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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y
CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
PROGRAMA DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
MODALIDAD SEMIPRESENCIAL
CARRERA DE INFORMÁTICA
DISEÑO Y CREACIÓN DE UNA CALCULADORA DIGITAL PROGRAMADA A
TRAVÉS DE UN MICROCONTROLADOR PIC 16F877A PARA EL PROCESO DE
APRENDIZAJE DE LA LEY DE OHM CON LOS Y LAS ESTUDIANTES
DEL 2DO AÑO DE BACHILLERATO DE LA ESPECIALIDAD DE
ELECTRÓNICA DE CONSUMO DE LA INSTITUCIÓN
EDUCATIVA FISCAL MIGUEL DE SANTIAGO,
PERIODO 2015-2016.
Informe de Proyecto Tecnológico Educativo presentado como
requisito para obtener el grado de Licenciado en Ciencias de la
Educación, mención Informática.
Hurtado Herrera Luis Rolando
Tutor: MSc.William Ramiro Mejía Ortiz.
Quito, Junio 2016
ii
DEDICATORIA
Con mucho cariño a mí querida familia por
quienes mi esfuerzo, trabajo y sacrificio
para buscar un futuro mejor en cada uno
de ellos en la vida.
Dedico este trabajo a mi esposa y a mí hija
por su incondicional apoyo, gracias a ellos
he podido alcanzar mis metas y llegar a
culminar con éxito mis estudios.
iii
AGRADECIMIENTO
Al concluir con el trabajo de investigación
mi más grande agradecimiento y
reconocimiento a la Facultad de Filosofía
Letras y Ciencias de la Educación, de la
Universidad Central del Ecuador a sus
docentes que compartieron sus
conocimientos y experiencia para mi
formación profesional.
Un reconocimiento especial a la Institución
Educativa Fiscal “Miguel de Santiago” a
su rector, y docentes del segundo año de
bachillerato de la figura profesional de
Electrónica de consumo que me bridaron la
oportunidad de trabajar con sus
estudiantes.
A los estudiantes que participaron en la
investigación mi más profundo
agradecimiento, sin ellos no habría sido
posible el desarrollo del proyecto de
investigación.
iv
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, Luis Rolando Hurtado Herrera, en calidad de autor del Trabajo de investigación o Tesis
realizada sobre: “Diseño y creación de una calculadora digital programada a través de un
microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los y las
estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la
Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-2016”, por la presente autorizo a la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me
pertenecen o parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de
investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,
seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8; 19 y demás
pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.
Quito, 04 de Junio del 2016.
Luis Rolando Hurtado Herrera
CI: 171133406-8
Telf. 0998027403
E-mail: [email protected]
v
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE GRADO
En mi calidad de Tutor del Programa de pre-grado y, nombrado TUTOR por el Honorable Consejo
Directivo de la Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación.
CERTIFICO:
Trabajo de Grado presentado por el señor: Luis Rolando Hurtado Herrera, para optar por el Grado
de Licenciado en Ciencias de la Educación Mención Informática aplicada a la Educación, el
problema de investigación se refiere a “De qué manera una calculadora digital programada a
través del micro controlador Pic 16f877a aporta al desarrollo del aprendizaje de la ley de
ohm en los y las estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica
de consumo de la Institución Educativa fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-
2016”considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la
presentación pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe.
En la ciudad de Quito en el mes de Junio del 2016.
vi
CERTIFICADO DE APROBACIÓN DEL JURADO O TRIBUNAL
Quito, 4 de Junio de 2016
CERTIFICACIÓN
Yo, MSc. Rocío Burbano Presidenta del Tribunal certificó que el Proyecto Tecnológico cuyo tema
es: “DISEÑO Y CREACIÓN DE UNA CALCULADORA DIGITAL PROGRAMADA A
TRAVÉS DE UN MICROCONTROLADOR PIC 16F877A PARA EL PROCESO DE
APRENDIZAJE DE LA LEY DE OHM CON LOS Y LAS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO
AÑO DE BACHILLERATO DE LA ESPECIALIDAD DE ELECTRÓNICA DE CONSUMO DE
LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA FISCAL MIGUEL DE SANTIAGO, PERIODO 2015-2016.”
Perteneciente al señor LUIS ROLANDO HURTADO HERRERA cumple con las correcciones
realizadas por el tribunal examinador, por lo que el interesado puede realizar los trámites
pertinentes para aprobar el empastado del documento.
vii
CERTIFICACIÓN DE LA INSTITUCIÓN DONDE SE REALIZÓ LA INVESTIGACIÓN
En mi calidad de Vicerrector Académico de la Institución Educativa Fiscal MIGUEL DE
SANTIAGO, Certifico:
Que el Tecnólogo HURTADO HERRERA LUIS ROLANDO, portador de la cédula de ciudadanía
1711334068, docente del Plantel de mi regencia; realizó en esta Institución Educativa su trabajo de
investigación sobre el DISEÑO Y CREACIÓN DE UNA CALCULADORA DIGITAL
PROGRAMADA A TRAVÉS DE UN MICROCONTROLADOR PIC 16F877A PARA EL
PROCESO DE APRENDIZAJE DE LA LEY DE OHM CON LOS Y LAS ESTUDIANTES
DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO DEL LA ESPECIALIDAD DE
ELECTRÓNICA DE CONSUMO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA FISCAL MIGUEL
DE SANTIAGO, PERIODO 2015 - 2016, aplicando instrumentos de validación a estudiantes y
docentes del Plantel, mismo que será implementado posteriormente en este Establecimiento
Educativo.
Lo certifico.
Quito D.M., 23 de mayo del 2016
VICERRECTOR ACADÉMICO
viii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Pág.
CARÁTULA ....................................................................................................................................... i
DEDICATORIA ................................................................................................................................. ii
AGRADECIMIENTO ....................................................................................................................... iii
AUTORIZACIÓN DE AUTORÍA INTELECTUAL ....................................................................... iv
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE GRADO ........................................................... v
CERTIFICADO DE APROBACIÓN DEL JURADO O TRIBUNAL …………………………….vi
CONSTANCIA DE LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO ............................................................... vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS ......................................................................................................... viii
ÍNDICE DE ANEXOS ..................................................................................................................... xi
ÍNDICE DE TABLAS ...................................................................................................................... xii
ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................................................ xiii
RESUMEN ....................................................................................................................................... xv
ABSTRACT .................................................................................................................................... xvi
INTRODUCCIÓN. ………………………………………………………………………………….1
CAPÍTULO I
PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del Problema ......................................................................................................... 5
1.2. Objetivos ..................................................................................................................................... 8
1.2.1 Objetivo General ....................................................................................................................... 8
1.2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................................ 8
1.3. Justificación ................................................................................................................................. 9
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes ............................................................................................................................. 12
2.2. Fundamentación Teórica ........................................................................................................... 13
2.2.2 Microcontroladores ................................................................................................................. 14
2.2.3 Clasificación ............................................................................................................................ 15
2.2.3.1 La familia de los pic ............................................................................................................. 15
2.2.4 Estructura ................................................................................................................................ 17
2.2.4.1 Arquitectura interna .............................................................................................................. 17
2.2.4.2 Micro controlador pic 16f877a ............................................................................................. 22
ix
2.2.5 Funciones básicas del pic16f887 ............................................................................................. 23
2.2.6 Características básicas del pic16f887 ...................................................................................... 23
2.2.7 Programación .......................................................................................................................... 24
2.2.7.1 Programación de microcontroladores ................................................................................... 24
2.2.8 Microcontroladores «pic». diseño práctico de aplicaciones ................................................... 26
2.2.9 Ventajas-desventajas ............................................................................................................... 27
2.2.9.1 Desventajas de un microcontrolador PIC: ............................................................................ 28
2.2.10 Software electrónico para diseño y simulación de circuitos ................................................. 28
2.2.10.1 MultiSim (Electronics Workbench) .................................................................................... 28
2.2.10.2 Livewire ............................................................................................................................ 28
2.2.10.3 PCBWizard ........................................................................................................................ 29
2.2.10.4 Kicad ................................................................................................................................. 29
2.2.10.5 Micro-Cap ......................................................................................................................... 29
2.2.10.6 Simulador de Circuitos Digitales ....................................................................................... 29
2.2.10.7 Designworks ...................................................................................................................... 30
2.2.10.9 Eagle .................................................................................................................................. 30
2.2.10.10 Proteus ............................................................................................................................. 30
2.2.11 Enseñanza .............................................................................................................................. 34
2.2.11.1 La enseñanza como parte del proceso educativo ................................................................ 34
2.2.11.2 Rasgos que caracterizan al proceso de enseñanza .............................................................. 35
2.2.12. Aprendizaje .......................................................................................................................... 37
2.2.12.1. Definición del Aprendizaje ................................................................................................ 38
2.2.12.2. Proceso de enseñanza-aprendizaje .................................................................................... 38
2.2.13. Didáctica .............................................................................................................................. 40
2.2.14. El constructivismo ................................................................................................................ 41
2.2.14.1. Concepción Social del Constructivismo ............................................................................ 42
2.2.14.2. Concepción Psicológica del Constructivismo ................................................................... 44
2.2.14.3. Concepción Filosófica del Constructivismo ...................................................................... 44
2.2.14.4. Características de un Profesor Constructivista .................................................................. 45
2.2.15 Teoría del aprendizaje significativo ...................................................................................... 45
2.2.15.1. Aprendizaje Significativo y Aprendizaje Mecánico .......................................................... 46
2.2.15.2. Aprendizaje por Descubrimiento y Aprendizaje por Recepción. ...................................... 47
2.2.15.3. Requisitos para el Aprendizaje Significativo .................................................................... 48
2.2.15.4. Tipos de Aprendizaje Significativo ................................................................................... 49
2.2.16. Aprendizaje basado en problemas ........................................................................................ 54
2.2.17. Aprendizaje basado en proyectos ......................................................................................... 57
x
2.2.18. Aprendizaje cooperativo ...................................................................................................... 58
2.2.18.1. Concepto de Aprendizaje Cooperativo .............................................................................. 59
2.2.18.2. Características ................................................................................................................... 60
2.2.18.3. Estrategias, actividades de aprendizaje – cooperativo ...................................................... 61
2.2.19. Ley de ohm .......................................................................................................................... 62
2.3. Fundamentación Legal .............................................................................................................. 64
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1. Diseño de la Investigación ........................................................................................................ 66
3.1.1. Procedimiento a Seguir ............................................................................................................. 67
3.1.2. Descripción de la Propuesta ...................................................................................................... 68
3.2 Población y Muestra ................................................................................................................... 68
3.3. Técnicas e Instrumentos ............................................................................................................ 69
CAPÍTULO IV
RESULTADOS
4.1 Análisis e interpretación de resultados ....................................................................................... 72
4.2 Diagnostico de la problemática .................................................................................................. 92
4.3 Conclusiones y recomendaciones ............................................................................................... 93
4.3.1 Conclusiones ............................................................................................................................. 93
4.3.2 Recomendaciones ..................................................................................................................... 94
5.1 Presentación de la Propuesta ...................................................................................................... 95
CAPÍTULO V
PROPUESTA TECNOLÓGICA
5.2 Objetivo General ........................................................................................................................ 96
5.3 Desarrollo Detallado de la Propuesta ......................................................................................... 96
5.4 Evaluación de la Propuesta .............................................................................................. 127
REFERENCIAS………………………………………………………………………………….132
ANEXOS………………………………………………………………………………………….134
xi
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXOS
Anexo 1: Alfa de Crombach………………………………………………………………………134
Anexo 2: Validaciones……………………………………………………………………………135
Anexo 3: Instrumentos…………..………………………………………………………………..138
Anexo 4: Gráficos………………………………………………………………………..……….140
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla N° 1 ABP ............................................................................................................................... 56
Tabla N° 2 Población ....................................................................................................................... 69
Tabla N° 3 Operacionalización de variables .................................................................................... 70
Tabla N° 4 Microcontrolador pic ..................................................................................................... 72
Tabla N° 5 Ensamblaje de circuitos ................................................................................................. 73
Tabla N° 6 Estructura y programación de los microcontroladores .................................................. 74
Tabla N° 7 Ventajas de los microcotroladores ................................................................................. 75
Tabla N° 8 Didáctica de la enseñanza de la ley de ohm ................................................................... 76
Tabla N° 9 Metodología de enseñanza ............................................................................................. 77
Tabla N° 10 Metodo tradicional ....................................................................................................... 78
Tabla N° 11 Aprendizaje significativo ............................................................................................. 79
Tabla N° 12 Aprendizaje basado en problemas ............................................................................... 80
Tabla N° 13 Diseño de productos tecnológicos ............................................................................... 81
Tabla N° 14 Conocimiento de la ley de ohm ................................................................................... 82
Tabla N° 15 Fórmulas de la ley de ohm……………...……………………………………..……...83
Tabla N° 16 Resolución de circuitos ................................................................................................ 84
Tabla N° 17 Enseñanza de la ley de ohm ......................................................................................... 85
Tabla N° 18 Utilización del microcontrolador ................................................................................. 86
Tabla N° 19 Los microcontroladores y su aplicación ...................................................................... 87
Tabla N° 20 Calculadora digital ....................................................................................................... 88
Tabla N° 21 Nivel de conocimientos ............................................................................................... 89
Tabla N° 22 Mejoramiento de enseñanza ........................................................................................ 90
Tabla N° 23 Diseño y elaboración de la calculadora ....................................................................... 91
Tabla N° 24 Evaluación por expertos……………………………………………………………..127
Tabla N° 25Evaluación por criterio de expertos……….…………………………………………128
Tabla N° 26 Resultado de la evaluación…………………………………………………………..130
xiii
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico N° 1. Microcontrolador .................................................................................................. 140
Gráfico N° 2. Arquitectura de un microcontrolador ...................................................................... 140
Gráfico N° 3. Arquitectura harvard……………………………………………………………….141
Gráfico N° 4 Configuración de pines ............................................................................................. 141
Gráfico N° 5 Elementos del proceso de enseñanza aprendizaje .................................................... 141
Gráfico N° 6 Ley de ohm ............................................................................................................... 142
Gráfico N° 7 fórmula general de la ley de ohm ............................................................................. 142
Gráfico N° 8 Triángulo de la ley de ohm ..................................................................................... 142
Gráfico N° 9 Microcontrolador pic f877a ........................................................................................ 72
Gráfico N° 10 Ensamblaje decircuitos con microcontrolador pic .................................................... 73
Gráfico N° 11 Estructura y programación de los microcontroladores ............................................. 74
Gráfico N° 12 Ventajas de los microcotroladores ............................................................................ 75
Gráfico N° 13 Didáctica de la enseñanza de la ley de ohm ............................................................ 76
Gráfico N° 14 Metodología de enseñanza ........................................................................................ 77
Gráfico N° 15 Método tradicional .................................................................................................... 78
Gráfico N° 16 Aprendizaje significativo .......................................................................................... 79
Gráfico N° 17 Aprendizaje basado en problemas ............................................................................ 80
Gráfico N° 18 Diseño de productos tecnológicos ............................................................................ 81
Gráfico N° 19 Conocimiento de la ley de ohm ............................................................................... 82
Gráfico N° 20 Fórmulas de la ley de ohm ........................................................................................ 83
Gráfico N° 21 Resolución de circuitos ............................................................................................. 84
Gráfico N° 22 Enseñanza de la ley de ohm ...................................................................................... 85
Gráfico N° 23 Utilización del microcontrolador ............................................................................. 86
Gráfico N° 24 Los microcontroladores y su aplicación ................................................................... 87
Gráfico N° 25 Calculadora digital .................................................................................................... 88
Gráfico N° 26 Nivel de conocimientos ............................................................................................ 89
Gráfico N° 27 Mejoramiento de enseñanza ..................................................................................... 90
Gráfico N° 28 Diseño y elaboración de la calculadora .................................................................... 91
Gráfico N° 29 Microcontrolador Pic ............................................................................................... 96
Gráfico N° 30 Simulador electrónico proteus ............................................................................... 102
Gráfico N° 31 Simulador electrónico proteus ............................................................................... 103
Gráfico N° 32 Simulador electrónico proteus ............................................................................... 104
Gráfico N° 33 Simulador electrónico proteus ............................................................................... 105
Gráfico N° 34 Simulador electrónico proteus ................................................................................ 106
Gráfico N° 35 Simulador electrónico proteus ................................................................................ 107
xiv
Gráfico N° 36 Simulador electrónico proteus ................................................................................ 108
Gráfico N° 37 Simulador electrónico proteus ................................................................................ 109
Gráfico N° 38 Terminales del pic .................................................................................................. 110
Gráfico N° 39 Teclado matricial .................................................................................................... 111
Gráfico N° 40 Display LCD ........................................................................................................... 112
Gráfico N° 41 Regulador 7805 ...................................................................................................... 113
Gráfico N° 42 Condensadores cerámicos ....................................................................................... 113
Gráfico N° 43 Cristal de cuarzo ..................................................................................................... 114
Gráfico N° 44 Capacitores electrolíticos ........................................................................................ 114
Gráfico N° 45 Resistencias ............................................................................................................ 115
Gráfico N° 46 Código de colores ................................................................................................... 115
Gráfico N° 47 Placas de circuito impreso ...................................................................................... 116
Gráfico N° 48 Baquelita ................................................................................................................. 116
Gráfico N° 49 Suelda de elementos ............................................................................................... 117
Gráfico N° 50 Circuito terminado .................................................................................................. 117
Gráfico N° 51 Caja de presentación ............................................................................................... 118
Gráfico N° 52 Calculadora digital .................................................................................................. 119
Gráfico N° 53 Calculadora digital .................................................................................................. 120
Gráfico N° 54 Placa con elementos electrónicos ........................................................................... 121
Gráfico N° 55 Valor del voltaje ..................................................................................................... 122
Gráfico N° 56 Cálculo de voltaje ................................................................................................... 123
Gráfico N° 57 Valor de intensidad ................................................................................................. 123
Gráfico N° 58 Cálculo de intensidad .............................................................................................. 124
Gráfico N° 59 Cálculo de intensidad .............................................................................................. 124
Gráfico N° 60 Valor de resistencia ................................................................................................ 125
Gráfico N° 61 Cálculo de resistencia ............................................................................................. 125
Gràfico N 62 Cálculo de resistencia…………………………………………………………….. 126
xv
TEMA: "Diseño y creación de una calculadora digital programada a través de un
microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los y las
estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la
Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-2016."
Autor: Luis Rolando Hurtado Herrera
Tutor: Msc. William Ramiro Mejía Ortiz
RESUMEN
El presente trabajo se desarrolló con el objetivo de identificar la correlación existente entre las
variables Microcontroladores y Enseñanza Aprendizaje, la población evaluada fue de 84
estudiantes, de los cuales 42 presentaron problemas en la comprensión de la ley de ohm, se sustenta
en el enfoque cuanti-cualitatitivo de la investigación bibliográfica, de campo, descriptiva y
exploratoria. Los valores encontrados manifiestan dificultades, en varios contextos como la forma
de enseñanza, materiales empleados, tecnologías utilizadas y ninguna forma de crear productos
tecnológicos para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje. Se concluye la investigación con la
elaboración de una propuesta que consiste en el diseño y construcción de una calculadora digital
con funciones para calcular tensión, intensidad y resistencia además de su respectivo manual del
usuario dirigido a facilitar la comprensión del aprendizaje de la ley de ohm.
PALABRAS CLAVES: MICROCONTROLADORES / ENSEÑANZA / APRENDIZAJE / LEY
DE OHM.
xvi
TITLE: "Design and creation of a digital calculator programmed through a microcontroller pic
16f877a for learning process of the ohm´s law with the students of the second year of high school
with specialization of consumer electronics of the public Educational Institution Miguel de
Santiago, academic period 2015-2016."
Author: Luis Rolando Hurtado Herrera
Tutor: Msc. William Ramiro Mejia Ortiz
ABSTRACT
The present research was developed with the purpose of identifying the correlation between
variables Microcontrollers and Teaching Learning, the evaluated population was of 84 students,
of whom 42 presented difficulties to understand the Ohm´s Law, and this study is supported in the
quantitative - qualitative approach of the bibliographic, field, descriptive and exploratory research.
The identified values present difficulties in some contexts as the teaching method, materials,
technology and there is no way to create technological products to improve the teaching - learning
process. The present research concludes with the development of a proposal consisting on the
design and construction of a digital calculator including functions to calculate tension, intensity and
resistance including the corresponding user manual with the purpose of facilitating the
understanding of the Ohm´s Law.
KEYWORDS: MICROCONTROLLER / TEACHING / LEARNING / OHM’S LAW
I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in Spanish.
1
INTRODUCCIÓN
Dentro de este mundo globalizado, las instituciones educativas están en la obligación de
modernizarse y buscar los mecanismos más idóneos para proveer a su recurso humano de las
herramientas tecnológicas que les permita desarrollar habilidades destrezas, actitudes y valores en
el manejo de la tecnología, se dice que el analfabeto de este siglo es aquel que no sabe
computación.
Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (Tics) son incuestionables, forman parte de
la cultura tecnológica que nos rodea y con la que debemos convivir ya que estas amplían las
capacidades físicas, mentales y las posibilidades de desarrollo social en el Ecuador, actualmente el
sistema educativo ecuatoriano se enfrenta al desafío de utilizar las tecnologías de la información y
la comunicación (Tics) para proveer a sus estudiantes de las herramientas y conocimientos
necesarios que se requieren en el siglo XXI.
Los avances científicos y la globalización, son un factor preponderante en desarrollo de los
conocimientos y el surgimiento de nuevos valores, provocando continuas transformaciones en las
estructuras económicas, sociales y culturales, e incidiendo en casi todos los aspectos de la vida del
ser humano, el acceso al campo laboral, la comunicación, la información, las empresas se
organizan de diferente, las instituciones, especialmente las educativas capacitan a su personal, la
manera en que se comunican los seres humanos. Todo hace más difícil que se pueda vislumbrar
una vida sin tecnología.
Según Jacks de Delors manifiesta que: “La educación a lo largo de la vida se basa en cuatro
pilares: aprender a conocer, aprender a hacer, aprender a vivir juntos, aprender a ser”.(s/n).
El aprender a hacer, es de vital importancia dentro del campo de las Tics, para que los estudiantes
puedan desarrollar sus capacidades, trabajo en equipo y enfrentarse a diferentes situaciones y
desenvolverse en cada una de ellas, puesto que se dispone de un sin número de herramientas que
le permiten mejorar la actividad académica, el aprender a conocer, que crea una cultura general
profundizando los conocimientos. Lo que supone además, aprender a aprender para poder
aprovechar las posibilidades que ofrece la Educación a lo largo de la vida, el aprender a vivir juntos
desarrollando la comprensión del otro y la percepción de las formas de interdependencia, realizar
proyectos comunes y prepararse para tratar los conflictos, respetando los valores de pluralismo,
comprensión mutua y paz.
Aprender a ser para que florezca mejor la propia personalidad y se esté en condiciones de obrar
con creciente capacidad de autonomía, de juicio y de responsabilidad personal. Con tal fin, no
2
menospreciar en la educación ninguna de las posibilidades de cada individuo, mientras los
sistemas educativos formales propenden a dar prioridad a la adquisición de conocimientos, en
detrimento de otras formas de aprendizaje, importa concebir la educación como un todo. “En esa
concepción deben buscar inspiración y orientación las reformas educativas, tanto en la elaboración
de los programas como en la definición de las nuevas políticas pedagógicas”. (Delors, 1996)
En la Provincia de Pichincha así como a la mayoría de provincias se ha dotado a un gran
porcentaje de docentes de las instituciones educativas de computadoras y las correspondientes
instalaciones para las telecomunicaciones, lo cual ha permitido que se mejore en estos aspectos, lo
que ha hecho que puedan contar con las herramientas de última generación, facilitando que los
estudiantes puedan acceder a estas herramientas y por ende puedan tener una capacitación acorde
con la tecnología actual.
La sociedad en la que vivimos, conocida como la sociedad de la información, exige a los seres
humanos a estar preparados en el manejo y utilización de las herramientas tecnológicas, los
aprendizajes significativos son aquellos que le sirve al ser humano en la vida y para toda la vida, y
es aquí cuando las Tics permitirán que aquellas destrezas y conocimiento aprendidos puedan ser
reflejados en su campo de acción.
De acuerdo con la visión determinada en el plan estratégico, la Institución Educativa Fiscal Miguel
de Santiago, ubicado en el sector de Turubamba, para el año 2018 consolidará un modelo de
educación técnica y humanista, formando líderes positivos, solidarios, abiertos capaces de generar
cambios a través de la investigación constante y la creación de aplicaciones útiles mediante la
utilización de la tecnología para alcanzar la autorrealización y el mejoramiento de la sociedad.
La Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago de la ciudad de Quito, entidad de carácter
público y que no cuenta con presupuesto para acceder a recursos tecnológicos para el área
Informática y Electrónica, las autoridades y en especial los ministerios de Educación y Finanzas
son quienes asignan estos recursos, pero que lamentablemente no están contemplados desde
décadas anteriores hasta la actualidad perjudicando directamente la formación de los estudiantes.
Según Joan Majó (2003):
La escuela y el sistema educativo no solamente tienen que enseñar las nuevas
tecnologías, no sólo tienen que seguir enseñando materias a través de las nuevas
tecnologías, sino que estas nuevas tecnologías aparte de producir unos cambios en la
escuela producen un cambio en el entorno y, como la escuela lo que pretende es
preparar a la gente para este entorno, si éste cambia, la actividad de la escuela tiene
que cambiar. (Evalinares, 2007)
3
La Institución, las autoridades del plantel y sus docentes del área técnica hacen esfuerzos y
gestionan proyectos para obtener y en otro casos construir equipos de tecnología actual, esa
necesario conocer también que en los últimos años tampoco se lo puede realizar debido a políticas
absurdas del gobierno actual pues está prohibido por la ley, lo que imposibilita para este tipo de
planteles poder ofrecer a sus estudiantes una educación acorde con las nuevas tendencias
tecnológicas, creando incertidumbre tanto en autoridades, profesores y demás entes que componen
la institución.
Esta investigación pretende resolver el problema planteado y busca cumplir con el siguiente
objetivo, “Determinar de qué manera una calculadora digital programada a través del micro
controlador Pic 16f877 aporta al desarrollo del aprendizaje de la ley de ohm en los y las
estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la
Institución Educativa “Miguel de Santiago”, periodo 2015-2016.
Este proyecto cumple con uno de los grandes desafíos que tiene la institución que es la de proveer
de habilidades, destrezas, actitudes y valores mediante el manejo de las herramientas tecnológicas
Tics aplicadas a la electrónica de consumo.
El proyecto será estructurado por capítulos:
Capítulo I, EL PROBLEMA, consta la problemática a investigar, incluye la contextualización
macro, meso y micro; el árbol de problemas, justificación y objetivos.
Capítulo II, MARCO TEÓRICO, contiene antecedentes de la investigación, fundamentación
científica, definición de términos técnicos, fundamentación legal y caracterización de las variables.
Capítulo III, METODOLOGÍA, desarrollo de la investigación, constituido por: enfoque de la
investigación, modalidad de la investigación (bibliográfica, documental, de campo, de interrelación
social, exploratorio). Asociación de Variables, población y muestra, operacionalización de
variables.
Capítulo IV, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS, las matrices de resultados
que se obtendrán de las encuestas realizadas a los docentes y estudiantes, de la Institución
Educativa fiscal “Miguel de Santiago” de la ciudad de Quito y el análisis e interpretación de los
datos de cada una de las preguntas en forma gráfica.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES, análisis exhaustivo de las encuestas realizadas, para
determinar si se cumple o no con la hipótesis planteada y que permita direccionar la propuesta.
4
Capítulo V, LA PROPUESTA, en base a los resultados de las encuestas se deduce que lo más
idóneo es diseñar y crear una calculadora digital programada a través de un micro controlador pic
16f877a, la cual se pondrá a consideración de los docentes y que permitirán que se incluyan en el
proceso de aprendizaje de la ley de ohm y como resultado se obtendrá el desarrollo integral de los
estudiantes.
5
CAPITULO I
PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del Problema
¿De qué manera una calculadora digital programada a través del micro controlador Pic 16f877a
aporta al desarrollo del aprendizaje de la ley de ohm en los y las estudiantes del segundo año de
bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la Institución Educativa fiscal Miguel
de Santiago, periodo 2015-2016?
Los programas informáticos son incuestionables, forman parte de la cultura tecnológica que
nos rodea y con la que debemos convivir ya que estas amplían las capacidades físicas, mentales y
las posibilidades de desarrollo social en el Ecuador, actualmente el sistema educativo ecuatoriano
se enfrenta al desafío de utilizar las tecnologías de la información y la comunicación (Tics) para
proveer a sus estudiantes de las herramientas y conocimientos necesarios que se requieren en el
siglo XXI en las diferentes ramas y figuras profesionales.
Los avances científicos y la globalización, son un factor preponderante en el desarrollo de los
conocimientos y el surgimiento de nuevos valores, provocando continuas transformaciones en las
estructuras económicas, sociales y culturales, e incidiendo en casi todos los aspectos de la vida del
ser humano, el acceso al campo laboral, la comunicación, la información, las empresas se
organizan diferente, las instituciones, especialmente las educativas capacitan a su personal para
fomentar el aprendizaje significativo de sus estudiantes y prepararlos para que sean capaces de
resolver problemas.
La Institución Educativa Fiscal "Miguel de Santiago", en coherencia con sus lineamientos
educativos plasmados en su visión y misión donde la responsabilidad social y una dinámica
permanente en los procesos tecnológicos necesarios para cumplir con las demandas de nuestra
comunidad educativa pone énfasis en la necesidad de preparar bachilleres técnicos en Electrónica
responsables ,capaces y honestos.
Lo anotado en líneas anteriores más el rigor académico, la conducta ética y la innovación que son
los valores que propugna nuestra institución conducirán a una formación integral de los y las
estudiantes, lo que dice MORALES, G (1995) sobre el desarrollo de valores es “...una persona
6
gestora y consciente de su propia construcción y por tanto conocedora de sus capacidades mentales,
afectivas, volitivas y psicomotoras, del avance de su desarrollo personal y de la adquisición de
conocimientos.” (p. 46).
La institución miguelina a pesar de contar con recursos insuficientes por diversos factores entre
ellos gubernamentales, políticos y económicos a podido consolidarse como referente en la
provincia de Pichincha y a nivel nacional al alcanzar sitios importantes en concursos a nivel medio
y superior en el área de electrónica ,de esta verdadera fortaleza queremos aprovechar para formar
técnicos que vayan aún más allá en base a la preparación y motivación dirigida por todos los
actores educativos.
El docente y las instituciones deben entender que nuestra sociedad está en creciente cambio en el
área técnica e industrial, esto permitirá al estudiante cambiar su realidad mediante la preparación
integral como manifiesta:
"El estudiante no es un vaso que se llena sino es un fuego que se enciende." UNESCO
documento de apoyo (2005) Quito, (pág. 14)
Es importante señalar que las políticas educativas han sufrido importantes cambios en su estructura
lo que ha resultado que el docente de las instituciones educativas especialmente en la nuestra se
estanque y se mantenga indiferente frente a la creatividad, el emprendimiento y la innovación de
recursos tecnológicos que permitan fomentar un aprendizaje más dinámico e interesante para el
estudiante y así garantizar el cumplimiento del perfil profesional de salida de nuestros bachilleres.
La comunidad educativa especialmente de las figuras técnicas deben tomar en cuenta que el mundo
laboral exige que los bachilleres de esta era, sean capaces de programar micro controladores pic
para aplicarlos en la construcción de dispositivos tecnológicos que propendan a alcanzar un
aprendizaje significativo en el estudio de la ley de ohm y sus aplicaciones en los diferentes ámbitos
de la electrónica.
Algunas de la dificultades con las que se enfrenta el docente y el estudiante de la especialidad es
en referencia a los recursos para equipamiento de los laboratorios que inciden directamente en el
aprendizaje ya que al no contar con lo necesario se motiva más la enseñanza teórica corriendo el
riesgo de formar estudiantes incompetentes donde el “saber hacer” no tiene cabida.
La enseñanza teórica sin ningún fin práctico es la característica de la enseñanza tradicional que en
esta época del auge tecnológico no tiene lugar ni espacio pero que frente a la desatención de las
7
políticas educativas de turno pueden ser utilizadas en desmedro de una formación integral y
competente de los bachilleres técnicos.
La falta de inversión en capacitación e infraestructura técnica está incidiendo directamente en la
labor del docente y el aprendizaje del estudiante ya que los costos para la adquisición de estos
materiales en el mercado tecnológico son muy altos y tienden cada vez más a reducir su vida útil
por las nuevas versiones que más prontamente aparecen.
Consecuentemente las líneas anteriores pueden con gran seguridad producir una “zona de confort”
para el docente donde no quepa el interés por actualizarse ni emprender proyectos innovadores
que motiven su trabajo y el de los estudiantes.
Las causas y efectos antes mencionados son parte del problema analizado que pueden alterar
significativamente la enseñanza del docente y el aprendizaje del estudiante, sin embargo frente a las
dificultades que se presentan ya sea por el recurso económico o por la negativa e inconciencia del
docente para actualizarse y emprender en nuevos desafíos con la tecnología para generar en los
estudiantes del área aprendizajes significativos y dinámicos es necesario tener en cuenta que el
diseño y construcción de una calculadora digital mediante la programación del micro controlador
Pic 16f877a puede contribuir a crear nuevos entornos de aprendizaje.
8
1.2. Objetivos
1.2.1 Objetivo General
Diseñar una calculadora digital programada a través del micro controlador Pic 16f877a para
contribuir al desarrollo del aprendizaje de la ley de ohm en los estudiantes del segundo año de
bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la Institución Educativa fiscal
“Miguel de Santiago”, periodo 2015-2016.
1.2.2 Objetivos Específicos
Analizar si el proceso de enseñanza-aprendizaje que realizan los docentes de la
especialidad de electrónica de consumo se desarrolla bajo recursos tecnológicos
innovadores para generar aprendizajes significativos.
Fundamentar los aspectos teóricos acerca de la calculadora digital programada a través del
microcontrolador pic 16f877a.
Presentar una propuesta factible que contribuya a mejorar el proceso de aprendizaje de la
ley de ohm a través del diseño y construcción de una calculadora digital con los y las
estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo.
9
1.3. Justificación
La tecnología ha tenido avances vertiginosos y constantes, los seres humanos deben estar a la par
con ella, más aún los profesores que educan a los habitantes de hoy y del mañana, ellos no deben
estar rezagados, la tecnología debe ser un referente en sus vidas, para este fin el investigador
propone indagar de qué manera una calculadora digital programada a través del micro
controlador Pic 16f877 puede aportar al desarrollo del aprendizaje de la ley de ohm en los y las
estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo de la
Institución Educativa “Miguel de Santiago”, periodo 2015-2016.
Debido a que en la institución existe un alto índice de maestros de avanzada edad y al temor por
parte de ellos hacia las nuevas tecnologías de la información y en especial del uso y aplicación
tanto dentro como fuera del aula, despierta el interés de los docentes para adentrarse en este nuevo
mundo tecnológico que se les presenta y que les permita buscar mecanismos adecuados que
solucionen la mencionada problemática, en beneficio de los estudiantes para conseguir una
educación de calidad, así como de calidez. Los maestros docentes necesitarán de una preparación
adicional para estar actualizados sobre el diseño y creación de una calculadora digital programada
a través de un micro controlador pic 16f877a, procurando la participación de todos los actores
educativos involucrados.
La investigación de las Tics, por ser un tema que está en boga a todo nivel, en especial en el
campo educativo tiene gran importancia porque de esta manera se aportará a los docentes y
estudiantes de las herramientas y conocimientos que les permitirán mejorar tanto en la parte
académica, como en la parte actitudinal, además porque el diseño y creación de una calculadora
digital a través de la programación del micro controlador pic 16f877a, ofrece la posibilidad de
adentrase en el mundo del hardware y software, así como de generar información relevante en la
preparación de los dicentes, a estar en una constante búsqueda y replanteamiento de contenidos y
procedimientos pues se ven en la necesidad de codificar, escoger, seleccionar y cambiar la
información, de esta manera la institución optará entre asumir un papel de liderazgo en la
transformación de la educación, o bien quedar atrás en el continuo cambio tecnológico.
El trabajo de investigación es factible de realizar porque se dispone de la autorización del Rector
de la institución, se cuenta con la bibliografía suficiente y necesaria sobre el tema a investigarse,
con los recursos tecnológicos necesarios, el conocimiento del investigador y el financiamiento
respectivo para realizar la investigación.
La investigación tendrá utilidad teórica porque se acudirá a fuentes de información bibliográfica
10
actualizada y especializada sobre el uso y la aplicación de las Tics y en especial en base al
desarrollo de actividades que proveerá el diseño del hardware y software así como del micro
controlador pic 16f877a. La utilidad práctica se demostrará como una propuesta de solución al
problema investigado.
La investigación contribuirá al cumplimiento de la Misión y Visión de la institución; motivo del
trabajo.
Los estudiantes y docentes de la Institución Educativa fiscal Miguel de Santiago se beneficiarán de
esta investigación y la aplicación de la calculadora digital porque motivarán algunas aplicaciones
de utilidad práctica.
Las aplicaciones prácticas que permitirá este trabajo son:
Diseño y construcción de circuitos eléctricos y electrónicos.
Simulación de circuitos eléctricos y electrónicos.
Programación de funciones.
Programación de pics.
Calculo de magnitudes eléctricas básicas.
Integración de fórmulas, cálculo y resultado de magnitudes eléctricas básicas.
Este proyecto puede contribuir a profundizar el análisis de una problemática teórica existente en
los establecimiento educativos especialmente de carácter técnico ya que su concepción está
orientada a la formación por competencias donde necesariamente la práctica que realicen los
estudiantes pongan de manifiesto el “saber hacer”.
La problemática teórica toma fuerza cuando el sistema educativo no cumple lo que garantiza la
constitución ya sea por factores políticos o económicos obligando a los actores educativos a
utilizar enfoques o modelos pedagógicos no adecuados al tiempo que vivimos, tiempo que
demanda de una gran preparación de las personas para que sean capaces de resolver problemas
reales en cualquier campo que se desarrollen.
En relación a las políticas que orientan el sistema educativo es pertinente señalar que todos los
actores educativos desde el estado debemos cumplir con lo que señala:
11
Constitución Política del Estado. Título vii. Régimen del Buen Vivir
Sección primera: Educación
Art. 343.
El sistema nacional de educación tendrá como finalidad el desarrollo de
capacidades y potencialidades individuales y colectivas de la población, que
posibiliten el aprendizaje y la generación y utilización de conocimientos, técnicas,
saberes, arte y cultura .El sistema tendrá como centro al sujeto que aprende y
funcionará de manera flexible y dinámica, incluyente, eficaz y eficiente.
En coherencia con el régimen del Buen Vivir, este proyecto tecnológico puede fomentar y cumplir
todos los lineamientos expuestos en el artículo 343 contribuyendo a la formación integral y competente
del bachiller técnico de la especialidad de electrónica de nuestra Institución.
12
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes
En búsqueda del objetivo planteado, se realizó varias visitas a universidades de la ciudad de Quito,
con el fin de buscar si había temas de tesis relacionadas con la planteada aquí y se pudo
determinar que no existen programas realizados para la enseñanza de cálculo de circuitos.
Únicamente se encontró tesis e información orientada a las Tics cuya relación es muy distante con
lo que plantea el proyecto.
En la Universidad Católica PUCE se encontró el siguiente tema de tesis, “Implementación de la
nueva tecnología de la información y comunicación en el quinto nivel de francés, Escuela de
Lenguas, Facultad de Comunicación, Lingüística y Literatura de la PUCE, realizada por Bermeo,
Patricia (2007). Su conclusión principal es “Las tecnologías de la información y de las
comunicaciones (Tics) son incuestionables y están ahí, forman parte de la cultura tecnológica.
Amplían las capacidades físicas y mentales y las posibilidades del desarrollo social”.
El trabajo expuesto no tiene aplicaciones prácticas que podrían fortalecer la especialidad de
electrónica y la formación de bachilleres técnicos más bien está enfocada al área de la Lengua y
Literatura.
En la Universidad Salesiana el proyecto de tesis “Elaboración de contenido educativo digital para
la asignatura de Nuevas Tecnologías de la Información y Comunicación elaborado por De la Torre
García, Fausto y Loyola Constante. La conclusión a la que llegaron es “La expansión de las Tics
de todos los hábitos y estratos de nuestra sociedad se ha producido a gran velocidad y es un
proceso que debe continuar ya que día a día van apareciendo sin cesar nuevos elementos
tecnológicos con los cuales toda la sociedad debe estar en constante preparación para utilizarlos”.
El trabajo enunciado anteriormente establece un proyecto de contenido educativo en términos
generales que coinciden únicamente en la necesidad de saber utilizarlos. No contribuye al contexto
de la formación técnica en electrónica.
Tomando en cuenta las conclusiones anteriores y por la gran importancia que generan las Tics en
la sociedad actual y el gran desafío que a las instituciones educativas se les presenta, el grupo
investigador una vez revisada y analizada las conclusiones, tendrá en consideración las mimas
para fortalecer si es el caso la presente investigación
13
2.2. Fundamentación Teórica
La verdadera función de la escuela es la de transmitir una habilidad que sintetice todas las demás
funciones que le son propias: pensar. Después, y dependiendo del estilo y formación del
interlocutor, se añaden otros complementos al verbo pensar: "creativamente", "críticamente" o
"autónomamente".
Según Ortega Carrillo (2004) dice:
El auge de las nuevas tecnologías en el último tercio del siglo XX ha despertado
grandes esperanzas a la humanidad al ponerle en sus manos poderosos instrumentos
de comunicación que pueden favorecer el desarrollo, la extensión de la cultura, la
educación, la democracia y el pluralismo. (Dominguez, 2004)
De acuerdo con el autor podemos reflexionar que el sistema educativo ecuatoriano debe insertar
profundamente en todos sus instrumentos de enseñanza el soporte tecnológico más aún en los
centros de formación técnica donde es necesario comprender que el desarrollo de la tecnología
informática y electrónica crece a pasos gigantescos.
El diseño cada vez más avanzado de los dispositivos eléctricos y electrónicos y sus notables
funciones cada vez más innovadoras en la integración y derivación del funcionamiento de los
equipos electrónicos e informáticos y sus diversas aplicaciones, crean la necesidad inmediata de
adentrarnos en el conocimiento de estos elementos como el microcontrolador cuyas características
de funcionamiento pueden contribuir en la aplicación de diversas soluciones que aplicadas a la
educación pueden generar aprendizaje significativos y valederos para el estudiante en su vida
profesional.
A continuación se expone una recopilación de información en base a referencias bibliográficas de
carácter netamente técnico para ilustrar y describir todos los componentes establecidos en la
variable independiente.
14
2.2.2 Microcontroladores
(ver gráfico N.-1 en Anexo 4)
Es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes de un computador.
Un circuito integrado es un componente electrónico que en su interior está formado por muchos
componentes semiconductores miniaturizados que cumplen una función específica, también se lo
conoce con el nombre de chip.
El micro controlador se emplea para controlar el funcionamiento de una tarea determinada y,
debido a su reducido tamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo al que gobierna. Esta
última característica la que le confiere la denominación de «controlador incrustado». (embedded
controller).
El microcontrolador es un computador dedicado. En su memoria sólo reside un programa
destinado a gobernar una aplicación determinada; sus líneas de entrada/salida soportan el
conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a controlar, y todos los recursos
complementarios disponibles tienen como única finalidad atender sus requerimientos. Una vez
programado y configurado el microcontrolador solamente sirve para gobernar la tarea asignada.
Un microcontrolador es un computador completo, aunque de limitadas prestaciones, que está
contenido en el chip de un circuito integrado y se destina a gobernar una sola tarea.
El número de productos que funcionan en base a uno o varios microcontroladores aumenta de
forma exponencial. No es aventurado pronosticar que en el siglo xxi habrá pocos elementos que
carezcan de microcontrolador. En esta línea de prospección del futuro, la empresa Dataquest
calcula que en cada hogar americano existirán varios centenares de microcontroladores en los
comienzos del tercer milenio.
La industria Informática acapara gran parte de los microcontroladores que se fabrican.
Casi todos los periféricos del computador, desde el ratón o el teclado hasta la impresora, son
regulados por el programa de un microcontrolador .
Los electrodomésticos de línea blanca (lavadoras, hornos, lavavajillas, etc.) y de línea marrón
(televisores, vídeos, aparatos musicales, etc.) incorporan numerosos microcontroladores.
Igualmente, los sistemas de supervisión, vigilancia y alarma en los edificios utilizan estos chips.
También se emplean para optimizar el rendimiento de ascensores, calefacción, aire acondicionado,
alarmas de incendio, robo, etc.
15
Las comunicaciones y sus sistemas de transferencia de información utilizan profusamente estos
pequeños computadores incorporándolos en los grandes automatismos y en los modernos
teléfonos.
La instrumentación y la electro medicina son dos campos idóneos para la implantación de estos
circuitos integrados. Una importante industria consumidora de microcontroladores es la de
automoción, que los aplica en el control de aspectos tan populares como la climatización, la
seguridad y los frenos ABS.
Las comunicaciones y los productos de consumo general absorben más de la mitad de la
producción de microcontroladores. El resto se distribuye entre el sector de la automoción, los
computadores y la industria.
2.2.3 Clasificación
2.2.3.1 La familia de los pic
Una de las labores más importantes del ingeniero de diseño es la elección del modelo de
microcontrolador que mejor satisfaga las necesidades del proyecto con el mínimo presupuesto.
En el 2003 el fabricante de los PIC dispone de más de un centenar de versiones diferentes y cada
año aumenta considerablemente su lista. (Ver en el Anexo D la familia completa de
microcontroladores PIC).
Microchip dispone de cuatro gamas de microcontroladores de 8 bits para adaptarse a las
necesidades de la mayoría de los clientes potenciales.
2.2.3.1.1 Gama baja o básica: PIC16C5X con instrucciones de 12 bits
Se trata de una serie de PIC de recursos limitados, pero con una de las mejores relaciones
coste/prestaciones. Sus versiones están encapsuladas con I8 y 28 patitas y pueden alimentarse a
partir de una tensión de 2,5 V lo que les hace ideales en las aplicaciones que funcionan con pilas.
Tienen un repertorio de 33 instrucciones cuyo formato consta de I2 bits. No admiten ningún tipo
de interrupción y la pila sólo dispone de dos niveles.
En el 2003 el fabricante de los PIC dispone de más de un centenar de versiones diferentes y cada
año aumenta considerablemente su lista.
Microchip dispone de cuatro gamas de microcontroladores de 8 bits para adaptarse a las
necesidades de la mayoría de los clientes potenciales.
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Se trata de una serie de PIC de recursos limitados, pero con una de las mejores relaciones
coste/prestaciones. Sus versiones están encapsuladas con I8 y 28 patitas y pueden alimentarse a
partir de una tensión de 2,5 V lo que les hace ideales en las aplicaciones que funcionan con pilas.
Tienen un repertorio de 33 instrucciones cuyo formato consta de I2 bits. No admiten ningún tipo
de interrupción y la pila sólo dispone de dos niveles.
El repertorio de instrucciones es de 35 a 14 bits cada una y compatible con el de la gama baja. Sus
distintos modelos contienen todos los recursos que se precisan en las aplicaciones de los
microcontroladores de 8 bits. También dispone de interrupciones y una Pila de 8 niveles que
permite el anidamiento de subrutinas.
La gama media puede clasificarse en las siguientes subfamilias:
a) Gama media estándar (PIC16C55X);
b) Gama media con comparador analógico (PIC16C62X/64X/66X);
c) Gama media con módulo de captura (CCP), modulación de anchura de impulsos (PWM) y
puerta serie (PIC16C6X);
d) Gama media con CAD de 8 bits (PIC16C7X);
e) Gama media con CAD de precisión (PIC14000);
f) Gama media con memoria Flash y EEPROM (PIC16F87X y PIC16X8X);
g) Gama media con driver LCD (PIC16C92X).
2.2.3.1.2 Gama alta: PIC17CXXX con instrucciones de 16 bits
Se alcanzan las 58 instrucciones de 16 bits en el repertorio y sus modelos disponen de un sistema
de gestión de interrupciones vectorizadas muy potente. También incluyen variados controladores
de periféricos, puertas de comunicación serie y paralelo con elementos externos y un multiplicador
hardware de gran velocidad.
Quizás la característica más destacable de los componentes de esta gama es su arquitectura abierta,
que consiste en la posibilidad de ampliación del microcontrolador con elementos externos.
Para este fin, las patitas sacan al exterior las líneas de los buses de datos, direcciones y control, a
las que se conectan memorias o controladores de periféricos. Esta filosofía de construcción del
sistema es la que se empleaba en los microprocesadores y no suele ser una práctica habitual
cuando se emplean microcontroladores.
17
2.2.3.1.3 Gama mejorada: PIC18C(F)XXX con instrucciones de 16 bits
En los inicios del tercer milenio de nuestra era Microchip presentó la gama mejorada de los
microcontroladores PIC con la finalidad de soportar las aplicaciones avanzadas en las áreas de
automoción, comunicaciones, ofimática y control industrial. Sus modelos destacaron por su alta
velocidad (40 Mhz) y su gran rendimiento (10 MIPS a 10 Mhz).
Entre las aportaciones más representativas de esta serie de modelos que crece cada año, destacan.
a) Un espacio de direccionamiento para la memoria de programa que permite alcanzar los 2 MB,
y 4 KB para la memoria de datos.
b) Inclusión de la tecnología FLASH para la memoria de código.
c) Potente juego de 77 instrucciones de 16 bits cada una. Permiten realizar una multiplicación 8 x
8 en un ciclo de instrucción, mover información entre las memorias y modificar el valor de un bit
en un registro o en una línea de E/S.
d) Orientación a la programación en lenguaje C con la incorporación de compiladores muy
eficientes para este lenguaje.
e) Nuevas herramientas para la emulación.
Inicialmente aparecieron cuatro modelos (PIC18C242/252/442/452) que tenían hasta 16 KB de
memoria de programa y hasta 1.536 bytes de RAM, ambas ampliables.
Podían funcionar a 40 MHz, con 16 causas de interrupción, 4 temporizadores, 2 módulos CCP,
Conversor A/D de 5 u 8 canales, y comunicación serie y paralelo. Luego aparecieron los
PIC18FXXX ellos destacan el modelo PIC18F720 estando encapsulado con 80 patitas.
2.2.4 Estructura
2.2.4.1 Arquitectura interna
(Ver gráfico N.- 2 en Anexo 4)
Un microcontrolador posee todos los componentes de un computador, pero con unas
características fijas que no pueden alterarse.
A continuación se pasa revista a las características más representativas de cada uno de los
componentes del microcontrolador.
18
2.2.4.1.1 El procesador
La necesidad de conseguir elevados rendimientos en el procesamiento de las instrucciones ha
desembocado en el empleo generalizado de procesadores de arquitectura Harvard frente a los
tradicionales que seguían la arquitectura de von Neumann. Esta última se caracterizaba porque la
UCP (Unidad Central de Proceso) se conectaba con una memoria única, donde coexistían datos e
instrucciones, a través de un sistema de buses.
En la arquitectura de «von Neumann» la UCP se comunicaba a través de un sistema de buses con
la Memoria, donde se guardaban las instrucciones y los datos.
1. Procesador
2. Memoria no volátil para contener el programa
3. Memoria de lectura y escritura para guardar los datos
4. Líneas de EIS para los controladores de periféricos:
a) Comunicación paralelo
b) Comunicación serie
c) Diversas puertas de comunicación (bus l2ºC, USB, etc.)
5. Recursos auxiliares:
a) Circuito de reloj
b) Temporizadores
c) Perro Guardíán («watchdog»)
d) Conversores AD y DA
e) Comparadores analógicos
f) Protección ante fallos de la alimentación
g) Estado de reposo o de bajo consumo
En la arquitectura Harvard son independientes la memoria de instrucciones y la memoria de datos
y cada una dispone de su propio sistema de buses para el acceso. Esta dualidad, además de
propiciar el paralelismo, permite la adecuación del tamaño de las palabras y los buses a los
requerimientos específicos de las instrucciones y de los datos. También la capacidad de cada
memoria es diferente.
El procesador de los modernos microcontroladores responde a la arquitectura RISC
(Computadores de Juego de Instrucciones Reducido), que se identifica por poseer un repertorio de
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instrucciones máquina pequeño y simple, de forma que la mayor parte de las instrucciones se
ejecuta en un ciclo de instrucción.
Otra aportación frecuente que aumenta el rendimiento del computador es el fomento del
paralelismo implícito, que consiste en la segmentación del procesador (pipe-line),
descomponiéndolo en etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y
trabajar con varias a la vez.
2.2.4.1.2 Memoria de programa
El microcontrolador está diseñado para que en su memoria de programa se almacenen todas las
instrucciones del programa de control. No hay posibilidad de utilizar memorias externas de
ampliación.
Como el programa a ejecutar siempre es el mismo, debe estar grabado de forma permanente.
Los tipos de memoria adecuados para soportar esta función admiten cinco versiones diferentes:
El alto rendimiento y elevada velocidad que alcanzan los modernos procesadores, como el que
poseen los microcontroladores PIC, se debe a la conjunción de tres técnicas:
- Arquitectura Harvard
- Computador tipo RISC
- Segmentación
(Ver grafico N.- 3 en Anexo 4)
1 .ª Rom con máscara
En este tipo de memoria el programa se graba en el chip durante el proceso de su fabricación
mediante el uso de «máscaras». Los altos costes de diseño e instrumental sólo aconsejan usar este
tipo de memoria cuando se precisan series muy grandes.
2.ª Eprom
La grabación de esta memoria se realiza mediante un dispositivo físico gobernado desde un
computador personal, que recibe el nombre de grabador. En la superficie de la cápsula del
20
microcontrolador existe una ventana de cristal por la que se puede someter al chip de la memoria a
rayos ultravioletas para producir su borrado y emplearla nuevamente. Es interesante la memoria
EPROM en la fase de diseño y depuración de los programas, pero su coste unitario es elevado.
3.' Otp
(Programable una vez)
Este modelo de memoria sólo se puede grabar una vez por parte del usuario, utilizando el mismo
procedimiento que con la memoria EPROM. Posteriormente no se puede borrar. Su bajo precio y
la sencillez de la grabación aconsejan este tipo de memoria para prototipos finales y series de
producción cortas.
4.ª Eeprom
La grabación es similar a las memorias OTP y EPROM, pero el borrado es mucho más sencillo al
poderse efectuar de la misma forma que el grabado, o sea, eléctricamente. Sobre el mismo zócalo
del grabador puede ser programada y borrada tantas veces como se quiera, lo cual la hace ideal en
la enseñanza y en la creación de nuevos proyectos. El fabuloso PIC16C84dispone de 1 K palabras
de memoria EEPROM para contener instrucciones y también tiene algunos bytes de memoria de
datos de este tipo para evitar que cuando se retira la alimentación se pierda información.
Aunque se garantiza 1.000.000 de ciclos de escritura/borrado en una EEPROM, todavía su
tecnología de fabricación tiene obstáculos para alcanzar capacidades importantes y el tiempo de
escritura de las mismas es relativamente grande y con elevado consumo de energía.
5.ª Flash
Se trata de una memoria no volátil, de bajo consumo, que se puede escribir y borrar en circuito al
igual que las EEPROM, pero suelen disponer de mayor capacidad que estas últimas.
El borrado sólo es posible con bloques completos y no se puede realizar sobre posiciones
concretas.
En las FLASH se garantizan 1.000 ciclos de escritura-borrado.
Son muy recomendables en aplicaciones en las que sea necesario modificar el programa a lo largo
de la vida del producto, como consecuencia del desgaste o cambios de piezas, como sucede con
los vehículos.
21
Por sus mejores prestaciones está sustituyendo a la memoria EEPROM para contener
instrucciones. De esta forma Microchip comercializa dos microcontroladores prácticamente
iguales, que sólo se diferencian en que la memoria de programa de uno de ellos es tipo EEPROM
y la del otro tipo Flash. Se trata del PIC 16C84 y el PIC 16F84, respectivamente. En la actualidad
Microchip tiene abierta una línea de PIC con memoria Flash cada vez más extensa y utilizada.
2.2.4.1.3 Memoria de datos
Los datos que manejan los programas varían continuamente, y esto exige que la memoria que les
contiene deba ser de lectura y escritura, por lo que la memoria RAM estática (SRAM) es la más
adecuada, aunque sea volátil.
Hay microcontroladores que también disponen como memoria de datos una de lectura y escritura
no volátil, del tipo EEPROM. De esta forma, un corte en el suministro de la alimentación no
ocasiona la pérdida de la información, que está disponible al reiniciarse el programa.
El PIC16C84, el PIC16F83 y el PIC16F84 disponen de 64 bytes de memoria EEPROM para
contener datos.
La memoria tipo EEPROM y la tipo Flash pueden escribirse y borrarse eléctricamente. Sin
necesidad de sacar el circuito integrado del zócalo del grabador pueden ser escritas y borradas
numerosas veces.
2.2.4.1.4 Líneas de E/S para los controladores de periféricos
A excepción de dos patitas destinadas a recibir la alimentación, otras dos para el cristal de cuarzo,
que regula la frecuencia de trabajo, y una más para provocar el Reset, las restantes patitas de un
microcontrolador sirven para soportar su comunicación con los periféricos externos que controla.
Las líneas de E/S que se adaptan con los periféricos manejan información en paralelo y se agrupan
en conjuntos de ocho, que reciben el nombre de Puertas. Hay modelos con líneas que soportan la
comunicación en serie; otros disponen de conjuntos de líneas que implementan puertas de
comunicación para diversos protocolos, como el I2ºC, el USB, etc.
2.2.4.1.5 Recursos auxiliares
Según las aplicaciones a las que orienta el fabricante cada modelo de microcontrolador, incorpora
una diversidad de complementos que refuerzan la potencia y la flexibilidad del dispositivo.
22
Entre los recursos más comunes se citan a los siguientes:
a) Circuito de reloj, encargado de generar los impulsos que sincronizan el funcionamiento de todo
el sistema.
b) Temporizadores, orientados a controlar tiempos.
c) Perro Guardián («watchdog»), destinado a provocar una reinicialización cuando el programa
queda bloqueado.
d) Conversores AD y DA, para poder recibir y enviar señales analógicas.
e) Comparadores analógicos, para verificar el valor de una señal analógica.
f) Sistema de protección ante fallos de la alimentación.
g) Estado de Reposo, en el que el sistema queda «congelado» y el consumo de energía se reduce al
mínimo.
2.2.4.2 Micro controlador pic 16f877a
El PIC16F877 es un microcontrolador con memoria de programa tipo FLASH, lo que representa
gran facilidad en el desarrollo de prototipos y en su aprendizaje ya que no se requiere borrarlo
con luz ultravioleta como las versiones EPROM, sino que permite reprogramarlo nuevamente sin
ser borrado con anterioridad.
El PIC16F877 es un microcontrolador de Microchip Technology fabricado en tecnología CMOS,
su consumo de potencia esa muy bajo y además es completamente estático, esto quiere decir que
el reloj puede detenerse y los datos de la memoria no se pierden.
El encapsulado más común para este microcontrolador es el DIP (Dual In-line Pin) de 40 pines,
propio para usarlo en experimentación. La referencia completa es PIC16F877-04 para el
dispositivo que utiliza cristal oscilador de hasta 4 MHz, PIC16F877-20 para el dispositivo que
utiliza cristal oscilador de hasta 20 MHz o PIC16F877A-I para el dispositivo tipo industrial que
puede trabajar hasta a 20 MHz. Sin embargo, hay otros tipos de encapsulado que se pueden utilizar
según el diseño y la aplicación que se quiere realizar. Por ejemplo, el encapsulado tipo surface
mount (montaje superficial) tiene un reducido tamaño y bajo costo, que lo hace propio para
producciones en serie o para utilizarlo en lugares de espacio muy reducido.
2.2.4.2.1 Configuración de pines pic 16F877A
(Ver gráfico N.- 4 en Anexo 4)
23
2.2.5 Funciones básicas del pic16f887
Se enumeran algunas a continuación:
Principales registros sfr
Puertos de entrada/salida
Temporizador timer0
Temporizador timer1
Temporizador timer2
Módulos ccp
Módulos de comunicación serie
Módulos analógicos
Oscilador de reloj
Memoria eeprom
¡reinicio! ¿black-out, brown-out o ruidos?
2.2.6 Características básicas del pic16f887
Arquitectura RISC
El microcontrolador cuenta con solo 35 instrucciones diferentes
Todas las instrucciones son uni-ciclo excepto por las de ramificación
Frecuencia de operación 0-20 MHz
Oscilador interno de alta precisión
Calibrado de fábrica
Rango de frecuencia de 8MHz a 31KHz seleccionado por software
Voltaje de la fuente de alimentación de 2.0V a 5.5V
Consumo: 220uA (2.0V, 4MHz), 11uA (2.0 V, 32 KHz) 50nA (en modo de espera)
Ahorro de energía en el Modo de suspensión
Brown-out Reset (BOR) con opción para controlar por software
35 pines de entrada/salida
24
Alta corriente de fuente y de drenador para manejo de LED
Resistencias pull-up programables individualmente por software
Interrupción al cambiar el estado del pin
Memoria ROM de 8K con tecnología FLASH
El chip se puede re-programar hasta 100.000 veces
Opción de programación serial en el circuito
El chip se puede programar incluso incorporado en el dispositivo destino
256 bytes de memoria EEPROM
Los datos se pueden grabar más de 1.000.000 veces
368 bytes de memoria RAM
Convertidor A/D:
14 canales
resolución de 10 bits
3 temporizadores/contadores independientes
Temporizador perro guardián
Módulo comparador analógico con
Dos comparadores analógicos
Referencia de voltaje fija (0.6V)
Referencia de voltaje programable en el chip
Módulo PWM incorporado
Módulo USART mejorado
Soporta las comunicaciones seriales RS-485, RS-232 y LIN2.0
Auto detección de baudios
Puerto Serie Síncrono Maestro (MSSP)
Soporta los modos SPI e I2C
2.2.7 Programación
2.2.7.1 Programación de microcontroladores
La utilización de los lenguajes más cercanos a la máquina (de bajo nivel) representan un
considerable ahorro de código en la confección de los programas, lo que es muy importante dada
la estricta limitación de la capacidad de la memoria de instrucciones. Los programas bien
realizados en lenguaje Ensamblador optimizan el tamaño de la memoria que ocupan y su ejecución
es muy rápida.
25
Los lenguajes de alto nivel más empleados con microcontroladores son el C y el BASIC, de los
que existen varias empresas que comercializan versiones de compiladores e intérpretes para
diversas familias de microcontroladores. En el caso de los PIC es muy competitivo e interesante el
compilador de C PCM de la empresa CCS y el intérprete PBASIC de PARALLAX.
El lenguaje que utilizan los profesionales para la programación de las microcontroladores es el
Ensamblador, que es el más cercano a la máquina. También son frecuentes los programas en
lenguaje C y en BASIC, siendo este último el más fácil de aprender.
2.2.7.1.1 Instrumental de trabajo
Siempre que se diseña con circuitos integrados programables se precisan herramientas para la
puesta a punto del hardware y del software.
Con referencia al software, además de los compiladores o intérpretes de los lenguajes usados, es
muy interesante disponer de simuladores software, que consisten en programas que simulan la
ejecución de instrucciones representando el comportamiento interno del procesador y el estado de
las líneas de E/S. Como se simula por software al procesador, el comportamiento no es idéntico
aunque proporciona una aproximación aceptable, especialmente cuando no es esencial el trabajo
en tiempo real.
Microchip pone libremente a disposición de sus usuarios, a través de Internet
(http://www.microchip.com), ensambladores como el MPASM y simuladores como el MPSIM.
Ingeniería de Microsistemas Programados, S. L., comercializa un simulador muy completo para el
PIC16X84 y varios compiladores e intérpretes de lenguaje C y BASIC. Recuperado en:
(http://www.microcontroladores.com).
Respecto a las herramientas hardware, una indispensable es el grabador, encargado de escribir el
programa en la memoria del microcontrolador.
Existen grabadores muy completos, capaces de trabajar con muchos modelos de diferentes
familias, pero su elevado precio los aleja de los usuarios personales. Para estos últimos existen
bastantes versiones de sencillos grabadores, específicos para ciertos modelos de
microcontroladores, que gobernados desde un computador personal se ofrecen por un precio
ligeramente superior al de un libro.
26
En la puesta a punto de proyectos industriales una potentísima herramienta es el emulador en
circuito, que consiste en un complejo dispositivo físico que, controlado por un programa desde un
computador personal, dispone de una «cabeza» con las mismas patitas que el microcontrolador
que se trata de emular. La cabeza se introduce en el zócalo donde irá el microcontrolador con el
programa definitivo en la placa de prototipo. El emulador en circuito hace funcionar al sistema
como si hubiese un microcontrolador real, pero presentando en la pantalla del computador toda la
información necesaria para conocer el desarrollo del programa y la actuación de los periféricos.
Los resultados que así se obtienen son idénticos a los del producto final, puesto que la ejecución se
realiza en tiempo real, a diferencia de los simuladores software.
Finalmente, reciben el nombre de sistemas de desarrollo equipos que mediante una combinación
de hardware y de software consiguen realizar la mayoría de las fases que exige un diseño basado
en microcontrolador. Como la mayoría de las herramientas, también ésta se gobierna por un
programa desde un computador personal. Mantienen una buena comunicación y gestión de la
edición de programas y su compilación o ensamblado. Tras la depuración del software y la
obtención del código binario ejecutable disponen de un grabador que escribe el programa obtenido
sobre la memoria (le instrucciones. También puede verificar lo escrito en la memoria o incluso
borrarlo, cuando es del tipo EEPROM o FLASH.
2.2.8 Microcontroladores «pic». diseño práctico de aplicaciones
Una vez grabado el microcontrolador sus patitas quedan conectadas a través de Juniper con los
periféricos que hay que controlar y se procede a la ejecución en tiempo real del programa. La
inclusión de los periféricos clarifica el resultado final. Mediante el programa de comunicación con
el PC se puede conocer en todo momento el estado de todos los elementos del computador.
Por su sencillez, potencia y economía destacamos el sistema de desarrollo MICRO'PIC TRAINER
de Ingeniería de Microsistemas Programados, S. L., que incorpora las siguientes prestaciones:
Grabador de PIC.
Hardware y software de adaptación a PC.
Programa de comunicaciones.
Tarjeta que incluye la mayoría de los periféricos típicos: interruptores, leds, display de siete
segmentos, potenciómetros para señales analógicas y pantalla LCD.
Tutorial con fases de montaje y funcionamiento y ejercicios de experimentación y diseño de
proyectos.
27
Para facilitar el montaje de los prototipos se comercializan diversas tarjetas de circuito impreso
predefinidas. En ellas existe una zona común donde se aloja el zócalo del microcontrolador y su
circuitería auxiliar (reloj, pulsador de Reset, regulación de voltaje, cte.).
Hay otra zona libre para situar los periféricos propios de la aplicación, que pueden conectarse
fácilmente con todas las líneas de E/S presentes en determinadas puntos de la tarjeta.
2.2.9 Ventajas-desventajas
Un microcontrolador PIC, es una buena idea para controlar un proceso en la electrónica. Ofrece
varias ventajas, ya que en un pasado no muy lejano (en la década del 90 para atrás) era imposible
programar algo de una forma tan sencilla como con un microcontrolador PIC. Es muy fácil
efectuar la programación, ya que se realiza desde la computadora en un software y el PIC se
coloca en una placa grabadora. Existen varias empresas de electrónica que se dedican a vender
estas placas grabadoras de PIC. Entonces, la conectamos a la PC e ingresamos el código en
hexadecimal que el microcontrolador va a tener. Es una tarea relativamente sencilla si se sabe
programar. Un lenguaje de programación muy usado para los PIC es el C.
Los microcontroladores PIC son muy fácil de grabar, ya que solo necesitamos una computadora o
una notebook. Un PIC se puede grabar mediante diferentes puertos, como por ejemplo la serie o el
USB. Estos son los dos más populares que utilizan las plaquetas grabadoras convencionales.
La gran ventaja de un PIC que no existía antes, es que nos permite controlar, programar y
soncronizar tareas electrónicas a través del tiempo simplemente realizando una correcta
programación. En el pasado no muy lejano, esto no era posible ya que para controlar cada proceso
era necesario un circuito muy complicado y específico para cada cosa que se necesite. En cambio,
con un microcontrolador PIC, este circuito integrado hace todo por nosotros.
En el mercado existen varios softwares que nos ayudan a programar un microcontrolador de este
tipo, como por ejemplo el PICC, o el MPLAB, es decir, que los PIC, están muy extendidos y
difundidos en la electrónica actual.
Existe una gran diversidad de microcontroladores PIC en el mercado de Microchip y ésta también
es una gran ventaja, ya que podemos elegir entre diversas características que uno no tiene pero
otro si, como cantidad de puertos, cantidad de entradas y salidas, conversor Analógico a Digital,
28
cantidad de memoria, espacio físico, y este tipo de cualidades que nos permiten tener una mejor
elección de un PIC.
Las ventajas de usar los microcontroladores son muchas, como por ejemplo el aumento de control
sobre los elementos que lo utilizan, la mayor flexibilidad con sus módulos de memoria
reprogramable, mayor eficiencia al tener un solo dispositivo para diversos trabajos y
requerimiento de menos ajustes al ser un simple circuito integrado, además que por el simple
hecho de ser tan reducido se puede adherir al elemento que debe gobernar, al hacer eso recibe el
nombre de controlador embebido.
2.2.9.1 Desventajas de un microcontrolador PIC:
Una de las desventajas de un microcontrolador PIC es que se necesitan llamar a muchas
instrucciones para realizar una tarea en particular. Esto siempre y cuando el proyecto sea
complejo.
Otra de las desventajas pero no tan significativas o importantes es que los PIC no son tan baratos
como uno los puede esperar. Comprar un PIC puede no ser tan caro pero tampoco barato.
2.2.10 Software electrónico para diseño y simulación de circuitos
2.2.10.1 MultiSim (Electronics Workbench)
Multisim es una poderosa herramienta para el diseño electrónico. Fue diseñado pensando en
las necesidades de educadores y estudiantes, además de cumplir ampliamente con los
requerimientos de los ingenieros y diseñadores a nivel profesional. Cuenta con nuevas
características técnicas como puntas de prueba industriales, intercambio de datos con
instrumentos virtuales y "reales", corrector de errores y sugerencias de cambios sobre el
circuito, simulación integrada con microcontroladores.
2.2.10.2 Livewire
Livewire es un sofisticado software para el diseño y simulación de circuitos electrónicos.
Interruptores, transistores, diodos, circuitos integrados y cientos de componentes más pueden
ser interconectados para observar el comportamiento de un circuito. No hay límites para
diseñar, no hay falsos contactos o componentes defectuosos por qué preocuparse. Sin embargo
si el rango máximo de cualquier componente es excedido, explotará en la pantalla.
29
2.2.10.3 PCBWizard
PCB Wizard es un poderoso paquete para el diseño de circuitos impresos (PCBs) de una o dos
capas. Se complementa con Livewire, para poder exportar desde él los diseños de circuitos
electrónicos y convertirlos en un circuito impreso.
2.2.10.4 Kicad
Kicad es un programa de código libre (GPL) software para la creación de esquemas electrónicos y
circuitos impresos. Concebido y creado por Jean-Pierre Charras, investigador en el LIS Laboratorio de
Imágenes y Señales) y profesor de electrónica en el Instituto Universitario de Tecnología de Saint
Martin d'Hères, la suite Kicad es un conjunto de cuatro programas y un gestor de proyectos para
realizar circuitos electrónicos:
Eeschema: Creación de esquemas.
PcbNew: Realización de circuitos impresos.
Gerbview: Visualización de documentos generados en formato GERBER (documentos de
fototrazado).
Cvpcb: Utilidad de selección de las huellas físicas de los componentes electrónicos utilizados en el
esquema.
Kicad: Gestor de proyectos.
Es útil para cualquier persona que desee crear circuitos impresos, simples o complejos.
2.2.10.5 Micro-Cap
Micro-Cap es un editor de esquemas de circuitos y un simulador mixto analógico/digital que provee un
entorno interactivo de simulación para quienes se dedican al diseño electrónico. Desde su lanzamiento
en 1982, Micro-Cap ha sido constantemente expandido y mejorado. Micro-Cap ofrece una interfaz
intuitiva con robustos algoritmos numéricos para producir un gran nivel de simulación y facilidad de
uso.
2.2.10.6 Simulador de Circuitos Digitales
El Simulador de Construcción de Circuitos Digitales con Escenarios Virtuales y Tutoriales Interactivos
es un programa para construir circuitos digitales sobre un módulo digital virtual a partir de modelos
lógicos de circuitos integrados estándares (familia TTL LS) y de aplicación específica (ASIC). Los
circuitos pueden ser simulados en el módulo digital directamente y en algunos casos pueden ser
validados con Escenarios Virtuales que representan al ambiente donde los circuitos operarán. Además,
30
los circuitos hechos pueden ser almacenados, recuperados y editados.
El programa también provee Tutoriales Interactivos de algunos circuitos lógicos típicos, y muchos de
ellos incluyen descripciones VHDL. Este software ha sido diseñado para ser empleado como una
herramienta de enseñanza y aprendizaje del diseño digital y actualmente está orientado a cursos básicos
o de introducción a los circuitos digitales, tanto en el nivel escolar como universitario. Este programa
es gratuito, de copia y uso libre, y se encuentra en constante mejora.
2.2.10.7 Designworks
DesignWorks Professional es la elección productiva y fácil de usar para el dibujo de esquemas
electrónicos. Con diseño jerárquico y una extensa librerías de componentes y símbolos. También
permite el dibujo de diagramas de aplicaciones no electrónicas.
Existe también una opción con simulación que es DesignWorks Simulator, con una completa capacidad
de simulación digital.
DesignWorks Express Es una alternativa gratuita para el dibujo de diagramas, limitada a 500 pines,
puede usarse en conjunto con el también software gratuito Pad2Pad para el diseño de circuitos
impresos.
2.2.10.8 Pad2pad
Pad2Pad es un fabricante de circuitos impresos que ofrece su software gratuitamente para el diseño de
placas de circuito impreso. Los diseños hechos en DesignWorks Express! Pueden ser importados hacia
Pad2Pad.
2.2.10.9 Eagle
Eagle es una poderosa herramienta para el diseño de circuitos impresos (PCBs). El nombre Eagle
significa: "Easily Applicable Graphical Layout Editor"
El programa contiene tres módulos principales:
Un editor de diagramas.
Un editor de circuitos impresos.
Un autorouter.
2.2.10.10 Proteus (simulador electrónico virtual)
Proteus es un entorno integrado diseñado para la realización completa de proyectos de
construcción de equipos electrónicos en todas sus etapas: diseño, simulación, depuración y
construcción.
31
Sin la utilización de Proteus, el proceso para construir un equipo electrónico basado en un
microprocesador se componía de las siguientes etapas:
Diseño del circuito electrónico.
Diseño del circuito impreso.
Construcción del prototipo físico: circuito impreso y soldadura de componentes.
Desarrollo del software.
Pruebas de funcionamiento.
El depurado de errores podía ser una labor ardua en tiempo y recursos, lo que conlleva un alto
coste económico.
Sin embargo con la herramienta Proteus el proceso queda definido con las siguientes etapas:
Diseño del circuito electrónico.
Simulación del circuito y del programa.
Diseño del circuito impreso.
Construcción del prototipo físico: circuito impreso y soldadura de componentes.
Las ventajas saltan a la vista. Con Proteus las fases de prueba no suponen la necesidad de volver a
construir nuevos prototipos con el ahorro de costos y tiempo que ello supone.
El primer paso en nuestro trabajo consiste en el diseño del esquema electrónico con ISIS.
Durante la elaboración del mismo, se puede realizar simulaciones avanzadas con las herramientas
Pro SPICE (simulación del circuito electrónico) y VSM (simulación de la lógica del programa
cargado en el microprocesador).
Una vez diseñado en ISIS el esquema electrónico, se genera automáticamente la lista de redes
(NETLIST). Una red es un grupo de pines interconectados entre sí y la lista de redes es una lista
con todas las redes que forman nuestro diseño.
ARES es capaz de recibir esta lista de redes para diseñar, a partir de ella, nuestra placa de circuito
impreso. De esta forma nos aseguramos que nuestra placa tendrá unidos entre sí los pines de forma
idéntica a como los hemos definido en nuestro esquema electrónico.
Por último, incluso podemos obtener una imagen en tres dimensiones de nuestro diseño.
Cualquier modificación que realicemos en nuestro esquema, podrá ser reenviado desde ISIS a
ARES donde aparecerán resaltados los cambios que se hayan producido. De esta forma la
32
modificación y rediseño de nuestra placa se realizará de forma mucho más simple y segura.
Proteus PCB es la herramienta de la suite Proteus dedicada al diseño de placas de circuito impreso
(PCB). La suite integra las herramientas ISIS, para el diseño del esquema electrónico, la
herramienta ProSPICE para la simulación electrónica del funcionamiento del diseño y la
herramienta ARES para el diseño de la placa de circuito impreso.
Proteus VSM es la herramienta de la suite Proteus dedicada a la simulación del circuito
electrónico. Con ISIS podemos realizar el esquema electrónico de nuestro diseño. Permite simular
de forma integrada el comportamiento electrónico de los componentes que componen el diseño
utilizando la herramienta ProSPICE y el comportamiento lógico del programa que se ejecuta en el
microprocesador con la herramienta VSM.
Si se desea simular el funcionamiento electrónico del circuito y construir la placa de circuito
impreso nos sirve con adquirir la herramienta Proteus PCB en alguna de las diversas opciones
disponibles que permiten escalar sus capacidades y precio para adaptarla a las necesidades
específicas de cada cliente. Además podemos obtener vistas en 3D de nuestro diseño.
Si sólo se desea simular el funcionamiento electrónico del circuito y el funcionamiento lógico de
los programas que se ejecutan en el microprocesador nos sirve con adquirir la herramienta Proteus
VSM. Proteus VSM se vende en forma de módulos que nos permiten adquirir únicamente aquellos
microprocesadores que necesitemos para nuestro trabajo, pudiendo así encontrar la mejor solución
al mejor precio para nuestras necesidades.
2.2.10.10.1 Simulación en un entorno virtual
En labores de formación, Proteus VSM se muestra como una herramienta magnífica porque
permite al alumno realizar modificaciones de su circuito y programa comprobando de forma
inmediata los resultados y permitiéndole de esta forma aprender de forma práctica y sin riesgos de
estropear materiales de elevado coste.
Si se desea simular el funcionamiento electrónico del circuito, el funcionamiento lógico del
programa cargado en el microcontrolador y construir la placa de circuito impreso, podemos
adquirir el software con ambas herramientas Proteus PCB y Proteus VSM, estos dos modulos son
muy necesarios para realizar nuestro prototipo. (Calculadora Digital para la ley de ohm).
Comenzamos por ejecutar el programa y una vez abierto damos clic en Component Mode en
donde encontramos la galería de los elementos electrónicos a utilizar mediante el diagrama.
33
Buscamos por los nombres designados a cada elemento y damos doble clic en el elemento para ya
obtenerlos en nuestra lista solicitada.
Luego escogemos y colocamos uno por uno los elementos en la cuadricula del programa y una vez
colocados procedemos a unirlos con cada pin correspondiente al microcontrolador , teclado
matricial, display y el resto de elementos electrónicos que componen la calculadora digital como
son resistencias, condensadores, etc.
Para cargar el programa realizado en lenguaje de programación C en el microcontrolador tenemos
que utilizar un software compilador; un compilador es un software o programa que transforma el
lenguaje de alto nivel que es escrito por el usuario o programador en un lenguaje de máquina, este
último será el lenguaje que pueda interpretar el microcontrolador.
Volvemos al circuito realizado en el simulador electrónico Proteus, nos ubicamos en el
microcontrolador Pic 16f877a, damos doble clic en este dispositivo lo cual se desplegará una
ventana de opciones que nos permitirá buscar el archivo de la programación realizada
anteriormente por el programador, la extensión del archivo a insertar en el micro debe ser .HEX,
ejemplo: calculadora ley de ohm.HEX
Ya cargado el archivo en el microcontrolador nos dirigimos a la barra inferior izquierda del
proteus donde encontraremos los iconos que nos permitirán la simulación de nuestro proyecto, una
vez que nuestra simulación virtual funcione correctamente y cumpla con las condiciones
requeridas podremos realizar el diseño de la placa de circuito impreso donde irán soldados todos
los componentes electrónicos de nuestro circuito en forma real.
Para la realización de nuestra placa de circuito impreso utilizamos la plataforma Ares de Proteus,
una vez dentro de este entorno encontraremos el mismo listado de elementos utilizado con
anterioridad en la simulación del proteus, Ubicamos en la cuadricula los elementos ya
mencionados en forma ordenada de acuerdo a nuestro diagrama original, si no deseamos colocar
manualmente los elementos existen opciones que nos ayudaran a hacerlo automáticamente.
Para la opción automática nos ubicamos en la barra de herramientas en la cual escogeremos la
opción Tools de la cual se desplegaran opciones, seleccionaremos Autoplace entonces veremos
que los elementos electrónicos fueron automáticamente ubicados. Realizamos una revisión en 3D
para luego guardar nuestro proyecto y proceder a imprimirlo en hojas de papel termotransferible
mediante una impresora láser y así obtener el circuito impreso de nuestra Calculadora Digital
Programada a través del micro controlador Pic 16f 877a. (Ver gráfico N.- 47)
34
Hay muchos métodos para elaborar una placa electrónica, la más utilizada es el método del
planchado, este método consiste en utilizar una plancha común la que se utiliza para planchar la
ropa, pero de preferencia una plancha que sea de buena calidad y genere mucho calor.
Ponemos nuestro circuito impreso en papel termotransferible sobre el lado de cobre de la baquelita
y procedemos a aplicar la plancha caliente sobre este hasta que las pistas que se encuentran en el
papel se transfieran a la placa de baquelita, una vez realizado este procedimiento colocamos la
placa de baquelita en un contenedor con percloruro férrico mediante el cual se derretirá el cobre
que no esté cubierto con la tinta de la impresión láser impresa en la placa o baquelita, obteniendo
así el circuito impreso de nuestra calculadora digital.
(Ver gráfico N.- 48)
Por ultimo procedemos a hacer las perforaciones de nuestra placa de circuito impreso mediante un
taladro con una broca muy delgada donde entren los terminales de los componentes electrónicos a
utilizar y así de esta manera soldarlos y conseguir que nuestro prototipo funcione correctamente,
cabe recalcar que es muy recomendable primeramente realizar el circuito en el simulador
electrónico Proteus para no tener errores al realizar la placa en forma real. (Ver gráfico N.- 50)
Variable Dependiente:
2.2.11 Enseñanza
Según la Real Academia de la Lengua, el termino enseñar es un conjunto de conocimientos,
principios, ideas, etc., que se enseñan a alguien.
De acuerdo al significado de la RAE podemos convenir que, en el acto de enseñar ponemos de
manifiesto los conocimientos, las ideas incluso las actitudes que deben orientar la educación de las
personas como medio de humanización y servicio.
En otras definiciones se puede determinar que es el campo en que se dan en unidad dialéctica, la
instrucción y la Educación de los educandos.
La dialéctica como medio de establecimiento de consensos a través del dialogo para determinar los
conocimientos más útiles en beneficio de los estudiantes orientado a un sistema mas constructivo.
2.2.11.1 La enseñanza como parte del proceso educativo
La enseñanza en este caso, forma parte intrínseca y plena del proceso educativo y posee como su
núcleo básico al aprendizaje.
35
La enseñanza, incluido el aprendizaje, constituye en el contexto escolar un proceso de interacción
e intercomunicación entre varios sujetos y, fundamentalmente tiene lugar en forma grupal, en el
que el maestro ocupa un lugar de gran importancia como pedagogo, que lo organiza y lo conduce,
pero tiene que ser de tal manera, que los miembros de ese grupo (alumnos) tengan un significativo
protagonismo y le hagan sentir una gran motivación por lo que hacen.
Según Piaget, la enseñanza, debe proveer las oportunidades y materiales para que los niños
aprendan activamente, descubran y formen sus propias concepciones o nociones del mundo que
les rodea, usando sus propios instrumentos de asimilación de la realidad que provienen de la
actividad constructiva de la inteligencia del sujeto.
De acuerdo a Piaget, el docente de tener la habilidad necesaria para explotar ese descubrimiento
que motive a un aprendizaje más activo y dinámico de los estudiantes. El enfoque del modelo
constructivista puede ayudar significativamente en la consecución de esta ponencia. La
capacitación docente es clave.
2.2.11.2 Rasgos que caracterizan al proceso de enseñanza
Entre los rasgos que caracterizan al proceso de enseñanza se señalan: el carácter social, individual,
activo, comunicativo, motivante, significativo, cooperativo y consciente, este último en
dependencia de la etapa evolutiva del niño.
En este análisis se percibe con claridad lo difícil que resulta establecer el deslinde entre pedagogía
y didáctica, ya que esas características expresadas a grosso modo acerca del proceso de enseñanza
aprendizaje pertenecen al ámbito de la didáctica, pero sin aludir a ella no quedaría completa la
categoría enseñanza que estudia.
Es importante señalar el concepto de enseñanza que tienen los autores desde el punto de vista del
enfoque pragmático de cada uno de ellos:
2.2.11.2.1 Piaget, el aprendizaje por experiencia
Para Piaget (1970):
El conocimiento en la relación entre la experiencia que se tiene con la realidad del
medio circundante y las estructuras de pensamiento que se van desarrollando a
partir de ella, para adaptarse al mundo el cual depende el aprendizaje, en oposición
a la visión tradicional de aprendizaje como efecto inmediato de la transmisión
proveniente de otros. (pág 23)
Según esta concepción de aprendizaje, la enseñanza, debe proveer las oportunidades y materiales
para que los niños aprendan activamente, descubran y formen sus propias concepciones o
36
nociones del mundo que les rodea, usando sus propios instrumentos de asimilación de la realidad
que provienen de la actividad constructiva de la inteligencia del sujeto.
2.2.11.2.2 Vygotsky, teoría socio histórico cultural
Vygostky construyó su teoría del desarrollo socio-histórico o histórico-cultural de la humanidad
en los años 1926 a 1930. Partiendo de la distinción entre procesos psíquicos elementales y
superiores, afi rma que constituyen dos niveles o etapas por las que la humanidad, desde sus
orígenes hasta hoy, transitó. También las criaturas humanas que, al nacer exhiben funciones
predominantemente biológicas (elementales), experimentan un desarrollo cuya meta son los
procesos psicológicos superiores, humanos en el pleno sentido de la palabra. Ambos recorridos,
el que se dio en la filogenia y el que sucede en la ontogenia, son procesos en el tiempo, aunque
solamente el primero puede ser estrictamente calificado de histórico.
La enseñanza debe descubrir la Zona de Desarrollo Próximo ya que tiene que ver con lo que niño
puede hacer con ayuda, preocupándose de conductas o conocimientos en proceso de cambio. Esta
Zona de desarrollo al grado de modificalidad e indica las habilidades, competencias que se pueden
activar mediante el apoyo de mediadores para interiorizarlas y reconstruirlas por sí mismo.
En la versión más difundida, de su formulación original en la obra de Vigotsky, se refiere la ZDP
como:
La distancia entre el nivel real de desarrollo, determinado por la capacidad de
resolver independientemente un problema, y el nivel de desarrollo potencial,
determinado a través de la resolución de un problema bajo la guía de un adulto o en
colaboración con otro compañero más capaz (cf. Vigotsky, 1988 pag.133).
2.2.11.2.3 Bruner, aprendizaje por descubrimiento
El psicólogo y pedagogo J. Bruner (1960, 1966) manifiesta que:
“Los estudiantes deben aprender por medio del descubrimiento guiado que tiene
lugar durante una exploración motivada por la curiosidad. Así, desde el punto de
vista del aprendizaje por descubrimiento, en lugar de explicar el problema, de dar el
contenido acabado, el profesor debe proporcionar el material adecuado y estimular
a los aprendientes para que, mediante la observación, la comparación, el análisis de
semejanzas y diferencias, etc., lleguen a descubrir cómo funciona algode un modo
activo. Este material que proporciona el profesor constituye el andamiaje”. (pàg.
35).
De acuerdo a Bruner el docente debe entusiasmar a los estudiantes a descubrir principios por sí
mismos. Entre el educador y educando debiera existir un diálogo y un compromiso, donde la
función del educador es traducir la información para que sea comprendida por el educando,
37
organizando la nueva información sobre lo aprendido previamente por el estudiante, estructurando
y secuenciándola para que el conocimiento sea aprendido más rápidamente.
2.2.12. Aprendizaje
El aprendizaje es el proceso permanente de transformación de la información y la experiencia en
conocimiento, habilidades, comportamientos y actitudes, Se entiende como la conducta de
“aprender”, es decir, adquirir, procesar, comprender y aplicar luego una información que ha sido
“enseñada”;
Al momento de nacer, absolutamente la totalidad de los seres humanos
(exceptuando los que puedan padecer alguna dificultad genética o discapacidad)
cuenta con el mismo intelecto, dependerá de cada individuo como lo vaya formando
a través de su diario vivir. (admin, 2015)
El aprendizaje como concepto fundamental para desarrollar el intelecto y adquisición de
información que será muy útil para desenvolverse en el entorno; cuando se aprende se adapta a las
exigencias que los contextos, implica adquirir una nueva conducta y al mismo tiempo dejar de
lado la que se tiene previamente y no era adecuada; refleja un cambio permanente en el
comportamiento el cual absorbe capacidades y destrezas a través de la experiencia. Para aprender
se necesita de tres factores fundamentales: observar, estudiar y practicar.
Para que el aprendizaje sea eficiente se necesitan de tres factores básicos: inteligencia y
conocimientos previos, experiencia y motivación; aunque todas son importantes se debe señalar
que sin motivación cualquiera sea la acción que realicemos, no será el 100% satisfactoria.
La definición de aprendizaje asegura que la motivación es el “querer aprender”, es fundamental
que el estudiante dirija energía a las neuronas; la misma se puede conseguir mediante la práctica,
es aquí donde el papel del profesor es de vital importancia ya que, será la persona encargada de
planificar contenidos, procedimientos, sirviéndose de una metodología especial para que de
acuerdo a la personalidad y fuerza de voluntad de cada persona, esta pueda mejora el aprendizaje
individual.
La experiencia es el “saber aprender”, ya que los aprendizajes significativos que alcance la
persona se consiguen utilizando determinadas técnicas básicas tales como: técnicas de
comprensión (vocabulario), conceptuales (organizar, seleccionar, etc.), repetitivas (recitar, copiar,
etc.) y exploratorias (experimentación). Por último, queda la inteligencia y los conocimientos
previos, que al mismo tiempo se relacionan con la experiencia; con respecto al primero, decimos
que para poder aprender, el individuo debe estar en condiciones de hacerlo, es decir, tiene que
disponer de las capacidades cognitivas para construir los nuevos conocimientos.
38
2.2.12.1. Definición del Aprendizaje
La definición de aprendizaje asegura que existen ciertos procesos que se llevan a cabo cuando una
persona se dispone a aprender; los estudiantes, en sus actividades realizan múltiples operaciones
cognitivas que logran que sus mentes se desarrollen fácilmente.
Dichas operaciones son, entre otras: receptivas, la persona observa, percibe, lee e identifica; una
vez hecho esto se realiza una proceso de retención en donde se memoriza o recuerda y por último,
se reflexiona, es decir, se analiza, se compara, ordena, interpreta y critica lo que ha percibido.
(http://www.abcpedia.com/diccionario/concepto-aprendizaje.html).
También pueden hablarse de las operaciones creativas, expresivas simbólicas y expresivas del tipo
prácticas; en las primeras se explora, transfiere y predice como se crea o imagina; en las segundas
se representa o comunica mediante el uso de los lenguajes. Y en la última se aplica lo aprendido
utilizando las herramientas necesarias. Es así como se resume el aprendizaje de un individuo de
nivel medio.
Estas operaciones que permiten que los individuos se desarrollen de forma integral y una de esas
partes es el aprendizaje, pueden entonces hacer uso de las mismas en los diferentes actividades
del quehacer estudiantil, y una de las principales actividades en la actualidad es el enfrentase a la
tecnología, la misma que bien utilizada puede servirles para que ellos puedan desarrollar su
habilidades de investigación, experimentación y que además puedan innovar en cada una de las
áreas del conocimiento, pero todo esto no lo podrá lograr solo, necesitará del asesoramiento de
profesores capacitados en el uso de las Tics, ya que ellos por si solos al enfrentarse a un cumulo de
información podrían no saber cuál es la más adecuada, es aquí donde la experiencia del profesor y
sus conocimientos guíen de forma adecuada en la codificación y decodificación de la información
obtenida, permitiendo así mejorar tanto la labor docente como la labor del estudiante, ya que toda
esa información le permitirá mejor en todas las áreas del conocimiento y además en la parte
conductual y actitudinal del estudiante.
2.2.12.2. Proceso de enseñanza-aprendizaje
Antes de detallar el enfoque docente que se va a seguir para impartir las asignaturas que se
describen en los capítulos siguientes, primero es necesario fijar los conceptos y la terminología
básica que se va a emplear a lo largo de este tema.
39
Enseñanza y aprendizaje forman parte de un único proceso que tiene como fin la formación del
estudiante.
La referencia etimológica del término enseñar puede servir de apoyo inicial: enseñar es señalar
algo a alguien. No es enseñar cualquier cosa; es mostrar lo que se desconoce.
Esto implica que hay un sujeto que conoce (el que puede enseñar), y otro que desconoce (el que
puede aprender). El que puede enseñar, quiere enseñar y sabe enseñar (el profesor); El que puede
aprender quiere y sabe aprender (el alumno). Ha de existir pues una disposición por parte de
alumno y profesor.
Aparte de estos agentes, están los contenidos, esto es, lo que se quiere enseñar o aprender
(elementos curriculares) y los procedimientos o instrumentos para enseñarlos o aprenderlos
(medios).
Cuando se enseña algo es para conseguir alguna meta (objetivos). Por otro lado, el acto de enseñar
y aprender acontece en un marco determinado por ciertas condiciones físicas, sociales y culturales
(contexto).
La figura esquematiza el proceso enseñanza-aprendizaje detallando el papel de los elementos
básicos.
(Ver gráfico N.- 5 en Anexo 4)
De acuerdo con lo expuesto, podemos considerar que el proceso de enseñar es el acto mediante el
cual el profesor muestra o suscita contenidos educativos (conocimientos, hábitos, habilidades) a un
alumno, a través de unos medios, en función de unos objetivos y dentro de un contexto.
El proceso de aprender es el proceso complementario de enseñar. Aprender es el acto por el cual
un alumno intenta captar y elaborar los contenidos expuestos por el profesor, o por cualquier otra
fuente de información. Él lo alcanza a través de unos medios (técnicas de estudio o de trabajo
intelectual). Este proceso de aprendizaje es realizado en función de unos objetivos, que pueden o
no identificarse con los del profesor y se lleva a cabo dentro de un determinado contexto.
El objetivo de este capítulo es analizar el método a seguir por parte del profesor para realizar su
función de la forma más eficaz posible.
Antes de entrar en ello, se quiero hacer una reflexión sobre el hecho de que el profesor no es una
mera fuente de información, sino que ha de cumplir la función de suscitar el aprendizaje. Ha de
40
ser un catalizador que incremente las posibilidades de éxito del proceso motivando al alumno en el
estudio.
2.2.13. Didáctica
Los principios didácticos son postulados generales sobre la estructuración del contenido, la
organización y los métodos que se derivan de las leyes y de los objetivos de la enseñanza. La
determinación de un sistema de principios didácticos varía en dependencia de los objetivos que se
persiguen, del desarrollo social alcanzado y de la teoría y de la práctica pedagógica. La solidez de
un sistema es la misma, tanto en los niveles básico (primario) y medio como el superior.
Como fundamento de la dirección del proceso de enseñanza aprendizaje, los principios didácticos
precisan a su vez indicaciones prácticas adicionales que orientan al profesor en su trabajo docente.
Estas orientaciones adicionales constituyen el aspecto operativo. El desarrollo de las destrezas en
los aprendizajes significativos, no es sólo una actividad psicofísica, sino básicamente una
actividad cultural, el soporte material de tres saberes exclusivamente humanos, el saber
lingüístico, el saber textual y el saber meta textual, estos tres saberes se ponen en marcha como
objeto de conocimiento en el momento mismo en que el niño comienza el aprendizaje.
Las formas en que se lleva a cabo el proceso de enseñanza aprendizaje deben estar regidas siempre
a un sistema de principios didácticos al cual responde. En particular se impone un enfoque
sistémico del contenido, el desarrollo de un proceso de enseñanza aprendizaje contextualizado y
con predominio del método de enseñanza aprendizaje por problemas, así como la atención a las
diferencias, intereses y particularidades de los estudiantes desde el punto de vista individual, al
tiempo que se negocian en el marco de un colectivo de estudiantes que se compone de dichas
individualidades, como unidad y lucha de contrarios.
La comprensión de los principios didácticos proporciona a los docentes una dirección del proceso
de enseñanza aprendizaje en correspondencia con las leyes que lo rigen. Ellos constituyen
lineamientos rectores y su observancia evita la dirección de dicho proceso a ciegas o por criterios
voluntaristas.
El sistema de principios se relaciona a su vez con las ideas rectoras del proceso de formación: la
vinculación del estudio con el trabajo y la unidad entre la educación y la instrucción, esta última es
la idea rectora del proceso de formación en el sistema educacional ecuatoriano.
Según SARAMAGO, citado por CRUZ, L. dice:
Al contrario de los que se cree, sentido y significado nunca han sido lo mismo, el
significado queda aquí, el directo, literal, explícito, cerrado en sí mismo, unívoco,
mientras que el sentido no es capaz de permanecer quieto, hierve de segundo
41
sentidos, terceros y cuartos, de direcciones radicales que se van dividiendo y
subdividiendo en rama y ramajes, hasta que se pierden de vista. (saramago, 2016)
La didáctica nos permite estudiar los procesos de enseñanza aprendizaje, que pretende la
formación y el desarrollo instructivo - formativo de los estudiantes, buscando la reflexión y el
análisis del proceso de enseñanza aprendizaje, y de la docencia, entrega las herramientas
necesarias para plantear las estrategias necesarias para que se realice estos procesos a través de la
metodología que los docentes apliquen en el nivel de la adquisición de los saberes y artes que se
desea desarrollar en los estudiantes y que son necesarios para el mundo globalizado en que se
desenvuelven.
Ambas pretenden analizar y conocer mejor la realidad educativa en la que se centra como
disciplina, ésta trata de intervenir sobre una realidad que se estudia.
2.2.14. El constructivismo
Básicamente puede decirse que el constructivismo es el modelo que mantiene que una persona,
tanto en los aspectos cognitivos, sociales y afectivos del comportamiento, no es un mero producto
del ambiente ni un simple resultado de sus disposiciones internas, sino una construcción propia
que se va produciendo día a día como resultado de la interacción de estos dos factores. En
consecuencia, según la posición constructivista, el conocimiento no es una copia de la realidad,
sino una construcción del ser humano, esta construcción se realiza con los esquemas que la
persona ya posee (conocimientos previos), o sea con lo que ya construyó en su relación con el
medio que lo rodea.
Esta construcción que se realiza todos los días y en casi todos los contextos de la vida, depende
sobre todo de dos aspectos:
1. De la representación inicial que se tiene de la nueva información y,
2. De la actividad externa o interna que se desarrolla al respecto.
En definitiva, todo aprendizaje constructivo supone una construcción que se realiza a través de un
proceso mental que conlleva a la adquisición de un conocimiento nuevo. Pero en este proceso no
es solo el nuevo conocimiento que se ha adquirido, sino, sobre todo la posibilidad de construirlo y
adquirir una nueva competencia que le permitirá generalizar, es decir, aplicar lo ya conocido a una
situación nueva.
El Modelo Constructivista está centrado en la persona, en sus experiencias previas de las que
realiza nuevas construcciones mentales, considera que la construcción se produce:
42
a. Cuando el sujeto interactúa con el objeto del conocimiento(Piaget)
b. Cuando esto lo realiza en interacción con otros (Vigotsky)
c. Cuando es significativo para el sujeto (Ausubel)
Una estrategia adecuada para llevar a la práctica este modelo es "El método de proyectos", ya que
permite interactuar en situaciones concretas y significativas y estimula el "saber", el "saber hacer"
y el "saber ser", es decir, lo conceptual, lo procedimental y lo actitudinal.
En este Modelo el rol del docente cambia. Es moderador, coordinador, facilitador, mediador y
también un participante más. El constructivismo supone también un clima afectivo, armónico, de
mutua confianza, ayudando a que los alumnos y alumnas se vinculen positivamente con el
conocimiento y por sobre todo con su proceso de adquisición.
El profesor como mediador del aprendizaje debe:
Conocer los intereses de alumnos y alumnas y sus diferencias individuales (Inteligencias
Múltiples)
Conocer las necesidades evolutivas de cada uno de ellos.
Conocer los estímulos de sus contextos: familiares, comunitarios, educativos y otros.
Contextualizar las actividades
2.2.14.1. Concepción Social del Constructivismo
La contribución de Vygotsky ha significado que ya el aprendizaje no se considere como una
actividad individual, sino más bien social. Se valora la importancia de la interacción social en el
aprendizaje. Se ha comprobado que el estudiante aprende más eficazmente cuando lo hace en
forma cooperativa.
Si bien también la enseñanza debe individualizarse en el sentido de permitir a cada alumno
trabajar con independencia y a su propio ritmo, es necesario promover la colaboración y el trabajo
grupal, ya que se establecen mejores relaciones con los demás, aprenden más, se sienten más
motivados, aumenta su autoestima y aprenden habilidades sociales más efectivas.
En la práctica esta concepción social del constructivismo, se aplica en el trabajo cooperativo, pero
es necesario tener muy claro los siguientes pasos que permiten al docente estructurar el proceso de
Enseñanza-Aprendizaje cooperativo:
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Especificar objetivos de enseñanza.
Decidir el tamaño del grupo.
Asignar estudiantes a los grupos.
Preparar o condicionar el aula.
Planear los materiales de enseñanza.
Asignar los roles para asegurar la interdependencia.
Explicar las tareas académicas.
Estructurar la meta grupal de interdependencia positiva.
Estructurar la valoración individual.
Estructurar la cooperación intergrupal.
Explicar los criterios del éxito.
Especificar las conductas deseadas.
Monitorear la conducta de los estudiantes.
Proporcionar asistencia con relación a la tarea.
Intervenir para enseñar con relación a la tarea.
Proporcionar un cierre a la lección.
Evaluar la calidad y cantidad de aprendizaje de los alumnos.
Valorar el funcionamiento del grupo.
De acuerdo a estos pasos el profesor puede trabajar con cinco tipos de estrategias:
Especificar con claridad los propósitos del curso o lección.
Tomar ciertas decisiones en la forma de ubicar a los alumnos en el grupo.
Explicar con claridad a los estudiantes la tarea y la estructura de meta.
Monitorear la efectividad de los grupos.
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Evaluar el nivel de logros de los alumnos y ayudarles a discutir, que también hay que colaborar
unos a otros.
Para que un trabajo grupal sea realmente cooperativo reúne las siguientes características:
Interdependencia positiva.
Introducción cara a cara.
Responsabilidad Individual.
Utilización de habilidades interpersonales.
Procesamiento grupal
2.2.14.2. Concepción Psicológica del Constructivismo
El constructivismo tiene como fin que el alumno construya su propio aprendizaje, por lo tanto el
profesor en su rol de mediador debe apoyar al alumno para:
1. Enseñarle a pensar: Desarrollar en el alumno un conjunto de habilidades cognitivas que les
permitan optimizar sus procesos de razonamiento.
2. Enseñarle sobre el pensar: Animar a los alumnos a tomar conciencia de sus propios
procesos y estrategias mentales (metacognición) para poder controlarlos y modificarlos
(autonomía), mejorando el rendimiento y la eficacia en el aprendizaje.
3. Enseñarle sobre la base del pensar: Quiere decir incorporar objetivos de aprendizaje
relativos a las habilidades cognitivas, dentro del currículo escolar.
2.2.14.3. Concepción Filosófica del Constructivismo
El constructivismo plantea que nuestro mundo es un mundo humano, producto de la interacción
humana con los estímulos naturales y sociales que hemos alcanzado a procesar desde nuestras
operaciones mentales.
Esta posición filosófica constructivista implica que el conocimiento humano no se recibe en forma
pasiva ni del mundo ni de nadie, sino que es procesado y construido activamente, además la
función cognoscitiva está al servicio de la vida, es una función adaptativa, y por lo tanto el
conocimiento permite que la persona organice su mundo experiencial y vivencial,
45
La enseñanza constructivista considera que el aprendizaje humano es siempre una construcción
interior.
Para el constructivismo la objetividad en sí misma, separada del hombre no tiene sentido, pues
todo conocimiento es una interpretación, una construcción mental, de donde resulta imposible
aislar al investigador de lo investigado. El aprendizaje es siempre una reconstrucción interior y
subjetiva.
El lograr entender el problema de la construcción del conocimiento ha sido objeto de
preocupación filosófica desde que el hombre ha empezado a reflexionar sobre sí mismo. Se
plantea que lo que el ser humano es, es esencialmente producto de su capacidad para adquirir
conocimientos que les han permitido anticipar, explicar y controlar muchas cosas.
2.2.14.4. Características de un Profesor Constructivista
a. Acepta e impulsa la autonomía e iniciativa del alumno
b. Usa materia prima y fuentes primarias en conjunto con materiales físicos, interactivos y
manipulables.
c. Usa terminología cognitiva tal como: Clasificar, analizar, predecir, crear, inferir, deducir,
estimar, elaborar, pensar.
d. Investiga acerca de la comprensión de conceptos que tienen los estudiantes, antes de
compartir con ellos su propia comprensión de estos conceptos.
e. Desafía la indagación haciendo preguntas que necesitan respuestas muy bien reflexionadas
y desafía también a que se hagan preguntas entre ellos.
2.2.15 Teoría del aprendizaje significativo
Ausubel plantea que el aprendizaje del alumno depende de la estructura cognitiva previa que se
relaciona con la nueva información, debe entenderse por "estructura cognitiva", al conjunto de
conceptos, ideas que un individuo posee en un determinado campo del conocimiento, así como su
organización.
En el proceso de orientación del aprendizaje, es de vital importancia conocer la estructura
cognitiva del alumno; no sólo se trata de saber la cantidad de información que posee, sino cuales
son los conceptos y proposiciones que maneja así como de su grado de estabilidad.
46
Los principios de aprendizaje propuestos por Ausubel, ofrecen el marco para el diseño de
herramientas metacognitivas que permiten conocer la organización de la estructura cognitiva del
educando, lo cual permitirá una mejor orientación de la labor educativa, ésta ya no se verá como
una labor que deba desarrollarse con "mentes en blanco" o que el aprendizaje de los alumnos
comience de "cero", pues no es así, sino que, los educandos tienen una serie de experiencias y
conocimientos que afectan su aprendizaje y pueden ser aprovechados para su beneficio.
Ausubel resume este hecho en el epígrafe de su obra de la siguiente manera: "Si tuviese que
reducir toda la psicología educativa a un solo principio, enunciaría este: El factor más importante
que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya sabe. Averígüese esto y enséñese
consecuentemente".
2.2.15.1. Aprendizaje Significativo y Aprendizaje Mecánico
Como dice AUSUBEL (1983)
Un aprendizaje es significativo cuando los contenidos: son relacionados de modo no
arbitrario y sustancial (no al pie de la letra) con lo que el alumno ya sabe. Por
relación sustancial y no arbitraria se debe entender que las ideas se relacionan con
algún aspecto existente específicamente relevante de la estructura cognoscitiva del
alumno, como una imagen, un símbolo ya significativo, un concepto o una
proposición, (p. 18).
Esto quiere decir que en el proceso educativo, es importante considerar lo que el individuo ya sabe
de tal manera que establezca una relación con aquello que debe aprender. Este proceso tiene lugar
si el educando tiene en su estructura cognitiva conceptos, estos son: ideas, proposiciones, estables
y definidos, con los cuales la nueva información puede interactuar.
El aprendizaje significativo ocurre cuando una nueva información "se conecta" con un concepto
relevante("subsunsor") pre existente en la estructura cognitiva, esto implica que, las nuevas ideas,
conceptos y proposiciones pueden ser aprendidos significativamente en la medida en que otras
ideas, conceptos o proposiciones relevantes estén adecuadamente claras y disponibles en la
estructura cognitiva del individuo y que funcionen como un punto de "anclaje" a las primeras.
La característica más importante del aprendizaje significativo es que, produce una interacción
entre los conocimientos más relevantes de la estructura cognitiva y las nuevas informaciones (no
es una simple asociación), de tal modo que éstas adquieren un significado y son integradas a la
estructura cognitiva de manera no arbitraria y sustancial, favoreciendo la diferenciación, evolución
y estabilidad de los subsunsores pre existentes y consecuentemente de toda la estructura cognitiva.
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Como manifiesta AUSUBEL (1983) :
El aprendizaje mecánico, contrariamente al aprendizaje significativo, se produce
cuando no existen subsunsores adecuados, de tal forma que la nueva información es
almacenada arbitrariamente, sin interactuar con conocimientos pre- existentes, un
ejemplo de ello sería el simple aprendizaje de fórmulas en física, esta nueva
información es incorporada a la estructura cognitiva de manera literal y arbitraria
puesto que consta de puras asociaciones arbitrarias, cuando, el alumno carece de
conocimientos previos relevantes y necesarios para hacer que la tarea de aprendizaje
sea potencialmente significativo, (independientemente de la cantidad de significado
potencial que la tarea tenga( p. 37).
Obviamente, el aprendizaje mecánico no se da en un "vacío cognitivo" puesto que debe existir
algún tipo de asociación, pero no en el sentido de una interacción como en el aprendizaje
significativo. El aprendizaje mecánico puede ser necesario en algunos casos, por ejemplo en la
fase inicial de un nuevo cuerpo de conocimientos, cuando no existen conceptos relevantes con los
cuales pueda interactuar, en todo caso el aprendizaje significativo debe ser preferido, pues, este
facilita la adquisición de significados, la retención y la transferencia de lo aprendido.
En conclusión no se establece una distinción entre aprendizaje significativo y mecánico como una
dicotomía, sino como un "continuum", es más, ambos tipos de aprendizaje pueden ocurrir
concomitantemente en la misma tarea de aprendizaje, cabe resaltar que existen tipos de
aprendizaje intermedios que comparten algunas propiedades de los aprendizajes antes
mencionados, por ejemplo Aprendizaje de representaciones o el aprendizaje de los nombres de los
objetos.
2.2.15.2. Aprendizaje por Descubrimiento y Aprendizaje por Recepción.
En el aprendizaje por recepción, el contenido o motivo de aprendizaje se presenta al alumno en su
forma final, sólo se le exige que internalice o incorpore el material (leyes, un poema, un teorema
de geometría, etc.) que se le presenta de tal modo que pueda recuperarlo o reproducirlo en un
momento posterior.
En el caso anterior la tarea de aprendizaje no es potencialmente significativa ni tampoco
convertida en tal durante el proceso de internalización, por otra parte el aprendizaje por recepción
puede ser significativo si la tarea o material potencialmente significativos son comprendidos e
interactúan con los "subsunsores" existentes en la estructura cognitiva previa del educando.
En el aprendizaje por descubrimiento, lo que va a ser aprendido no se da en su forma final, sino
que debe ser re-construido por el alumno antes de ser aprendido e incorporado significativamente
en la estructura cognitiva.
48
El aprendizaje por descubrimiento involucra que el alumno debe reordenar la información,
integrarla con la estructura cognitiva y reorganizar o transformar la combinación integrada de
manera que se produzca el aprendizaje deseado. Si la condición para que un aprendizaje sea
potencialmente significativo es que la nueva información interactúe con la estructura cognitiva
previa y que exista una disposición para ello del que aprende, esto implica que el aprendizaje por
descubrimiento no necesariamente es significativo y que el aprendizaje por recepción sea
obligatoriamente mecánico.
Tanto uno como el otro pueden ser significativo o mecánico, dependiendo de la manera como la
nueva información es almacenada en la estructura cognitiva; por ejemplo el armado de un
rompecabezas por ensayo y error es un tipo de aprendizaje por descubrimiento en el cual, el
contenido descubierto ( el armado) es incorporado de manera arbitraria a la estructura cognitiva y
por lo tanto aprendido mecánicamente, por otro lado una ley física puede ser aprendida
significativamente sin necesidad de ser descubierta por el alumno, está puede ser oída,
comprendida y usada significativamente, siempre que exista en su estructura cognitiva los
conocimientos previos apropiados.
2.2.15.3. Requisitos para el Aprendizaje Significativo
Al respecto AUSUBEL dice:
El alumno debe manifestar una disposición para relacionar sustancial y no
arbitrariamente el nuevo material con su estructura cognoscitiva, como que el
material que aprende es potencialmente significativo para él, es decir, relacionable
con su estructura de conocimiento sobre una base no arbitraria(p. 48).
El material sea potencialmente significativo, esto implica que el material de aprendizaje pueda
relacionarse de manera no arbitraria y sustancial con alguna estructura cognoscitiva específica del
alumno, la misma que debe poseer "significado lógico" es decir, ser relacionable de forma
intencional y sustancial con las ideas correspondientes y pertinentes que se hallan disponibles en la
estructura cognitiva del alumno, este significado se refiere a las características inherentes del
material que se va aprender y a su naturaleza.
Disposición para el aprendizaje significativo, es decir que el alumno muestre una disposición para
relacionar de manera sustantiva y no literal el nuevo conocimiento con su estructura cognitiva. Así
independientemente de cuanto significado potencial posea el material a ser aprendido, si la
intención del alumno es memorizar arbitraria y literalmente, tanto el proceso de aprendizaje como
sus resultados serán mecánicos; de manera inversa, sin importar lo significativo de la disposición
del alumno, ni el proceso, ni el resultado serán significativos, si el material no es potencialmente
significativo, y si no es relacionable con su estructura cognitiva.
49
2.2.15.4. Tipos de Aprendizaje Significativo
Es importante recalcar que el aprendizaje significativo no es la "simple conexión" de la
información nueva con la ya existente en la estructura cognoscitiva del que aprende, por el
contrario, sólo el aprendizaje mecánico es la "simple conexión", arbitraria y no sustantiva; el
aprendizaje significativo involucra la modificación y evolución de la nueva información, así como
de la estructura cognoscitiva envuelta en el aprendizaje.
2.2.15.4.1. Aprendizaje de Representaciones
Es el aprendizaje más elemental del cual dependen los demás tipos de aprendizaje. Consiste en la
atribución de significados a determinados símbolos.
Manifiesta AUSUBEL, (1983) “Ocurre cuando se igualan en significado símbolos arbitrarios con
sus referentes (objetos, eventos, conceptos) y significan para el alumno cualquier significado al
que sus referentes aludan” (p. 46).
Este tipo de aprendizaje se presenta generalmente en los niños, por ejemplo, el aprendizaje de la
palabra "Pelota", ocurre cuando el significado de esa palabra pasa a representar, o se convierte en
equivalente para la pelota que el niño está percibiendo en ese momento, por consiguiente,
significan la misma cosa para él; no se trata de una simple asociación entre el símbolo y el objeto
sino que el niño los relaciona de manera relativamente sustantiva y no arbitraria, como una
equivalencia representacional con los contenidos relevantes existentes en su estructura cognitiva.
2.2.15.4.2. Aprendizaje de Conceptos
Los conceptos se definen como objetos, eventos, situaciones o propiedades de que posee atributos
de criterios comunes y que se designan mediante algún símbolo o signos, partiendo de ello
podemos afirmar que en cierta forma también es un aprendizaje de representaciones.
Los conceptos son adquiridos a través de dos procesos. Formación y asimilación. En la formación
de conceptos, los atributos de criterio (características) del concepto se adquieren a través de la
experiencia directa, en sucesivas etapas de formulación y prueba de hipótesis, del ejemplo anterior
podemos decir que el niño adquiere el significado genérico de la palabra "pelota" , ese símbolo
sirve también como significante para el concepto cultural "pelota", en este caso se establece una
equivalencia entre el símbolo y sus atributos de criterios comunes. De allí que los niños aprendan
el concepto de "pelota" a través de varios encuentros con su pelota y las de otros niños.
El aprendizaje de conceptos por asimilación se produce a medida que el niño amplía su
vocabulario, pues los atributos de criterio de los conceptos se pueden definir usando las
50
combinaciones disponibles en la estructura cognitiva por ello el niño podrá distinguir distintos
colores, tamaños y afirmar que se trata de una "Pelota", cuando vea otras en cualquier momento.
2.2.15.4.3 Aprendizaje de Proposiciones.
Este tipo de aprendizaje va más allá de la simple asimilación de lo que representan las palabras,
combinadas o aisladas, puesto que exige captar el significado de las ideas expresadas en forma de
proposiciones.
El aprendizaje de proposiciones implica la combinación y relación de varias palabras cada una de
las cuales constituye un referente unitario, luego estas se combinan de tal forma que la idea
resultante es más que la simple suma de los significados de las palabras componentes individuales,
produciendo un nuevo significado que es asimilado a la estructura cognoscitiva.
2.2.15.4.4. Principio de la Asimilación
El Principio de asimilación se refiere a la interacción entre el nuevo material que será aprendido y
la estructura cognoscitiva existente origina una reorganización de los nuevos y antiguos
significados para formar una estructura cognoscitiva diferenciada, esta interacción de la
información nueva con las ideas pertinentes que existen en la estructura cognitiva propician su
asimilación.
AUSUBEL (1983) dice:
Por asimilación entendemos el proceso mediante el cual " la nueva información es
vinculada con aspectos relevantes y pre existentes en la estructura cognoscitiva,
proceso en que se modifica la información recientemente adquirida y la estructura
pre existente, Este proceso de interacción modifica tanto el significado de la nueva
información como el significado del concepto o proposición al cual está afianzada.
( p. 71, 120).
2.2.15.4.5. Aprendizaje Subordinado
Este aprendizaje se presenta cuando la nueva información es vinculada con los conocimientos
pertinentes de la estructura cognoscitiva previa del alumno, es decir cuando existe una relación de
subordinación entre el nuevo material y la estructura cognitiva pre existente, es el típico proceso
de subsunción.
51
El aprendizaje de conceptos y de proposiciones, hasta aquí descritos reflejan una relación de
subordinación, pues involucran la subsunción de conceptos y proposiciones potencialmente
significativos a las ideas más generales e inclusivas ya existentes en la estructura cognoscitiva.
Como afirma AUSUBEL (1983) :
La estructura cognitiva tiende a una organización jerárquica en relación al nivel de
abstracción, generalidad e inclusividad de las ideas, y que, "la organización mental"
ejemplifica una pirámide en que las ideas más inclusivas se encuentran en el ápice, e
incluyen ideas progresivamente menos amplias( p.121).
El aprendizaje subordinado puede a su vez ser de dos tipos: Derivativo y Correlativo. El primero
ocurre cuando el material es aprendido y entendido como un ejemplo específico de un concepto ya
existente, confirma o ilustra una proposición general previamente aprendida. El significado del
nuevo concepto surge sin mucho esfuerzo, debido a que es directamente derivable o está implícito
en un concepto o proposición más inclusiva ya existente en la estructura cognitiva.
En este caso la nueva información también es integrada con los subsunsores relevantes más
inclusivos pero su significado no es implícito por lo que los atributos de criterio del concepto
incluido pueden ser modificados. Este es el típico proceso a través del cual un nuevo concepto es
aprendido.
2.2.15.4.6. Aprendizaje Supra ordinado
Ocurre cuando una nueva proposición se relaciona con ideas subordinadas específicas ya
establecidas, tienen lugar en el curso del razonamiento inductivo o cuando el material expuesto
implica la síntesis de ideas componentes, el hecho que el aprendizaje supra ordinado se torne
subordinado en determinado momento, nos confirma que ella estructura cognitiva es modificada
constantemente; pues el individuo puede estar aprendiendo nuevos conceptos por subordinación y
a la vez, estar realizando aprendizajes supra ordinados; posteriormente puede ocurrir lo inverso
resaltando la característica dinámica de la evolución de la estructura cognitiva.
2.2.15.4.7. Aprendizaje Combinatorio
Este tipo de aprendizaje se caracteriza por que la nueva información no se relaciona de manera
subordinada, ni supra ordinada con la estructura cognoscitiva previa, sino se relaciona de manera
general con aspectos relevantes de la estructura cognoscitiva. Es como si la nueva información
fuera potencialmente significativa con toda la estructura cognoscitiva.
52
Considerando la disponibilidad de contenidos relevantes apenas en forma general, en este tipo de
aprendizaje, las proposiciones son, probablemente las menos relacionables y menos capaces de
"conectarse" en los conocimientos existentes, y por lo tanto más dificultosa para su aprendizaje y
retención que las proposiciones subordinadas y supra ordinadas; este hecho es una consecuencia
directa del papel crucial que juega la disponibilidad subsunsores relevantes y específicos para el
aprendizaje significativo.
Finalmente el material nuevo, en relación con los conocimientos previos no es más inclusivo ni
más específico, sino que se puede considerar que tiene algunos atributos de criterio en común con
ellos, y pese a ser aprendidos con mayor dificultad que en los casos anteriores se puede afirmar
que tienen la misma estabilidad en la estructura cognoscitiva, porque fueron elaboradas y
diferenciadas en función de aprendizajes derivativos y correlativos, son ejemplos de estos
aprendizajes las relaciones entre masa y energía, entre calor y volumen esto muestran que implican
análisis, diferenciación, y en escasas ocasiones generalización , síntesis.
2.2.15.4.8. Diferenciación Progresiva y Reconciliación Integradora
Como expone AUSUBEL (1983) :
El proceso de asimilación las ideas previas existentes en la estructura cognitiva se
modifican adquiriendo nuevos significados. La presencia sucesiva de este hecho
produce una elaboración adicional jerárquica de los conceptos o proposiciones
dando lugar a una diferenciación progresiva (p. 539).
Este es un hecho que se presenta durante la asimilación, pues los conceptos subsunsores están
siendo reelaborados y modificados constantemente, adquiriendo nuevos significados, es decir,
progresivamente diferenciados. Este proceso se presenta generalmente en el aprendizaje
subordinado (especialmente en el correlativo).
Por otro lado, si durante la asimilación las ideas ya establecidas en la estructura cognitiva son
reconocidas y relacionadas en el curso de un nuevo aprendizaje posibilitando una nueva
organización y la atribución de un significado nuevo, a este proceso se le podrá denominar según
reconciliación integradora, este proceso se presentan durante los aprendizajes supraordinados y
combinatorios, pues demandan de una recombinación de los elementos existentes en la estructura
cognitiva.
Todo aprendizaje producido por la reconciliación integradora también dará a una mayor
diferenciación de los conceptos o proposiciones ya existentes pues la reconciliación integradora es
una forma de diferenciación progresiva presente durante el aprendizaje significativo.
53
Finalmente, la diferenciación progresiva y la reconciliación integradora son procesos
estrechamente relacionados que ocurren a medida que el aprendizaje significativo ocurre. En el
aprendizaje subordinado se presenta una asimilación (subsunción) que conduce a una
diferenciación progresiva del concepto o proposición subsunsor; mientras que en el proceso de
aprendizaje supraordinado y en el combinatorio a medida que las nuevas informaciones son
adquiridas, los elementos ya existentes en la estructura cognitiva pueden ser precisados,
relacionados y adquirir nuevos significados y como consecuencia ser reorganizados así como
adquirir nuevos significados. En esto último consiste la reconciliación integradora.
2.2.15.4.9. Aprender a Conocer
Este aprendizaje se refiere a la adquisición de los “instrumentos del conocimiento”. A través del
raciocinio lógico, comprensión, deducción, memoria, o sea, sobre los procesos cognitivos por
excelencia. Pero, debe existir la preocupación de despertar en el estudiante, no sólo estos procesos
en sí, como el deseo de los desarrollar, la gana de aprender, de querer saber más y mejor.
El ideal será siempre que la educación sea encarada, no sólo como un medio para un fin pero
también como un fin por sí. Esta motivación puede sólo ser despertada por educadores
competentes, sensibles a las necesidades, dificultades y idiosincrasias de los estudiantes, capaces
de presentarles metodologías adecuadas, ilustradoras de las materias en estudios y facilitadoras de
la retención y comprensión de las mismas.
Se pretende despertar en cada alumno la sede de conocimiento, la capacidad de aprender cada vez
mejor, ayudándolos a desarrollar las armas y dispositivos intelectuales y cognitivos que les
permitan construir sus propias opiniones y su propio pensamiento crítico.
En vista a este objetivo, se sugiere el incentivo, no sólo del pensamiento deductivo, como también
del intuitivo, porque, si es importante enseñar el “espíritu” y método científicos al estudiante, no
es menos importante enseñarlo la liderar con su intuición, de modo a que pueda llegar a sus
propias conclusiones y aventurarse solo por los dominios del saber y del desconocido.
2.2.15.4.10. Aprender a Hacer
La condición del aprender a conocer, le confiere las bases teóricas, a el aprender a hacer el mismo
que se refiere esencialmente a la formación técnico-profesional del educando.
Consiste fundamentalmente en aplicar, en la práctica, sus conocimientos teóricos, actualmente
existe otro punto esencial en este aprendizaje, referente a la comunicación; es esencial que cada
54
individuo sepa comunicar, no sólo retener y transmitir información sino también interpretar y
seleccionar las torrentes de información, muchas veces contradictorias, con las que son
bombardeados diariamente, analizar diferentes perspectivas, y rehacer sus propias opiniones
mediante nuevos hechos e informaciones.
Aprender a hacer envuelve una serie de técnicas a ser trabajadas. Aprender a conocer, combinando
una cultura general, suficientemente vasta, con la posibilidad de trabajar en profundidad un
pequeño número de materias, lo que también significa: aprender a aprender, para beneficiarse de
las oportunidades ofrecidas por la educación al largo de toda la vida.
2.2.15.4.11. Aprender a Ser
Este tipo de aprendizaje depende directamente de los otros tres. Se considera que la Educación
debe tener como finalidad el desarrollo total del individuo “espíritu y cuerpo, sensibilidad, sentido
estético, responsabilidad personal, espiritualidad”. Se habla aquí de la educación de valores y
actitudes, pero ya no direccionados para la vida en sociedad en particular, sino concretamente para
el desarrollo individual.
Se pretende formar individuos autónomos, intelectualmente activos e independientes, capaces de
establecer relaciones interpersonales, de comunicar y evolucionar permanentemente, de intervenir
de forma consciente y proactiva en la sociedad
2.2.16. Aprendizaje basado en problemas
El ABP es una metodología centrada en el aprendizaje, en la investigación y reflexión que siguen
los alumnos para llegar a una solución ante un problema planteado por el profesor.
Prieto (2006) defendiendo el enfoque de aprendizaje activo señala que “el aprendizaje basado en
problemas representa una estrategia eficaz y flexible que, a partir de lo que hacen los estudiantes,
puede mejorar la calidad de su aprendizaje en aspectos muy diversos”. Así, el ABP ayuda al
alumno a desarrollar y a trabajar diversas competencias.
Entre ellas, de Miguel (2005) destaca:
Resolución de problemas
Toma de decisiones
55
Trabajo en equipo
Habilidades de comunicación (argumentación y presentación de la información)
Desarrollo de actitudes y valores: precisión, revisión, tolerancia
Identificación de problemas relevantes del contexto profesional
La conciencia del propio aprendizaje
La planificación de las estrategias que se van a utilizar para aprender
El pensamiento crítico
El aprendizaje auto-dirigido
Las habilidades de evaluación y autoevaluación
El aprendizaje permanente
Aparte de todas las mencionadas y como complemento a todas ellas podemos decir que el ABP:
Favorece el desarrollo de habilidades en cuanto a la búsqueda y manejo de información
Además desarrolla las habilidades de investigación ya que, los alumnos en el proceso de
aprendizaje, tendrán que, a partir de un enunciado, averiguar y comprender qué es lo que pasa y
lograr una solución adecuada.
A través del trabajo autónomo y en equipo los estudiantes deben lograr los objetivos planteados en
el tiempo previsto.
Se recomiendan que el número de miembros de cada grupo oscile (entre cinco y ocho), lo que
favorece que los alumnos gestionen eficazmente los posibles conflictos que surjan entre ellos y
que todos se responsabilicen de la consecución de los objetivos previstos.
Esta responsabilidad asumida por todos los miembros del grupo ayuda a que la motivación por
llevar a cabo la tarea sea elevada y que adquieran un compromiso real y fuerte con sus
aprendizajes y con los de sus compañeros.
Como paso previo a la planificación y utilización del ABP se deben tener en cuenta dos aspectos
fundamentales:
Que los conocimientos de los que ya disponen los alumnos son suficientes y les ayudarán a
construir los nuevos aprendizajes que se propondrán en el problema.
Que el contexto y el entorno favorezca el trabajo autónomo y en equipo que los alumnos llevarán a
cabo (comunicación con docentes, acceso a fuentes de información, espacios suficientes, etc.
En la planificación de la sesión de ABP es necesario:
Seleccionar los objetivos que, enmarcados dentro de las competencias establecidas en la materia,
56
pretendemos que los alumnos logren con la actividad.
Escoger la situación problema sobre la que los alumnos tendrán que trabajar. Para ello el contenido
debe ser de interés para el estudiante.
Para escoger el problema se debe tener en cuenta que sea:
Ser relevante para la práctica profesional de los alumnos.
Ser lo suficientemente complejo (pero no imposible) para que suponga un reto para los
estudiantes. De esta manera su motivación aumentará y también la necesidad de probarse a sí
mismos para orientar adecuadamente la tarea.
Ser lo suficientemente amplio para que los alumnos puedan formularse preguntas y abordar la
problemática con una visión de conjunto, pero sin que esta amplitud llegue a desmotivarles o
crearles ansiedad.
Orientar las reglas de la actividad y el trabajo en equipo, sabemos que en ocasiones trabajar en
grupo puede crear tensiones, malestar entre los miembros, descoordinación, etc.
El coordinador, gestor de tiempos, moderador, etc. pueden ser algunos ejemplos. Todos los
estudiantes, aparte de desempeñar estos roles, deben participar activamente en el trabajo común.
Establecer un tiempo y especificarlo para que los alumnos resuelvan el problema y puedan
organizarse.
Organizar sesiones de tutoría donde los alumnos (a nivel individual y grupal) puedan consultar con
el tutor sus dudas, sus incertidumbres, sus logros, sus cuestiones, etc.
Tabla N° 1 ABP
PROFESORES ALUMNOS
Da un papel protagonista al alumno en la
construcción de su aprendizaje
Asumir su responsabilidad ante el
aprendizaje
Tiene que ser consciente de los logros
que consiguen sus alumnos
Trabajar con diferentes grupos
gestionando los posibles conflictos que
surjan.
Es un guía, un tutor, un facilitador del
aprendizaje que acude a los alumnos
cuando le necesitan y que les ofrece
información cuando la necesitan.
Tener una actitud receptiva hacia el
intercambio de ideas con los compañeros.
El papel principal es ofrecer a los
alumnos diversas oportunidades de
aprendizaje
Compartir información y aprender de los
demás
57
Ayuda a sus alumnos a que piensen
críticamente orientando sus reflexiones y
formulando cuestiones importantes.
Ser autónomo en el aprendizaje (buscar
información, contrastarla, comprenderla,
aplicarla, etc.) y saber pedir ayuda y
orientación cuando lo necesite
Realizar sesiones de tutoría con los
alumnos
Disponer de las estrategias necesarias
para planificar, controlar y evaluar los
pasos que lleva a cabo en su aprendizaje
Elaborado por: HURTADO, Rolando
2.2.17. Aprendizaje basado en proyectos
El aprendizaje basado en proyectos es un tipo de aprendizaje que se acomoda especialmente a las
características del aprendizaje cognitivo, la transformación de ésta en conocimiento, y
conocimiento aplicable para resolver problemas en un ambiente constructivista.
En el aprendizaje basado en proyectos los alumnos investigan temas y asuntos motivadores, en
contextos de problemas del mundo real, integrando temas como ciencia, artes, o matemáticas. Los
estudiantes pueden trabajan en equipos, usando la tecnología para acceder a la información actual,
y en algunos casos consultar con expertos. Coordinan el tiempo y los calendarios de trabajo,
desarrollan productos reales como informes multimedia y los presentan a sus profesores y a la
comunidad entera en una presentación final. Experiencias concretas y trabajos manuales, se cruzan
con tareas intelectuales más abstractas para explorar asuntos complejos.
El Aprendizaje Basado en Proyectos es un modelo de aprendizaje en el que los estudiantes
planean, implementan y evalúan proyectos que tienen aplicación en el mundo real más allá del
aula de clase (Blank, 1997; Dickinson, et al, 1998; Harwell, 1997).
El aprendizaje por proyectos tiene muchas ventajas: se centra en los conceptos y principios de una
disciplina, implica a los estudiantes en investigaciones de solución de problemas y otras tareas
significativas, les permite trabajar de manera autónoma para construir su propio conocimiento y
culmina en productos objetivos y realistas.
Además de los objetivos relacionados con la materia y los temas que se están abordando, se deben
cumplir los siguientes:
Mejorar la habilidad para resolver problemas y desarrollar tareas complejas.
Mejorar la capacidad de trabajar en equipo.
58
Desarrollar las Capacidades Mentales de Orden Superior (búsqueda de información, análisis,
síntesis, conceptualización, uso crítico de la información, pensamiento sistémico, pensamiento
crítico, investigación y metacognición).
Aumentar el conocimiento y habilidad en el uso de las TIC en un ambiente de proyectos.
Promover la responsabilidad por el propio aprendizaje.
Actualmente y en base al trabajo de investigadores a nivel mundial, se han identificado las
siguientes características del modelo de Aprendizaje Basado en Proyectos (Dickinson et al, 1998;
Katz & Chard, 1989; Martin & Baker, 2000; Thomas, 1998):
Centrados en el estudiante y dirigidos por el estudiante. Claramente definidos: inicio, desarrollo y
un final.
Contenido significativo para los estudiantes; directamente observable en su entorno.
Problemas del mundo real.
Investigación.
Sensible a la cultura local.
Objetivos específicos relacionados con los estándares del currículo educativo para el siglo XXI.
Productos de aprendizaje objetivos.
Interrelación entre lo académico, la realidad y las competencias laborales.
Retroalimentación y evaluación por parte de expertos.
Reflexión y autoevaluación por parte del estudiante.
Evaluación en base a evidencias de aprendizaje (portafolios, diarios, etc.)
El aprendizaje en base a proyectos en general, consiste en el desarrollo de experiencias de
aprendizaje que involucran al estudiante en proyectos complejos del mundo real, mediante los
cuales van a aplicar conocimientos y habilidades. Se vincula y orienta a los conceptos y principios
fundamentales de las disciplinas objeto de estudio, favoreciendo el trabajo autónomo del
estudiante que le llevará a obtener resultados reales generados por él mismo.
2.2.18. Aprendizaje cooperativo
El aprendizaje Cooperativo es una estrategia en la cual existe una participación colaborativa entre
los alumnos. Esta estrategia tiene la finalidad de la colaboración, apoyo y ayuda mutua para
conjuntamente lograr los objetivos.
Existen diversas definiciones en la que veremos a continuación:
“Un enfoque interactivo de organización del trabajo en el aula según el cual los alumnos aprenden
59
unos de otros así como de su profesor y del entorno” (Lobato ,1998).
“El aprendizaje colaborativo es la adquisición de destrezas y actitudes que ocurren como resultado
de la interacción en grupo.” (Salinas, 2000).
El principio de co-construcción, que hace referencia a la significación que tiene el hecho de
compartir objetivos cognitivos comunes y que el resultado alcanzado no sea la simple
yuxtaposición de información sino su elaboración, reformulación y construcción conjunta entre los
participantes. Como método puede ser muy formalmente estructurado, como en el proceso que
actualmente conocemos como aprendizaje cooperativo o simple e informal como cuando los
estudiantes discuten sus ideas entre ellos buscando alguna respuesta consensual, para después
compartirla con sus colegas. (Crook, 1998).
El cooperativismo como concepto de cooperación mutua con fines de bienestar común puede ser
traducido y de hecho, se lo aplica con el aprendizaje colaborativo con fines de formación común
de los estudiantes. Como en cualquier otro grupo social siempre habrá la diversidad de ideas y
criterios así como de prácticas, de ahí que es necesario que en la escuela el maestro establezca un
clima de participación activa mediantes diversos métodos como el debate, donde las ideas, las
propuestas, el dialogo de un tema en discusión puede contribuir a definir consensos entre docente
y estudiante. El aprendizaje mediante la cooperación y la colaboración incluso, puede ser más
significativo en el aspecto conceptual, procedimental y actitudinal.
2.2.18.1. Concepto de Aprendizaje Cooperativo
Existen varias definiciones de Aprendizaje Cooperativo, en la cual mencionamos a continuación:
El Aprendizaje Colaborativo se adquiere a través del empleo de métodos de trabajo grupal
caracterizado por la interacción y el aporte de todos en la construcción del conocimiento, este
conjunto de métodos de instrucción y de entrenamiento se apoyan en la tecnología y en estrategias
que permiten desarrollar en el alumno habilidades personales y sociales, logrando que cada
integrante del grupo se sienta responsable no sólo de su aprendizaje, sino del de los restantes
miembros del grupo.(Lucero, Chiarani, Pianucci, 2003).
"Es un sistema de interacciones cuidadosamente diseñado que organiza e induce la influencia
recíproca entre los integrantes de un equipo."(Johnson y Johnson, 1998).
¨Los participantes más avanzados ayudan a explicar y clarificar las actividades y los materiales a
los estudiantes menos avanzados que al recibir la explicación encuentran que les faltaba algún
punto por considerar y lo agregan a su conocimiento¨.(Felder, Brent, 1994).
Se debe otorgar responsabilidades a cada miembro del grupo para que, conjuntamente puedan
desarrollar experiencias personales e individuales, esta estrategia permite al ser humano estar
comprometido con el mismo y con la Sociedad. (Lucero, Chiarani, Pianucci, 2003).
60
Al formar un grupo de estudiantes se debe involucrar a los más destacados y menos destacados
para que puedan influencia al resto. El alumno más destacado del grupo es el líder quien ayuda a
esclarecer algunas falencias que tengan los miembros del grupo y así puedan aportar con su
conocimiento. (Felder, Brent, 1994).
Es importante saber que el aprendizaje Cooperativo es un intercambio de información entre los
estudiantes, los cuales están motivados tanto para lograr su propio aprendizaje como para
acrecentar el nivel de logro de los demás. Se desarrolla a través de un proceso gradual en el que
cada miembro y todos se sienten mutuamente comprometidos con el aprendizaje de los demás
generando una interdependencia positiva que no implique competencia. Es un método que al
emplear el docente está motivando a la colaboración y a la ayuda conjunta para que todo el equipo
puedan llegar a un nivel superior. Conjuntamente con los educadores y la colaboración de los
alumnos podrán alcanzar los objetivos esperados. También hay que considerar que si existe algún
problema grupal no se podrá resolver en una forma individual, ahí se verá el grado de solidaridad,
responsabilidad, habilidades y destrezas que tiene cada alumno dentro del grupo.
2.2.18.2. Características
Johnson & Johnson, (1994) plantea una serie de elementos del trabajo cooperativo que lo hacen
más productivo que los modelos comentados anteriormente:
2.2.18.2.1. Interdependencia positiva.
La interdependencia positiva es el término de responsabilidad doble, llegar a cumplir con los
objetivos de cada persona y del grupo. Esto quiere decir que cada miembro del grupo debe
realizar aportaciones significativas y conjuntamente con todos sus esfuerzos sea indispensable.
2.2.18.2.2. Interacciones cara a cara de apoyo mutuo.
La comunicación que se establecen entre los miembros del grupo en las que están inmersos
animan y facilitan el trabajo hacia los demás con el fin de completar el trabajo y tareas que fue
impuesto bajo su responsabilidad para lograr los objetivos previstos. En estas interacciones los/as
integrantes pueden consultarse, comparten ideas, recursos, intercambian materiales y experiencias,
en la cual complementa y cada estudiante va desarrollando, modificando, resolviendo y
finalizando las responsabilidad con interés, respeto y confianza.
2.2.18.2.3. Responsabilidad personal individual.
Cada ser humano tiene su responsabilidad en su trabajo y dar explicaciones al grupo donde este se
desarrolle. Por lo tanto, es indispensable que las actuaciones de cada ser humano sean
significativos para cumplir con los objetivos y que sean conocidas por todos/as. Para hacerle sentir
la responsabilidad a cada persona y el grupo lo perciba, es necesario trabajar con un grupo
pequeño, donde se pueda controlar individualmente al concluir dicho trabajo, en los que cada
estudiante presenta su trabajo y el del grupo. Mantener una buena estrategia de observación en
61
los pequeños grupos para monitorear y comprobar que todos los grupos están entendiendo y
aprenden mientras los estudiantes está realizando el trabajo grupal y que cada grupo exponga lo
que ellos han aprendido durante dicho proceso.
2.2.18.2.4. Destrezas interpersonales y habilidades sociales
Permite que los estudiantes conozcan y confíen en ellos mismo y en las demás personas, la
comunicación entre individuos sea de una manera correcta y sin imprecisiones, aceptar el apoyo
que se le brinde y que, a su vez, preste ayude a hacia las demás personas y tome decisiones para
resolver posibles conflictos de forma constructiva. Estas destrezas son imprescindibles para
cumplir con los objetivos con lo que corresponde el trabajo cooperativo: Esto no se aprende a
través de los libros sino que se enseñan, se premian, se corrigen y se aprenden.
2.2.18.2.5. Autoevaluación frecuente del funcionamiento del grupo.
Lo evaluación es un instrumento consustancial para la práctica docente, también es un uso que
se lo realiza en el proceso educativo que permite reconocer, modificar y aprender para lograr de
manera eficaz los objetivos. Por ese motivo, es recomendable que los estudiantes tengan un
espacio para que ellos puedan reflexionar y poder valorar, en el grupo y/o con el conjunto de la
clase, cómo se han sentido desarrollando dicho trabajo, si han hecho alguna aportación útil y que
no lo han hecho; qué comportamientos conviene reforzar o cuáles abandonar, etc.
2.2.18.3. Estrategias, actividades de aprendizaje – cooperativo
El maestro aplica procedimientos que hacen que los alumnos en grupos cooperativos: organicen,
codifiquen, decodifiquen, analicen, resuman, integren y elaboren óptimamente la información para
su respectiva aplicación y empleo. (Ferreiro Gravié ,2003).
La Estrategia didácticas y los métodos de aprendizajes son procesos de flexibilidad mental en la
clase, asesorado por el docente de orden formativo, científico y profesional.
Algunos métodos y actividades colaborativas se citan a continuación:(Johnson y Johnson ,1999).
Matemático. Este método tiene muchas variantes. Se da a los estudiantes un problema matemático
y se les pide que: (a) lo resuelvan, (b) que los estudiantes identifiquen respuestas similares y (c)
formen un grupo. El problema matemático puede ser simple o complejo.
Estados y capitales: A los alumnos se les divide en equipos de dos o cuatro, divida entre dos el
número de estudiantes en la clase. Después en una tarjeta escriba los nombres de las ciudades.
Siguiente, en otro grupo de alumnos escribe unas tarjetas con los nombres de las capitales. Luego
mezcle las tarjetas y se va entregando a cada estudiantes. Al finalizar los estudiantes deben
encontrar al compañero correspondiendo el nombre de la ciudad con la capital.
Áreas geográficas. Primero va a enlistar con nombres de países y permita que los estudiantes se
unan de acuerdo a los lugares que los estudiantes les gustarían visitar o estar. Otra forma es
62
agrupar a los estudiantes el lugar donde menos les gustaría visitar o estar puede ser por diferentes
características como son el clima, características geológicas, a exportaciones, comida, etc.
2.2.19. Ley de ohm
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las
leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades
básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
Tensión o voltaje "E", en volt (V).
Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).
Resistencia "R" en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.
(Ver gráfico N.-6 en Anexo 4 )
Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R"
y la circulación de una intensidad o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la propia
pila.
Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a
través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente
en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia
aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente
disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se
mantenga constante.
Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente
proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el
amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma
proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga
constante.
Postulado general de la Ley de Ohm:
“El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente
proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm
de la carga que tiene conectada.”
63
Fórmula matemática general de representación de la ley de ohm.
Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de la
siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:
(Ver gráfico N.- 7 en Anexo 4)
Variante práctica:
Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar
también los cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una
forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:
Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la
incógnita que queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es la
operación matemática que será necesario realizar.
(Ver gráfico N.- 8 en Anexo 4)
Para calcular, por ejemplo, el valor de la resistencia "R" en ohm de una carga conectada a un circuito
eléctrico cerrado que tiene aplicada una tensión o voltaje "V" de 1,5 volt y por el cual circula el flujo
de una corriente eléctrica de 500 miliampere (mA) de intensidad, procedemos de la siguiente forma:
Tapamos la letra “R” (que representa el valor de la incógnita que queremos despejar, en este caso la
resistencia "R" en ohm) y nos queda representada la operación matemática que debemos realizar:
Como se puede observar, la operación matemática que queda indicada será: dividir el valor de la
tensión o voltaje "V", por el valor de la intensidad de la corriente " I ", en ampere (A). Una vez
realizada la operación, el resultado será el valor en ohm de la resistencia "R".
En este ejemplo específico tenemos que el valor de la tensión que proporciona la fuente de fuerza
electromotriz (FEM) (el de una batería en este caso), es de 1,5 volt, mientras que la intensidad de la
corriente que fluye por el circuito eléctrico cerrado es de 500 miliampere (mA).
Como ya conocemos, para trabajar con la fórmula es necesario que el valor de la intensidad esté dado
en ampere, sin embargo, en este caso la intensidad de la corriente que circula por ese circuito no llega a
1 ampere. Por tanto, para realizar correctamente esta simple operación matemática de división, será
necesario convertir primero los 500 miliampere en ampere, pues de lo contrario el resultado sería
erróneo. Para efectuar dicha conversión dividimos 500 mA entre 1000:
Como vemos, el resultado obtenido es que 500 miliampere equivalen a 0,5 ampere, por lo que
procedemos a sustituir, seguidamente, los valores numéricos para poder hallar cuántos ohm tiene la
resistencia del circuito eléctrico con el que estamos trabajando.
64
Como se puede observar, el resultado de la operación matemática arroja que el valor de la resistencia
"R" conectada al circuito es de 3 ohm.
2.3. Fundamentación Legal
El trabajo de Investigación se sustenta en la Constitución Política del Estado, Código de la Niñez y
Adolescencia, publicado por la ley No. 100, en registro Oficial 737 del 3 de enero de 2003, Ley y
Reglamento de Educación.
La Constitución política del Estado en su Art. 347 sobre responsabilidad del Estado, indica:
Incorporar las tecnologías de la información y la comunicación en el proceso educativo y propiciar
el enlace de la enseñanza con las actividades productivas o sociales.
Garantizar la participación activa de los estudiantes, familias y docentes, en los procesos
educativos a través de la elaboración del Código de Convivencia de la institución artículos y
numerales siguientes:
Art. 11.- Son derechos de los estudiantes
1. Recibir una formación integral que asegure el desarrollo de su personalidad con
igualdad de oportunidades.
2. A la libertad de pensamiento, opinión y expresión responsable, en un marco
académico.
Decir entonces que el Código de la Niñez y Adolescencia menciona que el estudiante debe recibir
una educación integral y es por eso que el estado y más aún las instituciones que se encargan de
regular la educación en nuestro país deben asegurar el acceso a las Tecnologías de Información y
Comunicación porque mediante el uso y aplicación el estudiante podrá hacer uso de su libertad.
Además este proyecto se basa en la Constitución Política de Ecuador 2008, en la Sección quinta,
de Educación, en los artículos 26 y 27:
Art. 26.- La educación es un derecho de las personas a lo largo de su vida y un deber ineludible
e inexcusable del Estado. Constituye un área prioritaria de la política pública y de la inversión
estatal, garantía de la igualdad e inclusión social y condición indispensable para el buen vivir.
Las personas, las familias y la sociedad tienen el derecho y la responsabilidad de participar en
65
el proceso educativo.
Art. 27.- La educación se centrará en el ser humano y garantizará su desarrollo holístico, en el
marco del respeto a los derechos humanos, al medio ambiente sustentable y a la democracia;
será participativa, obligatoria, intercultural, democrática, incluyente y diversa, de calidad y
calidez; impulsará la equidad de género, la justicia, la solidaridad y la paz; estimulará el sentido
crítico, el arte y la cultura física, la iniciativa individual y comunitaria, y el desarrollo de
competencias y capacidades para crear y trabajar.
La educación es indispensable para el conocimiento, el ejercicio de los derechos y la
construcción de un país soberano, y constituye un eje estratégico para el desarrollo nacional.
En estos artículos se hace referencia a un desarrollo integral, lo que significa tomar en igual
importancia a las diferentes áreas que conforman la vida de un ser humano. Estas son: salud física,
profesión-intelecto, bienes materiales, relaciones interpersonales (amigos-familia), espiritualidad y
responsabilidad social.
Casi todos tienen la tendencia de enfocarse a dos o tres áreas de las que se acaba de mencionar,
dejando a un lado las demás como si no tuvieran importancia, la razón de esto, es que todos ponen
una diferente jerarquía de importancia a cada área de la vida, sin embargo, todos están formados
de intelecto, físico, relaciones interpersonales, sentimientos y por lo tanto, se debe encontrar el
equilibrio en todas esas áreas, antes de caer en un problema, que puede ir, desde una pérdida
emocional hasta una enfermedad grave.
Como se logra ese equilibrio entre el intelecto, emociones, sentimientos, relaciones intra –inter
personales, etc. Con la educación que le brinda las herramientas necesarias para obtener un
desarrollo íntegro del ser humano, el cual sea capaz de ser un ente activo de la sociedad y para sí
mismo.
De acuerdo a la Ley de Comunicación en su artículo 35 manifiesta que:
Art. 35. Todas las personas tienen derecho a acceder, capacitarse y usar las tecnologías de
información y comunicación para potenciar el disfrute de sus derechos y oportunidades de
desarrollo.
Con esta Ley, los niños, niñas y adolescentes pueden acceder a las Tics con algunas
especificidades en cuanto a la protección de sus derechos para escuchar y mirar programas
e interactuar en espacios adecuados para su edad sin violencia ni sexismo.
66
CAPITULO III
METODOLOGÍA
3.1. Diseño de la Investigación
La investigación se basó en una investigación descriptiva ya que en su tiempo tratamos de ir
describiendo cada uno de los pasos que vamos a dar para lograr nuestro propósito y nuestros
objetivos, de la misma manera realice mucho trabajo de campo ya que así logre interiorizar con
la investigación, la investigación sin duda fue respaldada con documentos e investigadores que
sustenten cada una de las palabras escritas y actividades realizadas en el trascurso de la
investigación.
Enfoque Cuali-Cuantitativo
En si tanto como lo cualitativo o lo cuantitativo en cierta etapa de la investigación van de la mano
sin embargo la investigación se basó más en una investigación cualitativa ya que me permitió
saber o verificar por medio de circunstancias de la vida real dándonos interpretaciones de lo que
sucede.
Lo cualitativo también ayudó a observar con gran claridad los fenómenos de la investigación
como lo cuantitativo ayudó en porcentajes y por ende ayudó a que los resultados sean más
verídicos por medio de la experimentación y sus realidades.
Nivel De Profundidad
Investigación Descriptiva
En la investigación se desarrolló la investigación descriptiva ya que todo el tiempo se describió
todo lo que se realizó o se va a realizar.
Tipos De Investigación
Investigación de Campo
Zorrilla (1993) nos dice: “La de campo o investigación directa es la que se efectúa en el lugar y
tiempo en que ocurren los fenómenos objeto de estudio.”(pág.43)
Esta investigación fue realizada en todo momento en el que nos encontramos en la institución con
los estudiantes y docentes.
67
Investigación Documental
Se realiza esta investigación ya que todo el proyecto debe de ser basado en documentos que
respalden la investigación.
Modalidad De La Investigación
Investigación Robótica-Educativa
La modalidad utilizada para esta Investigación fue Robótica educativa, esto conlleva a fusionar
dos campos tecnológicos muy amplios como son la electrónica con la informática aplicada a la
educación.
3.1.1. Procedimiento a Seguir
El presente estudio se desarrollará bajo los siguientes semblantes:
Se seleccionó el tema de estudio
Se identificaron las circunstancias del problema objeto de estudio y formulación de los objetivos
de la investigación en función de los aspectos que se deseaban conocer acerca.
Se realizó búsqueda y selección de información documental para la conformación del marco
teórico de la investigación, así como investigaciones previas o antecedentes sobre variable en
estudio, los cuales permitieron obtener aportes diversos para la orientación de la presente
investigación.
Se identificó las variables
Se formuló el enfoque metodológico de la investigación
Se debe considerar el diseño y tipo de la investigación, población y muestra, instrumentos
de recolección de datos, validez, análisis de datos y procedimiento de la investigación.
Se elaboró los instrumentos de recolección de datos.
Realización de las pruebas de validez, mediante la intervención de tres (3) expertos.
Se realiza un trabajo de campo para realizar la recolección de datos.
Análisis de los datos: de acuerdo a los porcentajes que arroja el sistema de Excel y de acuerdo a
los resultados cuantificados.
Discusión de la propuesta posible o la que puede ser factible para el problema.
Establecimiento de conclusiones y recomendaciones.
Reseña de referencias bibliográficas y anexos.
Presentación del informe
68
3.1.2. Descripción de la Propuesta
Considerando que la institución no cuenta con los recursos tecnológicos adecuados con la nueva
era del conocimiento y debido al desconocimiento y poco uso de las tecnología informática y
electrónica por parte de los docentes y de los estudiantes de la especialidad de electrónica de la
Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago de la ciudad de Quito, se considera que las
herramientas tecnológicas, ayudan en las diferentes actividades del que hacer educativo y
pensando en que las mismas puedan fortalecer la labor del maestro dentro del aula, así como el
desarrollo tanto cognitivo, como procedimental de los estudiantes, se propone la construcción de
una calculadora digital a través de la programación de micro controladores pic y programas
específicos que bien canalizados permitirán cambiar el modelo pedagógico con el que vienen
trabajando los docentes de esta institución y además permitirán que progresivamente se inserten
dentro del uso adecuado de la tecnología.
Se debe considerar que los estudiantes tienen acceso a estas herramientas fuera de la institución,
razón por la cual los maestros deben motivarse y capacitarse en el uso de las mismas, ya que si no
quedará rezagado de la tecnología.
La propuesta está encaminada a lograr a través de la calculadora digital elaborada con micro
controladores a contribuir con los docentes a cambiar su modo de pensar con respecto al uso de
la programación informática de los Pic e incluir dentro de sus planificaciones estas herramientas
que les permitirá ir a la par con la tecnología, y que además beneficien a sus estudiantes
permitiéndoles desarrollar integralmente.
3.2 Población y Muestra
Las autoras Fuertes Carmen; Puentes Ana (2006) nos dan a entender que: “La población es
accesible que se puede estudiar; siendo así un conjunto de individuos que tienen ciertas
características o propiedades que son las que se quieren estudiar”. (pág. 55)
La población existente en el segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de
consumo de la Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago es de 84 estudiantes, y 6 maestros
del área.
69
Tabla No. 2: Población
Unidades de observación No. %
Estudiantes 84 93,7
Docentes 6 6,3
TOTAL 90 100
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
3.3. Técnicas e Instrumentos
Tomando en cuenta el nivel descriptivo de la investigación se considera el cuestionario como
instrumento para aplicarse.
Hernández Bustamante (1995) expresa que:
“La técnica se utiliza para recolectar y obtener los datos de todos los individuos que son parte de
la población a investigar.” (pág. 187)
El cuestionario para esta investigación estará realizada con algunas alternativas de respuestas para
que las personas tanto docentes, como estudiantes puedan escoger dando así como resultado una
tabulación, análisis e interpretación más fluida y rápida.
Encuesta
Sabina (1992) comenta que: “La encuesta es un procedimiento que permite explorar cuestiones
que hacen a la subjetividad y al mismo tiempo obtener esa información de un número considerable
de personas”. (pág. 13)
Permite explorar la opinión pública y los valores vigentes de una sociedad, temas de significación
científica y de importancia en las sociedades democráticas
Cuestionario
Es un instrumento que consta de una serie de preguntas escritas para ser resuelto sin intervención
del investigador.
Estas preguntas o cuestionario son realizados a expertos o incluso a los mismos docentes y
autoridades de la Institución.
Los cuestionarios serán aplicados tanto a los Docentes como estudiantes de la Institución
Educativa Fiscal Miguel de Santiago la misma que constará de mínimo 10 preguntas con la
valoración de instrumento: siempre, casi siempre, a veces, nunca.
70
Operacionalización de variables
Tabla Nº 3.-Operacionalizacion de variables
VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES TECNICA/IN
STRUMENT
O
I
T
E
M
S
Variable
Independiente
Microcontroladores
Es un circuito
integrado que en su
interior contiene
una unidad central
de procesamiento,
unidades de
memoria, puertos
de entrada y salida
y periféricos. Se
puede decir con
toda propiedad que
es una
microcomputadora
completa
encapsulada en un
solo componente
Estructura
del
Circuito
Integrado
Características
De la unidad
Central de
procesamiento
Clasificación
Funciones
Programación
Aplicaciones
Ventajas
Software
electrónico
Cuestionario
–Encuesta
Docentes
Cuestionario
– Encuesta
Estudiantes
1
2
3
4
5
Variable
Dependiente
Enseñanza-
aprendizaje
Es el cambio
relativamente
permanente en el
comportamiento o
en el conocimiento
como consecuencia
de la práctica.
Aunque no se
observe
directamente el
proceso de
aprendizaje, si se
puede observar y
Didáctica
Creatividad en el
aprendizaje
Constructivismo
Aprendizaje
significativo
ABP
Proyectos
Aprendizaje
cooperativo
De
representaciones
De conceptos
De
proposiciones
Condiciones
Estrategias
Creatividad en
el aula
Resolución
de problemas
Cuestionario
–Encuesta
Docentes
Cuestionario
– Encuesta
Estudiantes
6
7
8
9
1
0
71
Elaborado por: HURTADO, Rolando
registrar la
ejecución del
sujeto, y a partir de
ello inferir la
presencia o
ausencia de
aprendizaje.
Ley de ohm
72
Tabla Nº 4.- Microcontrolador PIC
CAPITULO IV
4.1 Análisis e interpretación de resultados
Encuesta aplicada a Docentes
P1. ¿Conoce usted que es un microcontrolador PIC?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 4 67%
Casi
siempre 1 16%
A veces 1 17%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, ROLANDO
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 9.- Microcontrolador PIC 16F877a
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 67% de los docentes encuestados siempre saben que es un microcontrolador, el 16% casi
siempres conoce que es un microcontrolador, el 17% responde que solo a veces conoce.
Interpretación
Se puede interpretar que la mayor parte de los docentes preguntados conocen que es un
microcontrolador pic, una minoría declara conocer solo a veces. Es importante señalar que la
mayoría de docentes preguntados son especialistas en el area de electronica por lo que tienen
conocimiento del dispositivo.
73
Tabla Nº5.- Ensamblaje de circuitos con Microcontroladores pic
P2. ¿Utiliza usted algún modelo de microcontroladores pic para ensamblar circuitos
electrónicos?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 3 50%
Casi
siempre 1 16%
A veces 1 17%
Nunca 1 17%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 10.- Ensamblaje de circuitos con Microcontroladores pic
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis El 50% de los docentes encuestados siempre utilizan algun modelo de microcontrolador pic
para esamblar circuitos,el 16% casi siempre lo utilizan, el 17% a veces lo utilizan y el 17%
nunca utilizan un microcontrolador pic.
Interpretación
Se deduce que la mayoria de docentes preguntados utilizan un modelo de microcontrolador
pic es necesario señalar que dichos resultados justifican el hecho de que la mayoria de
docentes son especialistas en el area de electrnica de consumo.
74
Tabla Nº 6.- Estructura y programación de los microntroladores
P3. ¿Conoce usted la estructura y programación de los microntroladores de tal forma
que pueda simular su funcionamiento para después aplicarlos con elementos electrónicos
reales?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 2 34%
Casi
siempre 2 33%
A veces 0 0%
Nunca 2 33%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 11.- Estructura y programación de los microntroladores
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 34% de los docentes encuestados siempre conocen la estructura y programación de los
microntroladores para después aplicarlos con elementos electrónicos reales, el 33% casi siempre
lo hace, y el 33% nunca lo hace.
Interpretación
Se puede evidenciar que la mayoria de docentes tiene conocimiento de la estructura, programacion
y aplicación del microcontrolador pic sin enbargo tambien hay un porcentaje importante que no
conoce, no programa, menos aun aplica en circuitos electronicos practicos.
75
Tabla Nº 7.- Ventajas de los Microcontroladores
P4. ¿Tiene en cuenta las ventajas de aplicar microntroladores pic para crear productos que
fortalezcan la enseñanza de los estudiantes de la especialidad?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 4 67%
Casi
siempre 1 16%
A veces 1 17%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 12.- Ventajas de los Microcontroladores
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 67% de los docentes encuestados conocen siempre las ventajas de aplicar microntroladores pic
para crear productos que fortalezcan la enseñanza de los estudiantes, el 16% casi siempre lo hace,
el 17% solamente lo hace a veces.
Interpretación
Se puede determinar que la mayor parte de docentes saben las ventajas de aplicar los
microcontroladores pic para diseñar equipos que puedan mejorar la enseñanza de los estudiantes
hay que recalcar que la practica puede contribuir a consolidar aprendizajes significativos.
76
TablaNº 8.- Didactica de enseñanza para la ley de ohm
P5. ¿La didáctica que usted utiliza permite a los estudiantes aprender de mejor manera la
ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 1 17%
Casi
siempre 3 50%
A veces 2 33%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 13.- Didactica de enseñanza para la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 17% de los docentes encuestados afirma que siempre utiliza una didáctica que permite a los
estudiantes aprender de mejor manera la ley de ohm, el 50 % responde que casi siempre utiliza , y
el 33% solamente a veces lo utiliza.
Interpretación
La mayoria de docentes declaran que utilizan una didactica que permite al estudiante de mejor
manera la ley de ohm sin embargo existe un porcentaje importante que solamente lo utiliza
aveces por lo que es necesario que los docentes se interesen por utilizar siempre didactica para el
prendizaje significativo.
77
Tabla Nº 9.- Metodologia de enseñanza según política educativa
P6. ¿Su metodología de enseñanza se ajusta a los requerimientos de la pedagogía actual
según los lineamientos de la política educativa?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 0 0%
Casi
siempre 3 50%
A veces 3 50%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 14.- Metodologia de enseñanza según política educativa
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 50% de los docentes preguntados afirman que su metodología de enseñanza se ajusta a los
requerimientos de la pedagogía actual según los lineamientos de la política educativa, el restante
50 % indican que solamente a veces sus métodos se ajustan a los requerimientos establecidos.
Interpretación
De acuerdo a los resultados obtenidos es importante señalar que la mitad de docentes preguntados
solamente aveces se ajustan a los requerimientos de los estandares de calidad . Lo ideal debe ser y
es necesario que los requerimientos sean cumpidos para generar aprendizajes adecuados y
necesarios.
78
Tabla Nº 10.- Metodo de enseñanza de la ley de ohm tradicional
P7. ¿Las prácticas de enseñanza de la ley de ohm que usted realiza con sus estudiantes, aún
son tradicionales?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 1 17%
Casi
siempre 2 33%
A veces 2 33%
Nunca 1 17%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 15.- Metodo de enseñanza de la ley de ohm tradicional
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 17% de los docentes encuestados señala que siempre sus enseñanzas aún son tradicionales,
el 33% señalan que casi siempre, el 33% que solamente a veces sus enseñanzas son
tradicionales y el 17 % contesta que nunca.
Interpretación
Se puede deducir que la gran mayoria de docentes aún trabajan con metodologias tradicionales
que no generan aprendizajes significativos en controversia con resultados de preguntas
anteriores. Es importante generar practicas de enseñanza innovadoras.
79
Tabla Nº 11.- Aprendizaje significativo
P8. ¿El aprendizaje de sus estudiantes es significativo y conducente a la resolución de
problemas cotidianos que pueden enfrentarse en la industria?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 1 17%
Casi
siempre 2 33%
A veces 3 50%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 16.- Aprendizaje significativo
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 17% de los docentes preguntados afirma que el aprendizaje de sus estudiantes es significativo
y conducente a la resolución de problemas, el 33% afirma que casi siempre y el 50% responde que
solamente a veces dicho aprendizaje es significativo.
Interpretación
Se puede evidenciar que la mitad de docentes encuestados solamente a veces generan
aprendizajes significativos relevantes para los intereses del estudiante. Es necesario entender
que los arendizajes deben ser utilies para que el estudiante puedad desenvolverse en cuaquier
contexto que la sociedad lo exiga.
80
Tabla Nº 12.- Aprendizaje basado en problemas
P9. ¿Sus prácticas de enseñanza utilizan al ABP, proyectos y el aprendizaje cooperativo?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 1 17%
Casi
siempre 2 33%
A veces 3 50%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 17.- Aprendizaje basado en problemas
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 17% de los docentes preguntados afirma que sus prácticas de enseñanza utilizan al ABP,
proyectos y el aprendizaje cooperativo, el 33% afirma que casi siempre y el 50% responde que
solamente a veces utilizan esas estrategias de aprendizaje.
Interpretación
Se puede sonstatar que la mitad de docentes encuestados solamente a veces utilizan estrategias
de aprendizaje significativo. Es necesario entender que estrategias como el ABP, proyectos y
el trabajo cooperativo son conducentes a construir el conocimiento y utilizarlo en la vida
diaria para solucionar problemas.
81
Tabla Nº 13.- Diseño y creación de productos tecnológicos para la enseñanza de ley de ohm
P10. ¿Cree usted que es necesario que los docentes de la especialidad aprendan a utilizar el
microcontrolador pic para diseñar y crear productos tecnológicos que permitan conseguir
mejores resultados en la enseñanza de la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 5 83%
Casi
siempre 1 17%
A veces 0 0%
Nunca 0 0%
Total 6 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 18.- Diseño y creación de productos tecnológicos para la enseñanza de ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
El 83% de los docentes preguntados afirma que si es necesario que los docentes de la
especialidad aprendan a utilizar el microcontrolador pic para diseñar y crear productos
tecnológicos que permitan conseguir mejores resultados en la enseñanza, el 17% afirma que casi
siempre lo hace.
Interpretación
La gran mayoria de docentes esta conciente que si es necesrio la aplicación del microcontolador
para diseñar productos tecnologicos que refuercen el aprendizaje de los estudiantes como
mecanismo para impulsar la educacion activa y propositiva que motive a los estudiantes .
82
Tabla Nº 14.- Conocimiento de la ley de ohm
Encuesta aplicada a Estudiantes
P1. ¿Conoces perfectamente la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 18 21%
Casi
siempre 30 36%
A veces 34 41%
Nunca 2 2%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 19.- Conocimiento de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 21% de los estudiantes preguntados declaran que siempre conocen
perfectamente la ley de ohm, el 36% casi siempre tienen conocimiento, el 41% solamente a veces
conoce y el 2% responde que nunca conocío perfectamente la ley de ohm.
Interpretación
Un porcentaje muy importante de estudiantes tiene algunas deficiencias en el aprendizaje de la ley
de ohm por lo que es muy importante que esta temática sea muy conocida ya que constituye la
base primordial para el conocimiento teórico y práctico de la especialidad de electrónica y
electricidad.
83
P2. ¿Conoces las fórmulas que caracterizan a cada conexión eléctrica según la ley de ohm?
Tabla Nº 15.- Formulas que caracterizan la ley de ohm
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 18 21%
Casi
siempre 30 36%
A veces 34 41%
Nunca 2 2%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 20.- Formulas que caracterizan la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 21% de los estudiantes preguntados declaran que siempre conocen las
fórmulas que caracterizan a cada conexión eléctrica según la ley de ohm, el 36% casi siempre
tienen conocimiento, el 41% a veces conoce y el 2% responde que nunca conocío perfectamente
las fórmulas de la ley de ohm.
Interpretación
Un porcentaje muy importante de estudiantes tiene algunas deficiencias en el conocimiento y
aplicación de las formulas de la ley de ohm de acuerdo a las caracterisitcas de cada conexión por
lo que es muy importante que esta temática sea muy conocida ya que constituye la base primordial
para el conocimiento teórico y práctico de la especialidad de electrónica y electricidad.
84
Tabla N° 16.- Resolución de circuitos mediante la ley de ohm
P3. ¿Puedes resolver fácilmente problemas de circuitos eléctricos a través de la aplicación de
la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 18 22%
Casi
siempre 28 33%
A veces 32 38%
Nunca 6 7%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 21.- Resolución de circuitos mediante la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 22% de los estudiantes preguntados declaran que siempre pueden resolver
fasilmente problemas de circuitos electricos, el 33% casi siempre puede hacerlo, el 38% solamente
a veces pude resolver el 7% responde que nunca puede resolver problemas con circuitos electricos.
Interpretación
Se puede conocer que casi la mitad de estudiantes tiene dificultades para resolver problemas de
circuitos electricos. El conocimiento y aplicación de las fórmulas de la ley ohm son fundamentales
para garantizar este conocimiento.
85
Tabla N° 17.- enseñanza de la ley de ohm
P4. ¿Te gusta cómo el profesor te enseña la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 0 0%
Casi
siempre 58 69%
A veces 20 24%
Nunca 6 7%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 22.- Enseñanza de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 69% de los estudiantes preguntados casi siempre le gusta cómo el profesor
le enseña la ley de ohm, el 24% solamente a veces le agrada la forma de enseñanza mientras que
el 7% responde que nunca le agrada.
Interpretación
Se puede evidenciar que un porcentaje importante de estudiantes no estan de acuerdo como el
docente realiza su trabajo de enseñanza con respecto a la ley de ohm. La innovación y la dinamica
de buscar nuevas formas de aprendizaje contribuirá la mejora de la gestión del docente.
86
Tabla N° 18. Utilización del microcontrolador pic para enseñanza de la ley de ohm
P5. ¿Tu profesor utiliza algún programa o elemento tecnológico con el microcontrolador pic
para enseñarte la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 18 21%
Casi
siempre 20 24%
A veces 38 45%
Nunca 8 10%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 23.- Utilización del microcontrolador pic para enseñanza de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 21% de los estudiantes preguntados expresan que siempre el profesor
utiliza algún programa o elemento tecnológico con el microcontrolador pic para enseñarle la ley
de ohm, el 24% casi siempre lo hace, el 45% responde que lo hacen solamente a veces y el 10%
nunca.
Interpretación
La mayoria de docentes según lo afirman los estudiantes tienen dificultades en aplicar y utilizar
los microcontroladores para enseñar la ley de ohm u otro programa que trate de fortalecer el
aprendizaje de esta tematica necesaria para la formacion tecnica.
87
Tabla N°19.- los microcontroladores pic y su aplicación en circuitos electrónicos que ayude a entender y aprender mejor la ley de ohm
P6. ¿Crees que los microcontroladores pic pueden ser aplicados en un circuito electrónico
para crear un producto o equipo tecnológico que ayude a entender y aprender mejor la ley
de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 8 9%
Casi
siempre 42 50%
A veces 26 31%
Nunca 8 10%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 24.- Los microcontroladores pic y su aplicación en circuitos electrónicos que ayude a
entender y aprender mejor la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 9% de los estudiantes preguntados expresan que siempre los
microcontroladores pic pueden ser aplicados en un circuito electrónico que ayude a entender y
aprender mejor la ley de ohm, el 50% manifiestan que casi siempre se pueden aplicar, el 31%
responde que solamente a veces se lo puede realizar y el 10% nunca.
Interpretación
La mitad de estudiantes consultados tienen alguna duda en cuanto a la posibilidad de aplicar los
microcontroladores pic en circuitos electricos para entender mejor el funcionamiento de la ley de ohm.
88
Tabla N° 20.- Calculadora digital construida con el microcontrolador pic
P7. ¿Has utilizado una calculadora digital construida con el microcontrolador pic para
realizar ejercicios de la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 4 5%
Casi
siempre 10 12%
A veces 12 14%
Nunca 58 69%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 25.- Calculadora digital construida con el microcontrolador pic
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 5% de los estudiantes preguntados expresan que siempre han utilizado una
calculadora digital construida con el microcontrolador pic para realizar ejercicios de la ley de
ohm, el 12% manifiestan que casi siempre lo a hecho, el 14% responde que solamente a veces lo a
realizado y el 69% que nunca.
Interpretación
La gran mayoría de estudiantes nunca ha utilizado una calculadora digital construida con el
microcontrolador pic exclusivamente que tenga funciones de cálculo para la ley de ohm.
89
Tabla N° 21.- Nivel de conocimiento de la ley de ohm
P8. ¿Tu nivel académico en el estudio de la ley de ohm alcanza y domina los aprendizajes?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 8 10%
Casi
siempre 26 31%
A veces 48 57%
Nunca 2 2%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 26.- Nivel de conocimiento de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 10% de los estudiantes preguntados expresan que siempre su nivel
académico en el estudio de la ley de ohm alcanza y domina los aprendizajes, el 31% manifiestan
que casi siempre , el 57% responde que solamente a veces alcanzan y el 2% que nunca alcanzan
los aprendizajes.
Interpretación
La mayoría de estudiantes consultados tienen dificultades el tratamiento de la ley de ohm por lo
que sus calificaciones pueden no llegar a los minimos establecidos para cursar el año inmediato
superior exponiendose a los examenes remediales y de gracia.
Es importantes tener en cuenta algunas estrategias que pueden mejorar la gestión del estudiante.
90
Tabla N° 22.- Mejoramiento de enseñanza de la ley de ohm
P9. ¿Crees que tu profesor debe mejorar la enseñanza de la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 28 33%
Casi
siempre 12 14%
A veces 34 41%
Nunca 10 12%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 27.- Mejoramiento de enseñanza de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 33% de los estudiantes encuestados expresan que siempre el profesor debe
mejorar la enseñanza de la ley de ohm, el 14% manifiestan que casi siempre lo deben hacer , el
41% responde que solamente a veces deberían hacerlo y el 12% que nunca deberían realizarlo.
Interpretación
La mayoría de estudiantes preguntados estan de acuerdo en que sus docentes deben mejorar su
gestion de enseñanza especificamente en la ley de ohm. Estos resultados tienen coherencia con
preguntas anteriores que recalcan y evidencian que si existen dificultades.
91
Tabla N° 23.- Diseño y elaboración de una calculadora digital para el aprendizaje de la ley de ohm
P10. ¿Te gustaría conjuntamente con tu profesor diseñar y crear una calculadora digital
con el microcontrolador pic para que aprendas mejor la ley de ohm?
OPCIÓN FRECUENCIA PORCENTAJE
Siempre 60 71%
Casi
siempre 16 19%
A veces 8 10%
Nunca 0 0%
Total 84 100%
Elaborado. HURTADO, Rolando
Fuente: Encuesta
Gráfico Nº 28.- Diseño y elaboración de una calculadora digital para el aprendizaje de la ley de ohm
56%
Elaborado por: HURTADO, Rolando Fuente: Encuesta
Análisis
De acuerdo con el 71% de los estudiantes encuestados expresan que siempre les gustaría
conjuntamente con el profesor diseñar y crear una calculadora digital con el microcontrolador pic
para aprender a mejor la ley de ohm, el 19% manifiestan que casi siempre le gustaría , el 10%
responde que solamente a veces le gustará hacerlo.
Interpretación
La mayoría de estudiantes concuerdan que les gustaría diseñar y construir una calculadora digital
que tenga funciones para calcular la ley de ohm. Sin duda esta tipo de trabajos motivan la
curiosidad y la creatividad de los estudiantes.
92
4.2 Diagnostico de la problemática
De la investigación realizada se puede obtener importante información que nos permite entender la
realidad en que los docentes y estudiantes se desarrollan en la Institución Educativa a través del
cumplimiento del currículo y los resultados del aprendizaje.
El objetivo general de esta investigación propende a producir equipos tecnológicos que refuercen el
conocimiento adquirido de los estudiantes de la especialidad por lo que los resultados encontrados
reflejan que no solo esta institución carece de material producido por los docentes sino que es parte de
un esquema que carece de profunda motivación para que el docente incursione en verdaderos procesos
de innovación.
Si bien es cierto que los resultados encontrados demuestran que se trabaja en aprendizajes
significativos de los estudiantes teóricamente, no es menos cierto también que los resultados arrojados
demuestran que los docentes necesitan capacitación para generar aprendizajes según las corrientes
pedagógicas actuales. Se puede evidenciar contradicciones de los docentes.
Las evidencias determinan que es aceptable el rendimiento de los estudiantes en el aprendizaje de la ley
de ohm. Es importante señalar que la enseñanza tradicional como indican los docentes que todavía la
utilizan y en porcentajes importantes puede contribuir a la memorización de las magnitudes y sus
fórmulas como conocimiento teórico. La dificultad empieza cuando el conocimiento debe ser utilizado
para resolver problemas.
Bajo este análisis he expuesto presentar una propuesta factible que contribuya a mejorar el proceso de
aprendizaje de la ley de ohm a través del diseño y construcción de una calculadora digital con los y las
estudiantes del segundo año de bachillerato de la especialidad de electrónica de consumo,
planteamiento que es bien aceptado por los docentes del área como medio para motivar tanto a
docentes como a estudiantes la necesidad de producir e innovar en el trabajo educativo.
Es importante señalar que esta propuesta está enmarcada en los lineamientos de la pedagogía
constructivista y critica valorando notablemente el trabajo colaborativo y consiente de la necesidad de
transformar la realidad del estudiante y su familia.
93
4.3 Conclusiones y recomendaciones
4.3.1 Conclusiones
De acuerdo a los resultados obtenidos en la investigación y el planteamiento de los objetivos
especificos se encontrò que:
Es importante señalar que los resultados encontrados y en concordancia con el objetivo general si
es pertinente diseñar y construir una calculadora digital programada a través del microcontrolador
Pic. 16f877a teniendo en cuenta la información necesaria adjunta en el marco teórico para este
propósito.
De acuerdo a los resultados obtenidos en la investigación se puede concluir que el proceso de
enseñanza-aprendizaje que realizan los docentes de la especialidad de electrónica de consumo no
es realizado con el apoyo de recursos tecnológicos innovadores para generar aprendizajes
significativos.
En los estudiantes de la especialidad de electrónica se puede identificar que existen dificultades
en nivel de comprensión y facilidad que tienen para realizar el cálculo de las magnitudes
eléctricas básicas de tensión, intensidad, resistencia y sus aplicaciones en la resolución de
problemas de circuitos eléctricos al punto de que una cantidad importante de alumnos no alcanzan
los aprendizajes.
Los docentes y estudiantes encuestados concuerdan que es importante además de interesante
mejorar el proceso de aprendizaje de la ley de ohm a través del diseño y construcción de
productos tecnológicos innovadores que fortalezcan el conocimiento de los estudiantes de la
especialidad.
94
4.3.2 Recomendaciones
En coherencia con las concluciones formuladas en funciòn de cada objetivo especifico se
recomienda que :
Realizar el diseño y construcciòn de la calculadora digital con el microcontrolador pic que
contenga funciones para calcular las magnitudes eléctricas básicas y cotribuya a mejorar el
aprendizaje teórico y práctico de esta temática, además que el documento se convierta en un
recurso de apoyo utilizado por los docentes del area.
Las docentes deben realizar actividades con estrategias de aprendizaje significativo como la
aplicación de ABP, proyectos, trabajo cooperativo dando prioridad al acompañamiento y
asesoramiento para que el estudiante sea sujeto de su propio aprendizaje así como tambien
impulsar y fomentar procesos creativos con nuevos entornos y materiales de aprendizaje.
Trabajar en la Ley de Ohm ya que es el fundamento teórico para la construcción de la
práctica de electrónica a traves de mecanismos atractivos de aprendizaje que permitan
al estudiante dominar esta competencia a traves de la solución de problemas.
Realizar aplicaciones prácticas permanentes empleando la calculadora digital para que contribuya
a mejorar el aprendizaje teórico y práctico de esta temática, además que el recurso se convierta en
material de apoyo utilizado por los docentes del area y todos quienes pretendan innovar el trabajo
en las aulas y talleres.
95
CAPITULO V
PROPUESTA TECNOLÓGICA
5.1 Presentación de la Propuesta
El presente trabajo parte de una necesidad determinada en la investigación del problema donde a la
vez se pone de manifiesto las debilidades del sistema educativo ecuatoriano especialmente en las
instituciones de carácter técnico. La infraestructura y la tecnología con la que deben contar
actualmente sufren un retraso de por lo menos unas tres décadas.
Instituciones de educación técnica sin equipos tecnológicos adecuados han incidido también en la
motivación de la mayoría de sus docentes quienes con carácter innovador ven la forma de suplir
estas graves deficiencias tratando de implementar equipos a través de proyectos de acción y en
algunos y muy pocos casos como el investigador propone el diseño y construcción de una
calculadora digital con funciones de E, I y R programada a través del microcontrolador pic
16f877a para reforzar el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los y las estudiantes del 2do
año de bachillerato de la especialidad de electrónica, la misma que bien canalizadas permitirá
cambiar el modelo pedagógico con el que vienen trabajando los docentes de esta especialidad y
además permitirá que progresivamente se inserten dentro del uso adecuado de este tipo de
tecnología. Se debe considerar además que el investigador conjuntamente con el producto, realizará
el manual del usuario para que la utilización por parte de los estudiantes sea efectiva.
El lector podrá encontrar en este trabajo el desarrollo paso a paso para la construcción de la
calculadora digital con funciones para la ley de ohm así como también la programación del pic para
las funciones de tensión, intensidad y resistencia. La simulación de los circuitos construidos en
Proteus es importante para verificar el funcionamiento antes del montaje de los elementos físicos.
El manual del usuario guiará a los estudiantes a utilizar correctamente las funciones de E, I y R que
la calculadora ofrece de manera fácil y sencilla.
La propuesta está a encaminada a lograr a través de este producto y su respectivo manual del
usuario a contribuir con los docentes a cambiar su modo de pensar con respecto al uso de la
tecnología informática y electrónica e incluir dentro de sus planificaciones estas herramientas que
les permitirá ir a la par con la tecnología, y que además beneficien a sus estudiantes permitiéndoles
desarrollar integralmente a estos y garantizar una formación de calidad.
96
5.2 Objetivo General
Contribuir al desarrollo del aprendizaje a través del diseño y construcción de una calculadora
digital con funciones de E; I y R programada a través de un microcontrolador pic 16f877a para el
proceso de aprendizaje con los estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de
electrónica de consumo de la institución educativa fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-2016.
5.3 Desarrollo Detallado de la Propuesta
Gráfico N° 29. Pic 16 f877a
Fuente: http://microcontrollerslab.com/wp-content/uploads/2015/08/PIC16F877A-
microcontroller.jpg
PROGRAMACION DEL PIC 16f877a
CODIGO DE PROGRAMACIÓN CALCULADORA LEY DE OHM
97
CODIGO DE PROGRAMACIÓN
CALCULADORA LEY DE OHM
#include <16f877a.h>
#device adc=10
#fuses HS,NOWDT
#use delay (clock=20000000)
#include <LCD420.C>
#include <KBD_4CALC.C>
char tecla;
float n1=0;
float n11=0;
float n2=0;
float i=0;
float v=0;
float r=0;
int x=0;
double y=0;
int aux=0;
int cont=0;
void cerovar(){
n1=0;
n2=0;
n11=0;
cont=0;
aux=0;
i=0;
v=0;
r=0;
}
void impv(){
printf(lcd_putc,"[VOLTS]");
}
void impi(){
printf(lcd_putc,"[AMPS]");
}
void impr(){
printf(lcd_putc,"[OHMS]");
}
void cerovar2(){
tecla=kbd_getc();
n1=0;
n2=0;
n11=0;
cont=0;
aux=0;
}
void voltaje1(){
cerovar();
tecla=kbd_getc();
while(tecla!='*'){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"V=I*R");
lcd_gotoxy(13,2);
impv();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,3);
impi();
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
i=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
i=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while *
cerovar2();
while(tecla!='='){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"V=I*R");
lcd_gotoxy(13,2);
impv();
lcd_gotoxy(1,3);
98
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,3);
impi();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"R=%1.4f",r);
lcd_gotoxy(13,4);
impr();
//lcd_gotoxy(1,5);
//printf(lcd_putc,"%1.4f",n11);
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
r=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
r=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while =
v=i*r;
//RESULTADO
printf(lcd_putc,"\f V=I*R");
lcd_gotoxy(13,1);
impv();
lcd_gotoxy(1,2);
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,2);
impi();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"R=%1.4f",r);
lcd_gotoxy(13,3);
impr();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,4);
impv();
delay_ms(500);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla!='+'){
tecla=kbd_getc();
delay_ms(10);
}
}
void corriente1(){
cerovar();
tecla=kbd_getc();
while(tecla!='/'){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"I=V/R");
lcd_gotoxy(13,2);
impi();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,3);
impv();
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
v=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
v=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
99
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while *
cerovar2();
while(tecla!='='){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"I=V/R");
lcd_gotoxy(13,2);
impi();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,3);
impv();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"R=%1.4f",r);
lcd_gotoxy(13,4);
impr();
//lcd_gotoxy(1,5);
//printf(lcd_putc,"%1.4f",n11);
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
r=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
r=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while =
i=v/r;
//RESULTADO
printf(lcd_putc,"\f I=V/R");
lcd_gotoxy(13,1);
impi();
lcd_gotoxy(1,2);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,2);
impv();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"R=%1.4f",r);
lcd_gotoxy(13,3);
impr();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,4);
impi();
delay_ms(500);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla!='+'){
tecla=kbd_getc();
delay_ms(10);
}
}
void resistencia1(){
cerovar();
tecla=kbd_getc();
while(tecla!='/'){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"R=V/I");
lcd_gotoxy(13,2);
impr();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,3);
impv();
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
100
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
v=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
v=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while *
cerovar2();
while(tecla!='='){
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\f INGRESE DATO");
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"R=V/I");
lcd_gotoxy(13,2);
impr();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,3);
impv();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,4);
impi();
delay_ms(100);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(5);
}
cont++;
if((tecla>=48)&&(tecla<=57)){
if(aux==0){
n1=(n1*10)+(tecla-48);
i=n1;
}
else{
n11=(n11*10)+(tecla-48);
y=1;
for(x=1;x<=cont;x++){
y=y*10;}
n2=n1+(n11/y);
i=n2;
}
}
if(tecla=='C'){//punto decimal
aux=1;
cont=0;
}
delay_ms(100);
}//while =
r=v/i;
//RESULTADO
printf(lcd_putc,"\f R=V/I");
lcd_gotoxy(13,1);
impr();
lcd_gotoxy(1,2);
printf(lcd_putc,"V=%1.4f",v);
lcd_gotoxy(13,2);
impv();
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"I=%1.4f",i);
lcd_gotoxy(13,3);
impi();
lcd_gotoxy(1,4);
printf(lcd_putc,"R=%1.4f",r);
lcd_gotoxy(13,4);
impr();
delay_ms(500);
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla!='+'){
tecla=kbd_getc();
delay_ms(10);
}
}
void vismenu(){
printf(lcd_putc,"\fMENU PRINCIPAL");
lcd_gotoxy(2,2);
printf(lcd_putc,"Press 1 Voltaje ");
lcd_gotoxy(2,3);
printf(lcd_putc,"Press 2 Corriente ");
lcd_gotoxy(2,4);
printf(lcd_putc,"Press 3 Resistencia");
delay_ms(200);
}
101
void menu(){
vismenu();
tecla=0;
tecla=kbd_getc();
while ((tecla!='1')||(tecla!='2')||(tecla!='3')){
vismenu();
tecla=0;
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){ //si el valor de tecla es
distinto de 0
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
delay_ms(10);
}
if (tecla=='1'){voltaje1();break;}
if (tecla=='2'){corriente1();break;}
if (tecla=='3'){resistencia1();break;}
lcd_gotoxy(6,1);
printf(lcd_putc,"\f NO VALIDO");
delay_ms(500);
}
}
void main()
{
PORT_B_PULLUPS(true);//habilito
resistencias pullups en el micro
lcd_init();
kbd_init();//inicializo el teclado
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"\fUNIVERSIDAD
CENTRAL");//%c escribo caracter
lcd_gotoxy(6,2);
printf(lcd_putc,"DEL ECUADOR");
lcd_gotoxy(1,3);
printf(lcd_putc,"PROYECTO
TECNOLOGICO");
lcd_gotoxy(6,4);
printf(lcd_putc,"LEY DE OHM");
delay_ms(6000);
while(true){
vismenu();
tecla=0;
tecla=kbd_getc();
while ((tecla!='1')||(tecla!='2')||(tecla!='3')){
vismenu();
tecla=0;
tecla=kbd_getc();//leo la tecla presionada
while(tecla==0){ //si el valor de tecla es
distinto de 0
tecla=kbd_getc();//leo la tecla
presionada
delay_ms(10);
}
if (tecla=='1'){voltaje1();break;}
if (tecla=='2'){corriente1();break;}
if (tecla=='3'){resistencia1();break;}
lcd_gotoxy(6,1);
printf(lcd_putc,"\f NO VALIDO");
delay_ms(500);
}
}
}
102
Diagrama electrónico de la calculadora de la ley de ohm (V, I, R)
1.- Pantalla inicial
Gráfico N° 30. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
103
2.- Menú Principal
Gráfico N° 31. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
104
3.- Opción 1 cálculo de voltaje.
Gráfico N° 32. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
105
4.- Opción 2 cálculo de corriente.
Gráfico N° 33. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
106
5.- Opción 3 cálculo de la resistencia
Gráfico N° 34. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
107
Cálculos de las tres magnitudes eléctricas:
Voltaje:
Gráfico N° 35. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
108
Corriente:
Gráfico N° 36. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
109
Resistencia:
Gráfico N° 37. Simulador electrónico proteus
Elaborado por: HURTADO, Rolando
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-/CVREF4
RA4/T0CKI/C1OUT6
RA5/AN4/SS/C2OUT7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877A
R14k7
R24k7
R34k7
R44k7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM044L
33%
RV1
10k
D7
D6
D5
D4
D7
D6
D5
D4
20CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
R54k7
1 2 3 /
4
C
7
5
8
0
6
9
=
X
110
El PIC16F877 es un microcontrolador con memoria de programa tipo flash, lo que representa gran
facilidad en el desarrollo de prototipos y en su aprendizaje ya que no se requiere borrarlo con luz
ultravioleta como las versiones EPROM, sino que permite reprogramarlo nuevamente sin ser
borrado con anterioridad.
El PIC16F877A es un microcontrolador de Microchip Technology fabricado en tecnología CMOS,
su consumo de potencia es muy bajo y además es completamente estático, esto quiere decir que el
reloj puede detenerse y los datos de la memoria no se pierden. El encapsulado más común para este
microcontrolador es el DIP (Dual In-line Pin) de 40 pines, propio para usarlo en experimentación.
La referencia completa es PIC16F877-04 para el dispositivo que útiliza cristal oscilador de hasta 4
MHz, PIC16F877-20 para el dispositivo que utiliza cristal oscilador de hasta 20 MHz o
PIC16F877A-I para el dispositivo tipo industrial que puede trabajar hasta a 20 MHz.
Gráfico N° 38. Terminales del pic
(A) (B)
Fuente: https://encrypted-
bn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQzRVHfRPnY4StlsDW7cCNpIcm4AKPeDkadEHBrXsGn
dxy_-SN7zg
El oscilador externo
Todo microcontrolador requiere un circuito externo que le indique la velocidad a la que debe
trabajar. Este circuito, que se conoce como oscilador o reloj, es muy simple pero de vital
importancia para el buen funcionamiento del sistema.
El tipo de oscilador que se sugiere para las prácticas es el XT con un cristal de 4 MHz, porque
garantiza precisión y es muy comercial. Internamente esta frecuencia es dividida por cuatro, lo que
hace que la frecuencia efectiva de trabajo sea de 1 MHz en este caso, por lo que cada instrucción se
ejecuta en un microsegundo. El cristal debe ir acompañado de dos condensadores y se conecta
como se muestra en la figura (B)
111
Teclado matricial 4x4 con los microcontroladores PIC
Son los más utilizados en el desarrollo de proyectos con microcontroladores PIC y que tienen su
aplicación en el ingreso de datos de manera manual por parte del usuario, en aquellos casos en que
el empleo de pulsadores simples no es lo más apropiado, ya sea por la presentación final del
producto o por la restricción del número de líneas de entrada de los microcontroladores PIC.
El teclado matricial 4x4 está constituido por una matriz de pulsadores dispuestos en filas (A,B,C,D)
y columnas (1,2,3,4), con la intención de reducir el número de pines necesarios para su conexión.
Las 16 teclas necesitan sólo 8 pines del microcontrolador, en lugar de los 16 pines que se
requerirían para la conexión de 16 teclas independientes.
Gráfico N.-39.- teclado matricial 4x4
Fuente:http://programarpicenc.com/articulos/teclado-matricial-4x4-con-los-microcontroladores-pic/
Su funcionamiento es muy sencillo, cuando se presiona una tecla, se conectan internamente la fila y
columna correspondientes; por ejemplo, al presionar la tecla “7” se conectan la fila C y la columna
1. Si no hay ninguna tecla presionada, las filas están desconectadas de las columnas.
¿Qué son los cristales líquidos?
Una pantalla LCD son dispositivos diseñados para mostrar información en forma gráfica. LCD
significa Liquid Crystal Display (Display de cristal líquido). La mayoría de las pantallas LCD
vienen unidas a una placa de circuito y poseen pines de entrada/salida de datos. Como se podrán
imaginar, Arduino es capaz de utilizar las pantallas LCD para desplegar datos.
112
Tipos de LCD:
• Reflectivos: con espejo posterior que refleja la luz incidente. No sirven en ambientes sin luz pero
tienen consumos muy bajos.
• Transmisivos: con un generador de luz posterior (incandescencia, cátodo frío, diodos led)
• Transreflectivos: mixtos combinación de los dos anteriores
Pines externos:
1.- Vss (Masa)
2.- VDD (Alimentación)
3.- VEE (Ajuste de Contraste) <-Tensión de ajuste, máximo contraste a Vss
4.- RS (Selección de Registro)
5.- R/W (Lectura/Escritura)
6.- E (Enable)
7.- D0 (Bit de Datos menos sign.)
8.- D1 (Bit de Datos)
9.- D2 (Bit de Datos)
10.-D3 (Bit de Datos)
11.-D4 (Bit de Datos)
12.-D5 (Bit de Datos)
13.-D6 (Bit de Datos)
14.-D7 (Bit de Datos más sign.)
Gráfico N° 40. Display LCD 20X4
Fuente: https://encrypted-
tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTDHHO9euEpJEU_B0IbG8DsId3mu40xtS44ESNMEvrrs
k5jQ97Pww
113
Gráfico N° 41. El regulador 7805
Fuente: https://lh3.googleusercontent.com/-
Pd2tiknQzy4/VeCBCtGYUtI/AAAAAAAAEmI/p_A8FjySNH8/h240/Lm7805.gif
Los reguladores de voltaje 7805 emplean una función de limitación de corriente, apagado térmico,
y un área de protección segura de la explotación que hace que sean prácticamente inmunes a los
daños de las sobrecargas de salida. 7805 es un regulador de voltaje positivo de tres terminales.
7805 regulador viene de la familia 78xx de circuitos integrados reguladores de voltaje lineal fija
autónomo. Al especificar ICs individuales dentro de esta familia, la XX se sustituye con un
número de dos dígitos, que indica la tensión de salida del dispositivo en particular está diseñado
para proporcionar (por ejemplo, el regulador de tensión 7805 tiene una salida de 5 voltios.
Estos dispositivos típicamente soportan una tensión de entrada que puede estar en cualquier lugar a
partir de un par de voltios por encima del voltaje de salida deseado, hasta un máximo de 35 o 40
voltios, y típicamente pueden proporcionar hasta alrededor de 1 o 1,5 amperios de corriente.
Gráfico N° 42. Los condensadores cerámicos
Fuente:https://encrypted-
tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQhe2ts5gwtfW0ylCejyGzlCw5V5kkcJnpCuZd0V5ufEVa
Q7_ZS7A
Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de
almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de
114
superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia
total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra)
separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de
potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra,
siendo nula la variación de carga total.
Un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía
mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento
"capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía
que cede después durante el periodo de descarga.
Gráfico N° 43. Cristal de cuarzo 20mhz
Fuente: https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQZtNMmVmhPha8gcM_OEHUq0uPTI2rnoxk30qu_aaer
d2fqSo3x9w
Cristal de cuarzo es un circuito oscilador electrónico que utiliza la resonancia mecánica de un
cristal de vibración de material piezoeléctrico para crear una señal eléctrica con una frecuencia muy
precisa. Esta frecuencia se utiliza comúnmente para realizar un seguimiento del tiempo (como en
los relojes de pulsera de cuarzo), para proporcionar una señal de reloj estable para circuitos
integrados digitales, y para estabilizar frecuencias para los transmisores y receptores de radio.
Gráfico N° 44. Capacitores electrolíticos
Fuente: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTMjj71r8e419-
EI4R4h3FRqrMadboN0fsSmeUWathHO592TxLzVA
Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía
sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente
en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de
115
campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por
el vacío.
Resistencia eléctrica
Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al
desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el
ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George, quien
descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Gráfico N° 45. resistencias
Fuente:https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQsNTYn2q25OWtr_-
HREOwSkrwDepgsMXrqvXcJP9zbJ1JR2Oyd
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico
cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones.
Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga,
resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
Gráfico N° 46. Codigo de colores de resistencias
Fuente: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT-
moSXm7jUI7d1ioIjbQG9gComwMBNZCJh92fjJMS6FgocqNGE
116
Después del comprobar el funcionamiento en el ISIS y rutear las pistas en el ARES pasamos a
imprimir las pistas y a traspasar a la placa de baquelita. Teniendo todos los materiales.
Gráfico N° 47. Placas de circuito impreso
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Taladramos la placa en donde soldaremos cada uno de los componentes electrónicos
Gráfico N° 48. Baquelita
Elaborado por: HURTADO, Rolando
PROCESO DE MONTAJE DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS
EN LA PLACA ELECTRÓNICA
117
Se procede a colocar y soldar todos los elementos electrónicos propiamente dichos.
Gráfico N° 49. Suelda de elementos
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Placa de circuito impreso terminado.
Gráfico N° 50. Circuito terminado
Elaborado por: HURTADO, Rolando
118
Una vez culminado con el montaje de los elementos electrónicos en la placa procedemos a
ensamblar todo el circuito y sus componentes en la caja donde será sujeta para la manipulación y
utilización de los usuarios.
Circuitos y componentes acoplados en la caja de presentación.
Gráfico N° 51. Caja de presentación.
Elaborado por: HURTADO, Rolando
ENSAMBLAR EL CIRCUITO EN LA CAJA DE PRESENTACIÓN
119
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE FILOSOFIA, LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACION
INFORMATICA APLICADA A LA EDUCACION
MODALIDAD SEMIPRESENCIAL
Gráfico N° 52. Calculadora digital
Elaborado por: HURTADO, Rolando
MANUAL DE USUARIO DE LA CALCULADORA DIGITAL DE
LA LEY DE OHM (E, I, R)
AUTOR: ROLANDO HURTADO
Junio, 2016
120
Descripción breve del producto:
Esta calculadora nos permitirá calcular los valores de voltaje, corriente y resistencia de un
circuito, cuenta con un display LCD para la visualización de los datos y con un teclado matricial
para el ingreso de datos
Parte externa del producto
Gráfico N° 53. Calculadora digital
Elaborado por: HURTADO, Rolando
121
1. TECLADO MATRICIAL
Ingreso de números para las operaciones respectivas
2. DISPLAY LCD
Visualización de los datos ingresados y resultados de las operaciones
3. POWER (SWITCH ON/OFF)
Encendido y apagado de la calculadora
Parte interna del producto
Gráfico N° 54. Placa con elementos electrónicos
Elaborado por: HURTADO, Rolando
122
1. FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Recibe corriente continua de una fuente de alimentación o una batería de 9V
2. BUSES DE DATOS
Conectan al teclado y al display para recibir los datos e imprimirlos en el display
LCD
3. RELOJ (CRISTAL)
Controla la velocidad a la que trabaja el microcontrolador
4. MICROCONTROLADOR
Encargado de recibir las instrucciones, realizar los cálculos y gestionar la
visualización de los mismos en el display LCD
5. POTENCIÓMETRO
Regula la intensidad de los caracteres que aparecen en el display LCD
PARA CALCULO DE VOLTAJE.-
1.-Presiona el número “1” del teclado en el menú inicio
2.-Lo enviará a la ventana que está a continuación:
Gráfico N° 55. Valor de voltaje
Elaborado por: HURTADO, Rolando
3.-A continuación requerirá que ingrese en valor de la intensidad (puede tener decimales),
teniendo en cuenta un máximo de 5 dígitos
4.-Digite el comando operador de multiplicación que tiene en el teclado
123
5.-Ingrese el valor de la resistencia (puede tener decimales), teniendo en cuenta un máximo de 5
dígitos
6.-Presione la tecla del igual para obtener el voltaje
Ejemplo:
Gráfico N° 56. Calculo de voltaje
Elaborado por: HURTADO, Rolando
PARA CALCULO DE INTENSIDAD.-
1.-Presione el número “2” del teclado en el menú inicio
2.- Lo enviará a la ventana que está a continuación:
Gráfico N° 57. Valor de intensidad
Elaborado por: HURTADO, Rolando
124
3.-A continuación requerirá que ingrese en valor del voltaje (puede tener decimales), teniendo
en cuenta un máximo de 5 dígitos
4.-Digite el comando operador de división que tiene en el teclado
5.-Ingrese el valor de la resistencia (puede tener decimales), teniendo en cuenta un máximo de 5
dígitos. Ejemplo:
Gráfico N° 58. Calculo de intensidad
Elaborado por: HURTADO, Rolando
6.-Presione la tecla del igual para obtener la intensidad
Ejemplo: Gráfico N° 59. Calculo de intensidad
Elaborado por: HURTADO, Rolando
125
PARA CALCULO DE RESISTENCIA.-
1.-Presione el número “3” del teclado en el menú inicio
2.- Lo enviará a la ventana que está a continuación:
Gráfico N° 60. Valor de resistencia
Elaborado por: HURTADO, Rolando
3.-A continuación requerirá que ingrese en valor del voltaje (puede tener decimales), teniendo
en cuenta un máximo de 5 dígitos
4.-Digite el comando operador de división que tiene en el teclado
5.-Ingrese el valor de la intensidad (puede tener decimales), teniendo en cuenta un máximo de 5
dígitos. Ejemplo:
Gráfico N° 61. Calculo de resistencia
Elaborado por: HURTADO, Rolando
126
6.-Presione la tecla del igual para obtener la resistencia
Ejemplo:
Gráfico N° 62. Calculo de resistencia
Elaborado por: HURTADO, Rolando
PRECAUSIONES DE USO
Use una batería de 9 voltios.
No humedecer el teclado ni la LCD puede causar daños al equipo.
Al ingresar los datos mantener presionado la tecla durante 2 segundos.
127
5.4 Evaluación de la Propuesta
Para realizar la evaluación del trabajo investigativo: “Diseño y creación de una calculadora
digital programada a través de un microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje
de la ley de ohm con los y las estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de
electrónica de consumo de la Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-
2016.”, se la efectuó mediante el criterio de expertos.
La selección de expertos que realizarán la evaluación de la propuesta del presente trabajo
Investigativo cumplieron con los siguientes requerimientos:
Los expertos laboran en la institución educativa.
Tener un conocimiento aceptable de Tic´s
Ser docente de grado o curso
Integrantes del área técnica
Vicerrectorado y coordinadores pedagógicos.
En base a estos parámetros se solicitó la participación de los siguientes profesionales que
laboran en el área:
Tabla Nº 24: evaluación de propuesta por expertos. (Los que participaron en la encuesta a
docentes y pueden ser directivos, uno para cada uno)
NOMBRES Marco Antonio Chiluisa
TITULO Licenciado en Informática
Magister en Docencia Universitaria
CARGO Rector de la I. E. Miguel de Santiago
EXPERIENCIA 17 años de docente del área de Electrónica.
3 años de Rector
ASIGNATURA QUE DICTA Electrónica general
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
NOMBRES Juan Carlos Pila Martínez
TITULO Licenciado en Electricidad
Especialista en Diseño Curricular
Magister en Docencia Universitaria
CARGO Coordinador Pedagógico del Programa del
Diploma del Bachillerato Internacional.
128
EXPERIENCIA 13 años de docencia en el área de
electricidad.
3 años de coordinador académico del PD-IB
ASIGNATURA QUE DICTA Monografías IB
NOMBRES Bernardo Aguirre
TITULO Tecnólogo en Electrónica
CARGO Docente y coordinador del área de
electrónica.
EXPERIENCIA 10 años de docente en el área de electrónica
de consumo.
ASIGNATURA QUE DICTA Terminales de comunicación.
Electrónica digital y micro programable.
Instalaciones básicas.
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
Tabla Nº 25: Ficha de evaluación por criterio de expertos
FICHA DE EVALUACIÓN
Proyecto Tecnológico Educativo, previo a la obtención del Grado de Licenciada (o) en
Ciencias de la Educación, mención Informática
TEMA: Diseño y creación de una calculadora digital programada a través de un
microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los
y las estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de electrónica de
consumo de la Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-
2016.” AUTOR: Luis Rolando Hurtado Herrera
INDICADORES
EX
CE
LE
NT
E
MU
Y B
UE
NO
BU
EN
O
RE
GU
LA
R
OBSERVACIONES
Rigurosidad
Científica
X Se sugiere investigar ATMEL
Novedad
X Se tiene que utilizar LCD con mayores
aplicaciones en todo el sistema educativo
Aplicabilidad
X
Trascendencia
X
129
SUGERENCIAS
Mayor difusión a la comunidad tecnológica.
Marco Chiluisa _____________________
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
FICHA DE EVALUACIÓN
Proyecto Tecnológico Educativo, previo a la obtención del Grado de Licenciada (o) en
Ciencias de la Educación, mención Informática
TEMA: Diseño y creación de una calculadora digital programada a través de un
microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los
y las estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de electrónica de
consumo de la Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-
2016.” AUTOR: Luis Rolando Hurtado Herrera
INDICADORES
EX
CE
LE
NT
E
MU
Y B
UE
NO
BU
EN
O
RE
GU
LA
R
OBSERVACIONES
Rigurosidad
Científica
X
Novedad
X
Aplicabilidad
X
Trascendencia
X
SUGERENCIAS
Juan Carlos Pila M. _____________________
Nombre Firma
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
FICHA DE EVALUACIÓN
Proyecto Tecnológico Educativo, previo a la obtención del Grado de Licenciada (o) en
Ciencias de la Educación, mención Informática
TEMA: Diseño y creación de una calculadora digital programada a través de un
microcontrolador pic 16f877a para el proceso de aprendizaje de la ley de ohm con los
y las estudiantes del 2do año de bachillerato de la especialidad de electrónica de
consumo de la Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago, periodo 2015-
2016.” AUTOR: Luis Rolando Hurtado Herrera
130
INDICADORES
EX
CE
LE
NT
E
MU
Y B
UE
NO
BU
EN
O
RE
GU
LA
R
OBSERVACIONES
Rigurosidad
Científica
X
Novedad
X
Aplicabilidad
X
Trascendencia
X
SUGERENCIAS
Se debe aplicar desde el primer año de bachillerato no solo en la especialidad de electrónica
Sino también en la especialidad de electricidad.
Bernardo Aguirre _____________________
Nombre Firma
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
Resultados de la validación
La evaluación de la propuesta se realizó a través del criterio de tres expertos profesionales que
laboran tanto en el área técnica como en el área pedagógica, quienes cumplieron con los
requisitos planteados.
Los profesionales seleccionados poseen la necesaria experiencia pedagógica y técnica ya que
laboran en la institución por varios años desempeñándose como tutores de diferentes asignaturas
técnicas y coordinaciones académicas.
Tabla Nº 26: resultado de la evaluación.
INDICADORES EXELENTE MUY BUENO BUENO REGULAR
OBSERVACIONES
EVALUADORES
Mar
co
Juan
Ber
nar
do
Mar
co
Juan
Ber
nar
do
Mar
co
Juan
Ber
nar
do
Mar
co
Juan
Ber
nar
do
Rigurosidad
Científica X X X
Novedad
X X X
Aplicabilidad
X X X
Trascendencia
X X X
Elaborado por: HURTADO, Rolando
Fuente: Institución Educativa Fiscal Miguel de Santiago
131
De acuerdo con los resultados de la evaluación se hace el siguiente análisis:
Rigurosidad: el 66% de los expertos consideran que la propuesta es muy buena en términos de
rigurosidad y el 34% considera que es excelente ya que hace referencia a procesos tecnológicos
con alto grado de complejidad enmarcada en los modelos pedagógicos actuales.
Novedad: el 66% de los expertos considera que el proyecto es muy buena ya que es novedosa,
el 34% manifiesta que es excelente ya que su aplicación y funcionamiento práctico lo hace
novedoso para el estudiante
Aplicabilidad: el 100% de los expertos considera que es una excelente propuesta ya que será
un instrumento que permitirá su aplicación en las asignaturas tanto prácticas como teóricas.
Trascendencia: el 66% de los expertos considera que el proyecto es muy bueno y que su
trascendencia permitirá motivar a la comunidad educativa mientras que el 34% considera que es
excelente y puede trascender incluso a nivel interinstitucional.
Además de lo expuesto los expertos realizan las siguientes observaciones:
Bernardo Aguirre: que este proyecto se debe trabajar desde el primer año de bachillerato no solo
en la especialidad de electrónica sino también en la especialidad de electricidad.
Marco Chiluisa: Se debe dar mayor difusión de este tipo de proyectos para motivar a la
comunidad educativa.
132
REFERENCIAS
Bibliografía
ANGULO, José y ANGULO, Ignacio (2003) Microcontroladores Pic. Editorial Fernández
Madrid. España
COLL, Cesar. (1996) Aprendizaje escolar y construcción del conocimiento.
CORDERO, Iñiguez. Juan.( 2002) Evaluación de los aprendizajes. Editorial ORIÖN. Quito-
Ecuador
DEL CARPIO, Rosa, FAJARDO Rosa Elena y VILLAFUERTE Paquita (2002) Diccionario y
Guía de Ideas sobre educación. Lima Perú.
DÍAZ Barriga Frida y Hernández Rojas Gerardo, (1999) .Estrategias docentes para un aprendizaje
significativo, Edit, McGRAW-HILL, México, , pp. 196,198.
EDITORIAL ESPASA CALPE SA. . (2002). Enciclopedia de la Pedagogía. Tomo III, El diseño
curricularEspaña.
ENCICLOPEDIA AULA. (1996). Curso de Orientación Escolar. Edición Cultural S.A. Impreso
en España.
EVALUACIÓN DE APRENDIZAJES, Programa para el mejoramiento y capacitación docente
por la calidad de la educación, 2004.
FORGAS, M y OTROS ( 2004) . Curso de Metodología de formadores por competencias.
MACIQUES RODRÍGUEZ, (2004) Elaime. Trastornos del Aprendizaje. Estilos de Aprendizaje
y el Diagnóstico Psicopedagógico. Ciudad Habana, Cuba.
MORA, Juan (1998), "Acción tutorial y educación educativa", Diagnóstico y tratamiento de los
fracasos escolares. "Cap 4: Orientación por el tutor de los hábitos de trabajo y estudio",
Editorial Narcea, pp 66-84.
SCHWARTZ. POLLISHUKE. 1995. Aprendizaje Activo. Madrid..
RODRIGUEZ, Freddy (2004)” Diseño de proyectos educativos con enfoque de Marco Lógico”.
Rodríguez Chávez J. A, Lorenzo Suárez A., González Permuy L. D. Acercamiento Necesario a
la Pedagogía General. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 2005.
133
NETGRAFÍA
Proceso de enseñanza-aprendizaje disponible en:
http://www.infor.uva.es/~descuder/docencia/pd/node24.html
El Microcontrolador PIC16F877 Resumen de hoja de datos, disponible en:
http://www.utp.edu.co/~eduque/arquitec/PIC16F877.pdf
MIKROELECTRONIKA disponible en:
http://www.mikroe.com/chapters/view/81/capitulo-3-microcontrolador-pic16f887/
Ventajas y desventajas de los microcontroladores disponible en:
http://gigatecno.blogspot.com/2013/02/ventajas-y-desventajas-de-los.html
Ley de Ohm GARCIA, José disponible en:
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_2.htm
134
ANEXO 1
135
ANEXO 2
136
137
138
ANEXO 3
139
140
ANEXO 4
GRAFICOS
Gráfico 1: Microcontrolador
Fuente: www.microgenios.com
Gráfico 2: Arquitectura interna de un Microcontrolador
Fuente: www.wikispaces.com
141
Gráfico 3: Arquitectura harvard
Fuente: www.aiu.edu
Gráfico 4: Configuración de pines
Fuente: cifpn1hectorm.wordpress.com
Gráfico 5: Elementos del proceso Enseñanza-Aprendizaje
Fuente: www.infor.uva.es
142
Gráfico 6: Ley de Ohm
Fuente: http://www.asifunciona.com
Gráfico 7: Fórmula General de la Ley de Ohm
Fuente: http://www.asifunciona.com
Gráfico 8: Triangulo de la ley de Ohm
Fuente: d16wladimiramaguana1d1.blogspot.com