetermina los conceptos fundamentales
asociados al estudio de los Sistemas
Dinámicos.
Identifica de acuerdo a su clasificación, el
tipo de sistema que será objeto de estudio
durante el desarrollo de la asignatura.
Expresa la importancia que tiene el estudio
de los Sistemas Dinámicos, para el diseño
y control en ingenieria.
Aplica el concepto de modelo para obtener
representaciones matemáticas de sistemas
físicos.
Conoce los elementos básicos (Variables y
parámetros) para el modelado de sistemas
físicos.
Describe las leyes físicas de equilibrio y las
unidades presentes según el tipo de
sistema físico.
Emplea las herramientas computacionales
para la simulación de modelos.
Formula modelos matemáticos de
sistemas físicos, por medio de ecuaciones
diferenciales ordinarias.
Obtiene la función de transferencia del
sistemas físico, mediante la aplicación de
la transformada de Laplace.
Esquematiza el modelo matematico del
sistema según su tipo, en diagrama de
bloques.
Manipula Sistemas Dinámicos
representados con el mismo modelo
matemático, a través del concepto de
analogía entre sistemas.
Utiliza herramientas de software para la
simulación de modelos de Sistemas
Dinámicos.
Identifica los elementos de modelado
propios de cada sistemas físico.
Sintetiza las variables y parámetros de
interés de los sistemas físicos, a través de
la ecuación de balance o equilibrio
correspondiente.
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
Tutorial Matlab, reconocimiento de las
herramientas de simulación de Matlab.
Participación en las herramientas virtuales del
AVA: Foro.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Comprende el significado de estado y
variable de estado.
Representa la ecuación estándar en el
espacio de estados de un sistema físico
directamente, a partir del sistema.
Representa la ecuación estándar en el
espacio de estados de un sistema físico, a
partir de su ecuación diferencial.
Representa la ecuación estándar en el
espacio de estados de un sistema físico, a
partir de su función de transferencia.
Realiza operaciones matemáticas en el
campo matricial.
Obtiene la función de transferencia a partir
de la ecuación en espacio de estados.
Utiliza herramientas de software para la
representación y simulación de modelos de
sistemas en el espacio de estado.
Experimenta con la técnica de variables en el
espacio de estados para obtener modelos de
sistemas dinámicos, a partir de ecuaciones
diferenciales y funciones de trasferencia,
comparando los resultados mediante la
simulación con la ayuda de una herramienta de
software.
Analiza la respuesta de los sistemas de
primer orden, segundo orden y de orden
n, en el dominio temporal y frecuencial
ante entradas típicas.
Determina las condiciones de estabilidad
aceptables para sistemas de primer orden,
segundo orden y orden n.
Emplea los diagramas de Bode y Nyquist
para graficar la respuesta frecuencial de
sistemas físicos.
Utiliza herramientas de software para la
construcción de la respuesta transitoria y
frecuencial de sistemas físicos.
Identifica las especificaciones de la
respuesta temporal y frecuencial de
sistemas físicos. Esquematiza el comportamiento del sistema,
mediante representaciones graficas en el dominio
temporal y frecuencial, reconociendo las
especificaciones que permiten evaluar la
estabilidad de la respuesta obtenida.
UNIDAD DE APRENDIZAJE
Introducción a los Sistemas Dinámicos
Modelado de Sistemas Dinámicos
Modelado de Sistemas Dinámicos en el
espacio de estados
Análisis de Sistemas Dinámicos
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
85
Estructura jerárquica de contenido (Continuación)
Identifica los elementos básicos que
conforman un sistema de control
automático.
Comprende la diferencia entre los
conceptos de lazo de control abierto y
cerrado y sus incidencias en la respuesta
del sistema.
Expresa un sistema de control automático
mediante diagramas de bloques y
procesos P&ID.
Calcula los errores de régimen
estacionario en un determinado sistema en
lazo cerrado.
Aplica el criterio de Routh y Evans para
comprobar la estabilidad de sistemas de
control.
Determina las condiciones de estabilidad
frecuencial bajo el criterio de Bode y
Nyquist.
Manipula los márgenes de ganancia y de
fase de la respuesta frecuencial de
sistemas físicos.
Utiliza herramientas de software con el fin
de obtener los diagramas de respuesta del
sistema necesarios para aplicar los
criterios de estabilidad.
Utiliza los diagramas de bloques y P&ID para
representar sistemas de control en lazo abierto y
cerrado, obteniendo los errores en estado
estacionario de la simulación y comparando
mediante el criterio correspondiente la estabilidad
de la curva de respuesta obtenida.
Reconoce las diferentes acciones básicas
de control y su aplicación para el diseño de
sistemas de control de procesos.
Expresa las ventajas de utilizar un
controlador PID y un compensador de
adelanto y atraso, dentro de la estructura
de un sistema de control de proceso.
Emplea los métodos gráficos de ajuste o
de sintonización de controladores PID.
Diseña controladores PID (análogos) y
compensadores de adelanto y atraso.
Utiliza herramientas de software para el
diseño y configuración de controladores
PID (análogos) y compensadores de
adelanto y atraso.
Comprueba el diseño de los controladores PID
análogos representados en tiempo continuo,
utilizando técnicas de ajuste o sintonización que
garanticen las especificaciones de
funcionamiento requeridas para el sistema de
control, con la ayuda de una herramienta de
software.
Expresa las ventajas de utilizar un
controlador por retroalimentación del
vector de estado, dentro de la estructura
de un sistema de control de procesos.
Representa sistemas de control en el
espacio de estados.
Diseña controladores por retroalimentación
del vector de estado mediante el método
de ubicación de polos y el método de
control optimo cuadrático.
Identifica las variables de estado en
sistemas de control de procesos, mediante
observadores de estado.
Utiliza herramientas de software para el
diseño de controladores RVE y para
estimar las variables de estado en
sistemas de control.
Aplica el enfoque de ubicación de polos y optimo
cuadrático para el diseño de controladores por
retroalimentación del vector de estado, estimando
las variables de estado con base en las
mediciones de las variables de salida y de control
que permiten cumplir con las especificaciones de
diseño dadas para el proceso.
Diseño de Sistemas de Control Automatico.
Introducción a los Sistemas de Control
Diseño de Sistemas de Control por PID
Diseño de Sistemas de Control en el espacio
de estados
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
Identifica los elementos básicos que
conforman un Sistema de Control Digital.
Obtiene un modelo en tiempo discreto a
partir de uno en tiempo continuo.
Diseña controladores PID digitales y los
aplica en sistemas de control de procesos.
Representa en el espacio de estado,
sistemas de control digitales.
Utiliza herramientas de software para el
diseño de controladores PID y RVE en
tiempo discreto.
Diseña controladores digitales por RVE, y
los aplica en sistemas de control de
procesos.
Estima las variables de estado, mediante
observadores en tiempo discreto.
Analiza la estabilidad, respuesta temporal
y frecuencial de los sistemas digitales.
Diseño de Sistemas de Control Digital
Planifica controladores digitales del tipo PID y por
RVE junto con los observadores de estado que
cumplan con las especificaciones de diseño
dadas utilizando para ello herramientas de
software para analizar y simular el sistema de
control en tiempo discreto.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen
Objetivo.
Taller de ejercicios y problemas con resultados de
simulación.
Proyecto aplicado de un caso en el contexto de la
ingeniería y publicación en la Wiki.
Participación en las actividades de aprendizaje
colaborativo del AVA: Foro.
INDICADORES DE LOGROLOGROMODULO DE APRENDIZAJE INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓNUNIDAD DE APRENDIZAJE
86
Estructura jerárquica de contenido (Continuación)
Contextualiza las ciencias básicas hacia
los problemas de ingeniería.
Linealiza ecuaciones diferenciales o en
diferencias no lineales.
Transforma ecuaciones diferenciales y en
diferencias al dominio ℒ y Z.
Aplica la transformada inversa ℒ y Z para
resolver ecuaciones diferenciales y en
diferencias.
Representa ecuaciones en el dominio
complejo, mediante el uso de la función de
transferencia.
Conoce el diagrama de bloques y su
utilidad para la representación de modelos
matemáticos.
Describe las funciones elementales de
excitación presentes en el análisis de
sistemas dinámicos.
Utiliza herramientas de software para la
solución de ecuaciones.
Identifica los elementos necesarios para
realizar operaciones en lenguaje matricial.
Retoma el conocimiento de los cursos de ciencias
básicas, a través de la solución de problemas de
ingeniería, que implican el análisis y modelado
matemático de sistemas físicos.
Preliminares Matemáticos
Cursos virtuales de ciencias básicas Khan
Academy
INDICADORES DE LOGROLOGROMODULO DE APRENDIZAJE INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓNUNIDAD DE APRENDIZAJE
Modelamiento y simulación de
Sistemas Dinámicos
Diseño de Sistemas de Control Automatico.
87
ANEXO F. MATRIZ DE PROGRAMACIÓN DE LOS CONTENIDOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DINÁMICOS
Competencia específica: Interpreta los aspectos teóricos de los sistemas y su descripción general. A continuación, emplea la terminología asociada al modelo que representa al sistema y posteriormente asume los principios físicos necesarios para analizar y simular el modelo del sistema dinámico.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
1
1 Utiliza los conceptos
generales de los sistemas dinámicos.
Determina los conceptos fundamentales asociados al estudio de los sistemas dinámicos. Cuestionario virtual de
autoevaluación: Examen Objetivo
Participación en las
herramientas virtuales del AVA: Foro
Tutorial Matlab,
reconocimiento de las herramientas de
simulación de Matlab
Identifica de acuerdo a su clasificación, el tipo de sistema que será objeto de estudio durante el desarrollo de la asignatura.
Expresa la importancia que tiene el estudio de los sistemas dinámicos, para el diseño y control en ingeniería.
2
Enseña los principios
asociados a los modelos.
Aplica el concepto de modelo para obtener representaciones matemáticas de sistemas físicos. Conoce los elementos básicos (variables y parámetros) para el modelado de sistemas físicos. Describe las leyes físicas de equilibrio y sistema de unidades presentes según el tipo de sistema físico.
Promueve la utilización del software para simulación y
análisis de problemas.
Emplea las herramientas computacionales para la simulación de modelos.
88
UNIDAD II: MODELADO DE SISTEMAS DINÁMICOS
Competencia específica: Reconoce los diferentes tipos de sistemas físicos, examina sus variables y parámetros. A continuación, compone el modelo matemático a partir de la ecuación de equilibrio correspondiente, para su posterior simulación.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
2
3 Cataloga cada uno de los sistemas físicos con
los correspondientes elementos que lo
conforman y leyes que lo rigen.
Identifica los elementos de modelado propios de cada sistema físico.
Cuestionario virtual de
autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el
contexto de la
ingeniería y
publicación en la Wiki
Sintetiza las variables y parámetros de interés de los sistemas físicos, a través de la ecuación de balance o equilibrio correspondiente.
4
Formula modelos matemáticos de sistemas físicos, por medio de ecuaciones diferenciales ordinarias.
3
5
Hace el modelo que representa
matemáticamente, la interacción de los
componentes del sistema físico, diferenciando entre
un sistema de primer y segundo orden.
Obtiene la función de transferencia del sistema físico, mediante la aplicación de la transformada de Laplace.
6
Esquematiza el modelo matemático del sistema según su tipo, en diagrama de bloques.
4
7
Manipula sistemas dinámicos representados con el mismo modelo matemático, a través del concepto de analogía entre sistemas.
8
Comparte los conocimientos previos en cuanto al manejo de software de simulación,
aprendidos durante el transcurso de la carrera para
fortalecer el ambiente educativo.
Utiliza herramientas de software para la simulación de modelos de sistemas dinámicos.
89
UNIDAD III: MODELADO DE SISTEMAS DINÁMICOS EN EL ESPACIO DE ESTADOS
Competencia específica: Comprende la teoría asociada al modelo de estados, promueve sus ventajas frente a otros modelos que representan sistemas dinámicos, e introduce la representación en el espacio de estados para obtener modelos de sistemas físicos complejos.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
5
9 Interpreta los conceptos relacionados con el modelamiento de
sistemas dinámicos mediante el uso de variables de estado.
Comprende el significado de estado y variable de estado.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
Realiza operaciones matemáticas en el campo matricial.
10
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados de un sistema físico directamente, a partir del sistema.
Practica la representación en el espacio de estado para obtener un modelo de Sistema Dinámico a
partir de la Ecuación Diferencial y de Funciones
de Transferencia.
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados de un sistema físico, a partir de su ecuación diferencial.
6 11
Representa la ecuación estándar en el espacio de estados de un sistema físico, a partir de su función de transferencia.
Obtiene la función de transferencia a partir de la ecuación en espacio de estados.
Acepta la utilidad de solucionar un sistema
representado en espacio de estado mediante el uso de
herramientas de simulación.
Utiliza herramientas de software para la representación y simulación de modelos de sistemas en el espacio de estado.
12 EXAMEN PARCIAL: Se realiza a los estudiantes un examen parcial que corresponde al primer corte para completar un 35% de la asignatura
Examen escrito presencial
90
UNIDAD IV: ANÁLISIS DE SISTEMAS DINÁMICOS
Competencia específica: Aplica las funciones de entrada típicas a sistemas de primer, segundo y orden superior, con ello analiza la evolución en el tiempo que presenta la función de salida caracterizando la respuesta del sistema en el dominio temporal y frecuencial y finalmente evalúa la estabilidad del sistema.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
7
13
Prueba el tipo de señal de entrada para obtener
las características de desempeño del sistema
dinámico (de primer, segundo y orden
superior), estudiando el resultado de la respuesta
dinámica.
Analiza la respuesta de los sistemas de primer orden, segundo orden y de orden n, en el dominio temporal y frecuencial ante entradas típicas.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
14
Identifica las especificaciones de la respuesta temporal y frecuencial de sistemas físicos.
Usa los requisitos para la estabilidad de los
sistemas dinámicos estudiados (primer,
segundo y orden superior) para representar la
respuesta frecuencial
Determina las condiciones
de estabilidad aceptables
para sistemas de primer
orden, segundo orden y
orden n.
8 15
Emplea los diagramas de
Bode y Nyquist para graficar
la respuesta frecuencial de
sistemas físicos.
Expresa la ventaja de utilizar herramientas de simulación
para conseguir las especificaciones de la respuesta de sistemas
dinámicos
Utiliza herramientas de
software para la
construcción de la respuesta
transitoria y frecuencial de
sistemas físicos.
91
UNIDAD V: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL
Competencia específica: Desarrolla los fundamentos de la teoría de control. Con ello estructura sistemas de control automático y aplica los criterios que garantizan la estabilidad del sistema.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro INSTRUMENTOS DE
EVALUACIÓN Conceptual Procedimental Actitudinal
8 16
Expone los principios básicos que conforman los sistemas de control
automático.
Identifica los elementos básicos que conforman un sistema de control automático.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
Comprende la diferencia
entre los conceptos de lazo
de control abierto y cerrado y
sus incidencias en la
respuesta del sistema.
Expresa un sistema de
control automático mediante
diagramas de bloques y
procesos P&ID.
9
17
Sigue los criterios para precisar la estabilidad de los sistemas de control
estudiados en el dominio temporal y frecuencial.
Calcula los errores de régimen estacionario en un determinado sistema en lazo cerrado.
18
Aplica el criterio de Routh y Evans para comprobar la estabilidad de sistemas de control.
10 19
Determina las condiciones
de estabilidad frecuencial
bajo el criterio de Bode y
Nyquist.
Manipula los márgenes de
ganancia y de fase de la
respuesta frecuencial de
sistemas físicos.
Reconoce la importancia de emplear software de
simulación para el análisis y solución de sistemas de
control.
Utiliza herramientas de
software con el fin de
obtener los diagramas de
respuesta del sistema
necesarios para aplicar los
criterios de estabilidad.
92
UNIDAD VI: DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL POR PID
Competencia específica: Diseña controladores PID análogos, al igual que compensadores de adelanto y atraso para procesos de
ingeniería, mediante el uso de herramientas para la simulación, que promuevan las habilidades con el manejo del software.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
10 20 Explica los principios que
configuran los sistemas
de control automático.
Reconoce las diferentes
acciones básicas de control
y su aplicación para el
diseño de sistemas de
control de procesos.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
Expresa las ventajas de
utilizar un controlador PID y
un compensador de adelanto
y atraso, dentro de la
estructura de un sistema de
control de proceso.
11
21
Manipula sistemas de
control del tipo PID
analógicos y
compensadores de
adelanto y atraso,
teniendo en cuenta los
parámetros mínimos para
su funcionamiento.
Emplea los métodos gráficos
de ajuste o de sintonización
de controladores PID.
22
Diseña controladores PID
(análogos) y compensadores
de adelanto y atraso.
Reconoce la importancia de
emplear software de
simulación para el diseño de
sistemas de control.
Utiliza herramientas de
software para el diseño y
configuración de
controladores PID
(análogos) y compensadores
de adelanto y atraso.
12 23 EXAMEN PARCIAL: Se realiza a los estudiantes un examen parcial que corresponde el segundo corte para completar un 70% de la asignatura.
Examen escrito presencial
93
UNIDAD VII: DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL EN EL ESPACIO DE ESTADOS
Competencia específica: Valora las ventajas de los controladores por retroalimentación del vector de estado (RVE). A continuación,
emplea los observadores de estado para estimar las variables de estado del proceso, y con ello estructura sistemas de control RVE,
mediante el uso de una herramienta de software.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
12 24
Erige el método de
representación en el
espacio de estado para
proyectar sistemas de
control de procesos
Expresa las ventajas de
utilizar un controlador por
retroalimentación del vector
de estado, dentro de la
estructura de un sistema de
control de procesos.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
Representa sistemas de
control en el espacio de
estados.
13
25
Esboza sistemas de
control del tipo RVE,
control óptimo cuadrático
y observadores de estado
analógicos. Teniendo en
cuenta los parámetros
mínimos para su
funcionamiento
Diseña controladores por
retroalimentación del vector
de estado mediante el
método de ubicación de
polos y el método de control
optimo cuadrático.
26
Identifica las variables de
estado en sistemas de
control de procesos,
mediante observadores de
estado.
14 27
Aprecia la utilidad de operar
herramientas de simulación
para diseñar sistemas de
control en el espacio de
estados
Utiliza herramientas de
software para el diseño de
controladores RVE y para
estimar las variables de
estado en sistemas de
control.
94
UNIDAD VIII: DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL
Competencia específica: Investiga acerca de las teorías de sistemas de control digital, observa su aplicación en los procesos industriales
y formula diseños que satisfagan los requerimientos de control actual.
Semanas Sesión Contenidos de aprendizaje
Indicadores de logro Instrumentos de
evaluación Conceptual Procedimental Actitudinal
14 28
Relaciona los conceptos
y teorías asociadas con
los sistemas de control
digital, mediante el
estudio de las
características de la
respuesta ante
perturbaciones.
Identifica los elementos
básicos que conforman un
Sistema de Control Digital.
Cuestionario virtual de autoevaluación: Examen Objetivo
Taller de ejercicios y
problemas con resultados de
simulación
Participación en las actividades de
aprendizaje colaborativo del AVA:
Foro Proyecto aplicado de
un caso en el contexto de la ingeniería y
publicación en la Wiki
Obtiene un modelo en
tiempo discreto a partir de
uno en tiempo continuo.
Analiza la estabilidad,
respuesta temporal y
frecuencial de los sistemas
de control en tiempo
discreto.
15
29
Implanta controladores
por PID, RVE y
observadores de estado
digitales en procesos
industriales que lo
requieran.
Diseña controladores PID
digitales, y los aplica en
sistemas de control de
procesos.
30
Representa en el espacio de
estado, sistemas de control
digitales.
Diseña controladores
digitales por RVE, y los
aplica en sistemas de control
de procesos.
Estima las variables de
estado, mediante
observadores de estado en
tiempo discreto.
16 31
Desarrolla controladores en
tiempo discreto, a través de la
aplicación de herramientas
computacionales.
Utiliza herramienta de
software para el diseño de
controladores PID y RVE en
tiempo discreto.
32 EXAMEN PARCIAL Se realiza a los estudiantes un examen final que corresponde al tercer corte y representa un 30% de la asignatura para un total del 100%
Examen escrito presencial
95
ANEXO G. CUESTIONARIO PARA IDENTIFICACIÓN DE ESTILOS DE APRENDIZAJE
SEGÚN FELDER Y SILVERMAN
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA PROYECTO (AVA) SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
CUESTIONARIO SOBRE LOS ESTILOS DE APRENDIZAJE SEGÚN FELDER Y SILVERMAN (FSLSM)
Nombre: Código:
INSTRUCCIONES:
Seleccione con una X la opción "a" o "b" para indicar su respuesta a cada pregunta. Por favor seleccione solamente una respuesta para cada pregunta.
Si tanto "a" y "b" parecen aplicarse a usted, seleccione aquella que se aplique más frecuentemente.
No Preguntas Respuesta No Preguntas Respuesta
1 Entiendo mejor algo
a) si lo practico b) si pienso en ello.
2 Me considero a) realista. b) innovador.
3
Cuando pienso acerca de lo que hice ayer, es más probable que lo haga sobre la base de
a) una imagen. b) palabras.
4 Tengo tendencia a
a) entender los detalles de un tema pero no ver claramente su estructura completa. b) entender la estructura completa pero no ver claramente los detalles.
5 Cuando estoy aprendiendo algo nuevo, me ayuda
a) hablar de ello. b) pensar en ello.
6 Si yo fuera profesor, yo preferiría dar un curso
a) que trate sobre hechos y situaciones reales de la vida. b) que trate con ideas y teorías.
7 Prefiero obtener información nueva de
a) imágenes, diagramas, gráficas o mapas. b) instrucciones escritas o información verbal.
8 Una vez que entiendo
a) todas las partes, entiendo el total. b) el total de algo, entiendo como encajan sus partes.
9
En un grupo de estudio que trabaja con un material difícil, es más probable que
a) participe y contribuya con ideas. b) no participe y solo escuche.
10 Es más fácil para mí a) aprender hechos. b) aprender conceptos.
11
En un libro con muchas imágenes y gráficas es más probable que
a) revise cuidadosamente las imágenes y las gráficas. b) me concentre en el texto escrito.
12 Cuando resuelvo problemas de matemáticas
a) generalmente trabajo sobre las soluciones con un paso a la vez. b) frecuentemente sé cuáles son las soluciones, pero luego tengo dificultad para imaginarme los pasos para llegar a ellas.
13 En las clases a las que he asistido
a) he llegado a saber cómo son muchos de los estudiantes. b) raramente he llegado a saber cómo son muchos estudiantes.
14 Cuando leo temas que no son de ficción, prefiero
a) algo que me enseñe nuevos hechos o me diga cómo hacer algo. b) algo que me dé nuevas ideas en que pensar.
15 Me gustan los maestros
a) que utilizan muchos esquemas en el pizarrón. b) que toman mucho tiempo para explicar.
16 Cuando estoy analizando un cuento o una novela
a) pienso en los incidentes y trato de acomodarlos para configurar los temas. b) me doy cuenta de cuáles son los temas cuando termino de leer y luego tengo que regresar y encontrar los incidentes que los demuestran.
96
17
Cuando comienzo a resolver un problema de tarea, es más probable que
a) comience a trabajar en su solución inmediatamente. b) primero trate de entender completamente el problema.
18 Prefiero la idea de a) certeza. b) teoría.
19 Recuerdo mejor a) lo que veo. b) lo que oigo.
20 Es más importante para mí que un profesor
a) exponga el material en pasos secuenciales claros. b) me dé un panorama general y relacione el material con otros temas.
21 Prefiero estudiar a) en un grupo de estudio. b) solo.
22 Me considero
a) cuidadoso en los detalles de mi trabajo. b) creativo en la forma en la que hago mi trabajo.
23
Cuando alguien me da direcciones de nuevos lugares, prefiero
a) un mapa. b) instrucciones escritas.
24 Aprendo
a) a un paso constante. Si estudio con empeño consigo lo que deseo. b) en inicios y pausas. Me llego a confundir y súbitamente lo entiendo.
25 Prefiero primero
a) hacer algo y ver qué sucede. b) pensar cómo voy a hacer algo.
26
Cuando leo por diversión, me gustan los escritores que
a) dicen claramente los que desean dar a entender. b) dicen las cosas en forma creativa e interesante.
27
Cuando veo un esquema o bosquejo en clase, es más probable que recuerde
a) la imagen. b) lo que el profesor dijo acerca de ella.
28 Cuando me enfrento a un cuerpo de información
a) me concentro en los detalles y pierdo de vista el total de la misma. b) trato de entender el todo antes de ir a los detalles.
29 Recuerdo más fácilmente
a) algo que he hecho. b) algo en lo que he pensado mucho.
30 Cuando tengo que hacer un trabajo, prefiero
a) dominar una forma de hacerlo. b) intentar nuevas formas de hacerlo.
31 Cuando alguien me enseña datos, prefiero
a) gráficas. b) resúmenes con texto.
32 Cuando escribo un trabajo, es más probable que
a) lo haga (piense o escriba) desde el principio y avance. b) lo haga (piense o escriba) en diferentes partes y luego las ordene.
33
Cuando tengo que trabajar en un proyecto de grupo, primero quiero
a) realizar una "tormenta de ideas" donde cada uno contribuye con ideas. b) realizar la "tormenta de ideas" en forma personal y luego juntarme con el grupo para comparar las ideas.
34 Considero que es mejor elogio llamar a alguien
a) sensible. b) imaginativo.
35
Cuando conozco gente en una fiesta, es más probable que recuerde
a) cómo es su apariencia. b) lo que dicen de sí mismos.
36 Cuando estoy aprendiendo un tema, prefiero
a) mantenerme concentrado en ese tema, aprendiendo lo más que pueda de él. b) hacer conexiones entre ese tema y temas relacionados.
37 Me considero a) abierto. b) reservado.
38 Prefiero cursos que dan más importancia a
a) material concreto (hechos, datos). b) material abstracto (conceptos, teorías).
97
39 Para divertirme, prefiero
a) ver televisión. b) leer un libro.
40
Algunos profesores inician sus clases haciendo un bosquejo de lo que enseñarán. Esos bosquejos son
a) algo útiles para mí. b) muy útiles para mí.
41
La idea de hacer una tarea en grupo con una sola calificación para todos
a) me parece bien. b) no me parece bien.
42 Cuando hago grandes cálculos
a) tiendo a repetir todos mis pasos y revisar cuidadosamente mi trabajo. b) me cansa hacer su revisión y tengo que esforzarme para hacerlo.
43 Tiendo a recordar lugares en los que he estado
a) fácilmente y con bastante exactitud. b) con dificultad y sin mucho detalle.
44
Cuando resuelvo problemas en grupo, es más probable que yo
a) piense en los pasos para la solución de los problemas. b) piense en las posibles consecuencias o aplicaciones de la solución en un amplio rango de campos.
98
ANEXO H. TÉCNICAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE EN RELACIÓN A LOS
ESTILOS DE APRENDIZAJE
Técnicas de enseñanza aprendizaje Estilos de Aprendizaje que se Acentúan Global Secuencial Verbal Visual Activo Reflexivo Sensitivo Intuitivo
Consulta
Es utilizada para resolver dudas sobre algún tema en
particular, bien sea en horas de consulta asignada
por el profesor, personalmente en
biblioteca o en internet.
Análisis e interpretación
de lectura
Uno o varios estudiantes analizan y tratan de entender un documento propuesto por el docente o por iniciativa propia para tener un referente introductorio y contextual
Análisis y resolución de
ejercicios
Es indispensable para que el alumno pueda desarrollar competencias y habilidades en la aplicación de los conocimientos teóricos adquiridos en el aula de clase y además validar sus resultados
Proyecto
El docente propone la realización de una serie de actividades relacionadas donde el estudiante aplique los conocimientos aprendidos y presente un producto final
Foros
El estudiante comparte sus ideas y aportes en la web lo cual permite generar aprendizaje colaborativo entre el grupo
Taller de ejercicios
El profesor propone un serie de ejercicios para desarrollar en el aula de clase con el fin de que pequeños grupos de estudiantes discutan sobre los mismos y confronten sus soluciones
Análisis y resolución de
problemas
Permite la aplicación de los contenidos sobre el estudio de casos en particular, la aplicación de los conceptos a situaciones reales e implementar reingeniería sobre la situación establecida para el análisis
Ilustración y animación
Permite al estudiante observar un concepto a partir de imágenes, fotos o animaciones sustentada en memorizar y recordar el concepto por medio de mapas mentales
Simulación
Representa mediante herramientas informáticas un fenómeno físico y permite predecir lo que podría suceder en la realidad. De los resultados obtenidos se propicia una discusión a fin de llegar a conclusiones y realimentar a los estudiantes
Objetos de aprendizaje
El estudiante puede utilizar este recurso para apoyar su proceso de aprendizaje mediado por las TIC's, sin excluir ningún estilo de aprendizaje
99
ANEXO I. ESQUEMA DE OBJETOS VIRTUALES DE APRENDIZAJE
Texto
Videos
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad I
Se mostrarán varios videos donde se explique,
ejemplifiquen o complementen varios temas
como: estudio de los sistemas, Matlab, simulink,
simescape, modelos matemáticos, elementos
básicos de modelado, leyes fisicas de equilibrio,
sistema internacional de unidades y aplicación de
los sistemas dinámicos.
Unidad I: Introducción a los
Sistemas Dinámicos
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido.
Figuras y Tablas
Se expondrán ilustraciones y tablas acerca de
concepto de sistema, clasificación de los
sistemas, modelos matemáticos y sistema
internacional de unidades.
JPG
MP3
MP4, AVI
Presentaciones
Se acompañaran los diferentes conceptos con
presentaciones animadas por ejemplo para el
concepto de sistema y estudio de los sistemas.
PPT, PREZI
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Animaciones
Se enseñarán animaciones para representar los
tipo de sistemas físicos y los elementos de
modelado (variables)
GIF
Mapas
Se ilustrará un mapa mental como presentación
del objeto virtual de aprendizaje de la unidad I, y
un mapa conceptual para la clasificación de los
sistemas
Applet de Java, JPG
100
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad II
Se mostraran ejemplos donde se modelen los
diferentes sistemas físicos a partir de modelos
matemáticos y la forma de simularlos en el
software
Se ilustraran los diferentes sistemas físicos en
aplicaciones industriales, adicionalmente se
elaboraran tablas de las variables de interés, los
parámetros, las leyes fundamentales para cada
sistema estudiado y las analogías que se
presentan entre estos.
Unidad II: Modelado de
Sistemas Dinámicos
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad III
Se mostraran ejemplos donde se modelen los
diferentes sistemas físicos en espacio de estado a
partir de su ecuación diferencial y función de
transferencia y la forma de simularlos en el
software
Se ilustraran mediante diagramas algunos de los
conceptos relacionado con representación en el
espacio de estado.
Unidad III: Modelado de
Sistemas Dinámicos en el
espacio de estados
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
101
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad IV
Se mostrara la explicación de las especificaciones
de la respuesta temporal y frecuencial al igual que
la representación de los sistema físicos en
diagrama de Bode y Nyquist y la forma de
simularlos en la herramienta computacional
Se ilustraran mediante imagenes la respuesta que
presentan los sistemas de primero, segundo y
orden superior ante entradas de excitación al igual
que la estabilidad de los sistemas dinamicos y el
error en estado estacionario.
Unidad IV: Análisis de
Sistemas Dinámicos
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad V
Se mostrara la explicación de los diferentes
criterios de estabilidad y la forma de simularlos en
la herramienta computacional
Se ilustraran mediante imágenes la forma de
representar un sistema de control en diagramas de
instrumentación y diagrama de bloques
Unidad V: Introducción a los
sistemas de control
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
102
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad VI
Se mostraran ejemplos de aplicaciones de
Sistemas de Control PID y compensadores de
adelanto y atraso en procesos industriales.
Además se describirá el fenómeno donde se
encuentra el sistema real a modelar.
Se ilustraran mediante figuras las diferentes
técnicas de sintonización y ajuste para
controladores PID y compensadores y sus graficas
de estabilidad.
Unidad VI: Diseño de
Sistemas de control por PID
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad VII
Se mostraran ejemplos de aplicaciones de
Sistemas de Control RVE y observadores de
estado en sistemas físicos. Además se describirá
el fenómeno donde se encuentra el sistema real a
modelar.
Se ilustraran mediante figuras la forma de
representar un sistema de control por
retroalimentación del vector de estado y un control
optimo cuadrático
Unidad VII: Diseño de
Sistemas de control en el
espacio de estados
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas fisicos
ademas de su representacion en diagramas de
bloque y P&ID.
JPG
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
103
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de la unidad VIII
Se mostraran ejemplos de aplicaciones de
Sistemas de Control RVE y observadores de
estado en sistemas de tiempo discreto. Al igual
que controladores por PID digitales.
Se ilustraran mediante figuras la respuesta
temporal y frecuencial de un sistema de control
digital mostrando las principales características
como estabilidad y error en estado estacionario
Unidad VIII: Diseño de
Sistemas de control Digital
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
Diagramas
Se ilustrara mediante una imagen la aplicación
industrial de los diferentes sistemas de control en
tiempo discreto además de su representación en
diagramas de bloque y P&ID.
JPG
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
Texto
Videos
Figuras y Tablas
Se presentará un documento escrito donde se
presenta todo el contenido de los preliminares
matematicos
Se mostraran ejemplos de métodos de soluciones
de E.D. y uso de Funciones complejas.
Se presentaran imágenes sobre funciones
elementales de exitacion yalgebra de bloques
ademas de tablas de comparación entre
ecuaciones diferenciales y de diferencia y
transformada de L y Z.
Anexo: Preliminares
matemáticos
AudioSe grabara un archivo como acompañamiento al
documento escrito con el mismo contenido. MP3
JPG
MP4
ESQUEMA PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJERECURSO DIDÁCTICO
OVADESCRIPCIÓN OVA FORMATO OVA
104
ANEXO J. FICHA DE EVALUACIÓN DEL SÍLABO
EVALUACIÓN DEL SÍLABO
I. ELEMENTOS GENERADORES
1 Antes de elaborar tu sílabo revisaste el plan curricular de la facultad, específicamente:
SI NO
1.1 Los fundamentos filosóficos, antropológicos, sociales, psicológicos, pedagógicos y curriculares.
1.2 La visión y la misión de la universidad.
1.3 La misión de la facultad.
1.4 El perfil genérico del egresado.
1.5 El perfil especifico del egresado.
1.6 El cuadro de asignaturas del plan de estudios.
1.7 La sumilla de la asignatura.
1.8 Las estrategias didácticas.
1.9 Los lineamientos de evaluación del procesos enseñanza-aprendizaje.
2 Asumiste acciones de previsión sobre: SI NO
2.1 La realidad laboral, biológica, psicológica y social de tus alumnos.
2.2 Tu implementación disciplinar y tecnológica
2.3 El enfoque que le darás a la asignatura (laboral, científico e investigativo).
2.4 La fuente actualizada de información sobre los contenidos de tu asignatura (considerando las fuentes existentes en la biblioteca central de tu universidad).
II. ELMENTOS ESTRUCTURALES (COMPONENTE DEL SÍLABO)
1 Datos generales SI NO
1.1 Contiene los datos de identificación necesarios: código, requisitos, semestre académico, créditos, extensión horaria, duración y docente.
2 Sumilla se indica: SI NO
2.1 el área al que corresponde la asignatura: básica, profesional, especializada y/o complementaria.
2.2 La naturaleza de asignatura.
2.3 El propósito finalidad de la asignatura.
2.4 La estructura del contenido de aprendizaje de la asignatura en unidades temáticas.
2.5 La condición de la asignatura (prerrequisito).
3 Objetivo general de la asignatura su formulación: SI NO
3.1 Cubre el dominio conceptual con su respectiva categoría de aprendizaje.
3.2 Cubre el domino procedimental con su respectiva categoría de aprendizaje.
3.3 Cubre el dominio actitudinal con su respectiva categoría de aprendizaje.
3.4 Guarda relación con la intención y con las unidades temáticas consideradas en la sumilla.
3.5 Se relaciona con el perfil profesional del egresado, específicamente con la matriz de análisis ocupacional del perfil profesional del egresado.
105
3.6 En suma, esta redactando empleando la taxonomía de objetivos.
3.7 Utiliza verbos en tiempo infinitivo.
4 Competencias específicas su formulación: SI NO
4.1 Tiene relación directa con los dominios y categorías de aprendizaje considerados en el objetivo general de la asignatura.
4.2 Está redactado empleando verbos de la taxonomía de objetivos (o sinónimos).
4.3 Guarda relación con cada unidad temática de la sumilla de la asignatura.
4.4 Cubre los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales de cada unidad temática de la sumilla del curso
4.5 Guarda en correspondencia directa con uno o más competencias señaladas en la matiz de competencias y desempeños específicos del perfil especifico del egresado.
4.6 Utiliza verbos en tiempo indicativo.
5 Programación de contenidos en su formulación: SI NO
5.1
Se elaboró, previamente, la matriz de correlación de la unidades con todos sus componentes: Unidad, competencias específicas, contenidos de aprendizaje, semanas, sesiones de aprendizaje, indicadores de logro e instrumentos de evaluación
5.2 Se programaron los contenidos de aprendizaje de cada unidad en correlación con los contenidos de las unidades en la sumilla de la asignatura.
5.3
Los contenidos de aprendizaje (conceptuales, procedimentales y actitudinales) guardan relación con los contenidos considerados en las matrices de análisis ocupacional del perfil del egresado y la matriz de identificación de las asignaturas en función del perfil especifico del egresado.
5.4 Cada unidad tiene los contenidos de aprendizaje: procedimentales, actitudinales y conceptuales.
5.5 Se programaron los contenidos de aprendizaje de cada sesión relacionando directamente con los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales de la competencia especifica de la unidad.
5.6 Se programaron los contenidos de aprendizaje en función de las 17 semanas.
5.7 Cada sesión tiene contenidos de aprendizaje, sus indicadores de logro y sus instrumentos de evaluación.
6 Estrategias didácticas en su formulación: SI NO
6.1 Se precisan las estrategias de enseñanza que empleara el educando.
6.2 Se precisan las estrategias de aprendizaje que empleara el docente.
6.3 Se eligieron aquellas que coayudan al desarrollo de la capacidad de aprender a aprender.
7 Medios y materiales en su formulación: SI NO
7.1 Se establecen los medios o materiales que utilizara el docente.
7.2 Se establecen los medios o materiales que utilizara el educando.
7.3 Los medios y materiales sugeridos se relacionan con la concepción constructivista de las estrategias didácticas.
8 Evaluación del aprendizaje en su formulación: SI NO
8.1 Se específica su naturaleza (Juicio de valor)
8.2 Se determina sus características (integral, permanente y acumulativa).
8.3 Se establecen los tipos de evaluación (de entrada, de proceso y de producto).
8.4 Se precisan los ámbitos en que se aplicara la evaluación.
106
8.5 Se establece la ponderación y el criterio para la obtención del promedio final.
9 Fuentes de información, en su formulación: SI NO
9.1 Se presentan por separado las fuentes bibliográficas, hemerográficas y electrónicas.
9.2 Se consideran fuentes con una antigüedad de cinco años.
9.3 Las fuentes de información del silabo se encuentran en la biblioteca central de la universidad.
9.4 Se redacta con base en una determinada norma o pauta nacional (ICONTEC) o internacional (ISO, APA, etc.).
107
ANEXO K. SÍLABO DEL CURSO SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
SÍLABO
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA MECÁNICA
NOMBRE DEL ESPACIO ACADÉMICO SISTEMAS DINÁMICOS Y DE CONTROL
DATOS GENERALES
Código Créditos
1805 3
Semestre académico Extensión horaria
Séptimo semestre HTD:2 HTC: 2 HTA: 5
Requisitos
Algebra lineal Calculo diferencial e integral Física I: Mecánica Newtoniana Ecuaciones diferenciales Estática y dinámica Termodinámica Mecánica de fluidos Electrotecnia Tecnología neumática e hidráulica Variable compleja
Profesor PhD. Luini Leonardo Hurtado Cortes. E-MAIL : [email protected], [email protected]
SUMILLA
La asignatura forma parte del núcleo de estudios profesionales y se clasifica como obligatoria básico, es de carácter teórico-práctico y se orienta a capacitar al estudiante para modelar matemáticamente a partir de las leyes de equilibrio, simular y analizar los diversos sistemas físicos (mecánicos, eléctricos, electromecánicos, hidráulicos, neumáticos, térmicos, químicos, etc.) comunes en la ingeniería. Enseguida, se exponen la
108
pautas para diseñar el sistema de control más apropiado para el sistema estudiado. Su contenido está organizado en ocho unidades y un anexo como se muestra a continuación: I. Introducción a los sistemas dinámicos. II. Modelado de sistemas dinámicos. III. Modelado de sistemas dinámicos en el espacio de estados IV Análisis de sistemas dinámicos. V. Introducción a los sistemas de control VI. Diseño de sistemas de control por PID. VII. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados. VIII Diseño de sistemas de control digital. Anexo: Preliminares matemáticos. Su aprobación es requisito de la asignatura Automatización Industrial.
OBJETIVOS GENERAL:
Desarrollar en el estudiante la habilidad para reconocer, modelar y analizar el comportamiento de los sistemas dinámicos ante perturbaciones en el dominio del tiempo y la frecuencia, utilizando para ello las herramientas computacionales para la simulación que facilitan la selección, calculo, evaluación e implementación del sistema de control, garantizando las condiciones requeridas de estabilidad para el proceso.
COMPETENCIAS ESPECIFICAS:
1. Asume los fundamentos matemáticos propios para el modelado de sistemas físicos.
Con ello formula y resuelve la ecuación matemática que representa el comportamiento del sistema a estudiar.
2. Interpreta los aspectos teóricos de los sistemas y su descripción general. A
continuación, emplea la terminología asociada al modelo que representa el sistema, y posteriormente, asume los principios físicos necesarios para analizar y simular el modelo del sistema dinámico.
3. Reconoce los diferentes tipos de sistemas físicos, examina sus variables y parámetros. A continuación, compone el modelo matemático a partir de la ecuación de equilibrio correspondiente, para su posterior simulación.
4. Comprende la teoría asociada al modelo de estados, promueve sus ventajas frente a otros modelos que representan sistemas dinámicos, e introduce la representación en el espacio de estados para obtener modelos de sistemas físicos complejos.
5. Aplica las funciones de entrada típicas a sistemas de primer, segundo y orden superior. Con ello analiza la evolución en el tiempo que presenta la función de salida caracterizando la respuesta del sistema en el dominio temporal y frecuencial, y finalmente evalúa la estabilidad del sistema.
6. Desarrolla los fundamentos de la teoría de control. Con ello estructura sistemas de control automático y aplica los criterios que garantizan la estabilidad del sistema.
7. Diseña controladores PID análogos al igual que compensadores de adelanto y atraso
para procesos de ingeniería, mediante el uso de herramientas para la simulación, que promuevan las habilidades con el manejo del software.
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8. Valora las ventajas de los controladores por retroalimentación del vector de estado (RVE). A continuación, emplea los observadores de estado para estimar las variables de estado del proceso, y con ello estructura sistemas de control RVE, mediante el uso de una herramienta de software.
9. Investiga acerca de las teorías de sistemas de control digital, observa su aplicación en los procesos industriales y formula diseños que satisfagan los requerimientos de control actual.
PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS
UNIDAD I: Introducción a los Sistemas Dinámicos
Tema Semanas Sesión
1.1 Concepto de sistemas
1ra.
1 1.2 Clasificación de sistemas
1.3 Estudio de los sistemas
1.4 Concepto de modelo
2 1.5 Elementos básicos del modelado
1.6 Leyes físicas de equilibrio
1.7 Sistema internacional de unidades
UNIDAD II: Modelado de Sistemas Dinámicos
Tema Semanas Sesión
2.1 Elementos de modelado de sistemas de nivel de líquidos
2da.
3 2.2 Elementos de modelado de sistemas de gas a presión
2.3 Elementos de modelado de sistemas térmicos 4
2.4 Modelado de sistemas de concentración
2.5 Modelado de sistemas de reacción
3ra.
5 2.6 Elementos de modelado de sistemas mecánicos traslacionales
2.7 Elementos de modelado de sistemas mecánicos rotacionales 6
2.8 Elementos de modelado de sistemas eléctricos
2.9 Modelado de sistemas interactivos
4ta.
7 2.10 Modelado de sistemas híbridos
2.11 Analogías entre sistemas 8
2.12 Metodología para la obtención de modelos matemáticos
UNIDAD Ill: Modelado de Sistemas Dinámicos en el Espacio de Estados
Tema Semanas Sesión
3.1 Variables de estado
5ta.
9 3.2 Ecuaciones de estado
3.3 Representación en el espacio de estado a partir de ecuaciones diferenciales
10 3.4 Representación en el espacio de estado a partir del sistema directamente
3.5 Representación en el espacio de estado a partir de función de transferencia
6ta.
11 3.6 Correlación entre funciones de transferencia y ecuaciones en el espacio de estados
3.7 Metodología para obtener modelos en el espacio de estados 12
3.9 Transformación de modelos matemáticos con Matlab
UNIDAD lV: Análisis de Sistemas Dinámicos
Tema Semanas Sesión
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4.1 Análisis en el dominio temporal
7ma. 13
4.2 Especificaciones de la respuesta transitoria
4.3 Estabilidad en los sistemas dinámicos 14
4.4 Análisis en el dominio frecuencial
8va. 4.5 Especificaciones de la respuesta frecuencial
15 4.6 Análisis de Bode
4.7 Análisis de Nyquist
UNIDAD V: Introducción a los Sistemas de Control
Tema Semanas Sesión
5.1 Sistemas de control de procesos
8va. 16 5.2 Representación de sistemas de control
5.3 Tipos de sistemas de control
5.4 Errores de estado estacionario
9na.
17 5.5 Estabilidad de sistemas de control en lazo cerrado
5.6 Criterio de estabilidad de Routh 18
5.7 Estabilidad por el lugar de raíces (criterio de Evans)
5.8 Criterio de estabilidad de Bode
10ma. 19 5.9 Criterio de estabilidad de Nyquist
5.10 Márgenes de estabilidad
UNIDAD VI: Diseño de Sistemas de Control por PID
Tema Semanas Sesión
6.1 Acciones básicas de control 10ma. 20
6.2 Diseño de controladores PID
6.3 Métodos de ajuste para controladores PID
11va.
21
6.4 Diseño de compensadores 22
6.5 Diseño de controladores PID con Simulink
UNIDAD VII: Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados
Tema Semanas Sesión
7.1 Representación en el espacio de estados de sistemas de control 12va.
23
7.2 Controlabilidad y observabilidad 24
7.3 Diseño de controladores por retroalimentación del vector de estado (RVE) 13va.
25
7.4 Observadores de estado 26
7.5 Control óptimo cuadrático 14va. 27
UNIDAD VIII: Diseño de Sistemas de Control Digital
Tema Semanas Sesión
8.1 Estructura de un sistema de control digital 14va. 28
8.2 Discretización de sistemas en tiempo continuo
8.3 Diseño de controladores PID digitales 15va.
29
8.4 Diseño de controladores RVE digitales 30
8.5 Diseño de observadores de Estado Digitales 16va. 31
ANEXO: Preliminares matemáticos de sistemas dinámicos
Tema Semanas Sesión
A.1 Ecuaciones diferenciales.
A.2 Ecuaciones en diferencias.
A.3 Linealización de ecuaciones.
A.4 Números complejos.
A.5 Transformada L y transformada Z.
A.6 Transformada inversa de L y transformada inversa de Z.
A.7 Función de transferencia.
A.8 Diagrama de bloques.
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A.9 Matrices.
A.10 Funciones elementales de excitación.
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS
Estrategias de enseñanza Estrategias de aprendizaje
Objetivos o intenciones. Ilustraciones. Preguntas intercaladas. Pistas Tipográficas. Resúmenes. Organizadores previos. Analogías. Mapas conceptuales. Estructuras Textuales.
Individual. Por descubrimiento. Colaborativo. Basado en problemas y casos. Interactivo. Situado. Significativo.
MEDIOS Y MATERIALES DIDÁCTICOS
Mapa mental AVA OVA Guía de trabajo
practico
Mediante el apoyo de este esquema se sintetizara el contenido desarrollado en cada una de las unidades de aprendizaje, al ser utilizado como una guía de navegación para que el estudiante se oriente sobre el contenido que va a aprender.
Mediante el apoyo de esta herramienta TIC, se complementaran todos los contenidos presentes en la asignatura, gracias a los recursos y actividades planeadas y desarrolladas para los alumnos en la plataforma.
Mediante el apoyo de estos objetos de aprendizaje se expondrá la información, contenidos y saberes que deben asimilar y practicar los aprendices de esta disciplina.
Mediante el apoyo de estos documentos se pondrán en práctica y se evaluaran los conocimientos adquiridos en cada unidad de aprendizaje.
EVALUACIÓN DE APRENDIZAJE
Evaluación formativa Evaluación sumativa
Se realizara durante el transcurso de la materia una prueba al finalizar cada unidad de aprendizaje con el fin de evaluar los logros progresivos conceptuales, procedimentales y actitudinales, planteados para el curso.
Se realizara al final del curso una prueba donde se consoliden todos los logros de aprendizaje de cada unidad para obtener la calificación total y aprobación por parte del alumno.
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FUENTES DE INFORMACIÓN
Bibliográficas Electrónicas CANALES RUIZ, Roberto y Barrera Rivera, Renato. Análisis de sistemas dinámicos y control automático. México D.F.: Editorial Limusa. 1976. CLOSE, Charles M y FREDERICK, Dean K. Modeling and analysis of dynamics systems. 2 ed. New York. John Wiley & sons, 1995 DORSEY, John. Sistemas de control continuos y discretos. 1 ed. México D.F.: McGraw-Hill. 2005. KUO, Benjamín C. Automatic control systems. 9 ed. New Jersey.: John Wiley & sons, 2010. OGATA, Katsuhiko. Ingeniería de control moderna. 5 ed. Madrid.: Pearson Educación, 2010. OGATA, Katsuhiko. System dynamics. 4 ed. New Jersey: Prentice Hall, 2004. PALM III, William J. System Dynamics. 2 ed. New York: Mc Graw Hill, 2005. ROCA CUSIDÓ, Alfred. Control de procesos. México D.F.: Alfaomega Grupo Editor, 1999. RODRÍGUEZ ÁVILA, Jesús E. Introducción a la ingeniería de control automático. 1 ed. México D.F.: McGraw-Hill, 1998. RODRÍGUEZ RAMÍREZ, Francisco J. Dinámica de sistemas físicos. 1 ed. México D.F.: Universidad Autónoma de México, 1989. SEBORG, Dale E, y DOYLE III, Francis J. Process dynamics and control. 3 ed. New Jersey.: John Wiley & sons, 2010. SMITH, Carlos A. y Corripio, Armando B. Control automático de procesos teoría y práctica. 1 ed. México D.F.: Editorial Limusa, 1991.
MATLAB, The Language Of Technical Computing. Disponible en http://www.mathworks.com/products/matlab/ IEEE, Control Systems Society. Disponible en http://www.ieeecss.org/ ISA, The International Society of Automation. Disponible en http://www.isa.org/ THE CONTROL VIRTUAL LIBRARY. Disponible en http://www-control.eng.cam.ac.uk/extras/Virtual_Library Control_VL.html AUTOMATION FEDERATION. Disponible en http://www.automationfederation.org/ UNIVERSIDAD DE MICHIGAN. Tutoriales de Control con Matlab. Disponible en http://www.ib.cnea.gov.ar/~control2/Links/Tutorial_Matlab_esp/home.text.html DUARTE, ÓSCAR G. Curso Virtual: Análisis de Sistemas Dinámicos. Disponible en
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001619/index.html BRASLAVSKY, Julio. “Un primer curso de control automático”. Disponible en http://www.csd.newcastle.edu.au/SpanishPages/index.html CONEXIONS. “Material educacional”. Disponible en http://cnx.org/content/m12963/latest/ CONTROL TUTORIALS FOR MATLAB:. Disponible en http://www.engin.umich.edu/group/ctm/