9. Implementación de un simulador de circuitos de control eléctrico para desarrollo de competencias: caso cecyteh
Dimensions
9. Implementación de un simulador de circuitos de control eléctrico para desarrollo de competencias: caso cecyteh
Humberto Pérez Pérez*
Claudia Hernández González**
DOI: https://doi.org/10.52501/cc.164.09
Resumen
Esta investigación es derivada de la tesis realizada por el alumno Humberto Pérez Pérez dentro de la Maestría en Docencia Científica y Tecnológica que realizó en el Centro de Investigaciones Económicas, Administrativas y Sociales (ciecas) del Instituto Politécnico Nacional (ipn); la cual tuvo como objetivo general analizar la efectividad del uso de un simulador de control de circuitos eléctricos y electromagnéticos para comprobar si los estudiantes desarrollan las competencias profesionales y genéricas de acuerdo con la Reforma Integral de la Educación Media Superior (riems).
La necesidad y oportunidad de implementar el uso de un simulador de circuitos de control eléctrico surge a partir de que el mismo docente investigador detectó que, aún en su estrategia didáctica, realizaba actividades un tanto “tradicionalistas”, generando en sus estudiantes un ambiente de desinterés, y estos estudiantes no lograban consolidar sus competencias, además de lo anterior, resultó que se tuvo que implementar la modalidad virtual para el desarrollo de clases y actividades que estaban destinadas a llevarse a cabo de manera presencial y esto fue debido a que justo en esas fechas se atravesó la pandemia de COVID-19, por lo cual se propuso ejecutar una estrategia didáctica que consiguiera desarrollar competencias profesionales y genéricas en sus estudiantes a través de la implementación de una herramienta tecnología, por lo cual el docente, luego de analizar varias alternativas, seleccionó el simulador CADeSIMU, debido a las ventajas que tiene respecto de otros simuladores, lo que permitió que el uso del simulador se utilizara como una herramienta en la asignatura: “Mantiene en operación los circuitos de control electromagnético y electrónico” que corresponde al 4° semestre del bachillerato; como se mencionó anteriormente, en ese preciso momento estábamos atravesando la pandemia de COVID-19, periodo en que esta herramienta se evaluó para saber si se lograban las competencias; la investigación e implementación se realizó con un enfoque mixto, más cualitativo, en el que se recabaron experiencias de un grupo muestra para luego interpretarlas, de lo que se obtuvo como resultado que esta herramienta impactó de manera positiva en los participantes, pues se obtuvieron resultados favorables en el uso y aplicación de esta herramienta durante la pandemia y pospandemia.
Palabras clave: estrategia didáctica, competencias, simulador, herramientas tecnológicas.
Introducción
Hoy en día la importancia de considerar los procesos de enseñanza y aprendizaje con tecnologías de la información y la comunicación (tic) es fundamental para la docencia, la investigación y la innovación. Por ello, la importancia de esta investigación es que permitió que el docente investigador detectará que existía un casi nulo desarrollo de las competencias en sus estudiantes, pues la estrategia didáctica era tradicional, y en tiempos de pandemia y pospandemia no motivaba a los estudiantes ni se aproximaba a ellos para darle un significado a los conocimientos adquiridos. Recordemos que durante la pandemia de Covid-19, en donde las clases tenían que realizarse a distancia, el docente investigador tenía que adecuar y orientar una estrategia que pudiera ayudar a resolver la problemática que se había presentado, por ello el docente investigador se planteó la siguiente pregunta de investigación: ¿qué tan eficaz es para el aprendizaje del estudiantado del Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos (CECyTEH), —Plantel Santiago de Anaya en el estado de Hidalgo de nivel medio superior (nms) generación 2019-2021 de la carrera Técnico en Electricidad— el uso de un simulador de control de circuitos eléctricos y electromagnéticos?
Derivado de la pregunta de investigación surgió el objetivo general de este proyecto: analizar la efectividad del uso de un simulador de control de circuitos eléctricos y electromagnéticos para comprobar si los estudiantes desarrollan las competencias profesionales y genéricas de acuerdo con la riems.
Hay que mencionar que generar un entorno didáctico óptimo propicia la mejora en los aprendizajes y los hace significativos en las y los estudiantes, pues es el medio, el contexto y la realidad en la que se desenvuelven, cuyo espacio debe ser importante para el docente como herramienta, ya que ahí se originan los procesos de enseñanza, lo que propicia situaciones de aprendizaje.
El papel del docente es relevante en la selección adecuada de las herramientas tecnológicas con base en el entorno como medio de aprendizaje cuya finalidad es cumplir con los objetivos del programa y lograr alcanzar los procesos y las competencias que se requieren para el estudiante. Hoy en día implementar tic resulta necesario para que nuestros estudiantes se sientan cómodos en su proceso de aprendizaje, el docente investigador quiere comprobar que de alguna manera los estudiantes son “nativos de la era digital” y evidenciar que el implementar simuladores durante el proceso formativo —y más aún en la pandemia que se vivió con el Covid-19— y cómo la implementación de este tipo de herramientas digitales pudo ayudar a propiciar el desarrollo de sus competencias profesionales y/o genéricas.
De acuerdo con lo anterior, el docente investigador decidió implementar en su práctica docente el uso de un simulador de circuitos eléctricos, el cual eligió al software CADeSIMU, después de una búsqueda y de comparar ventajas y desventajas de varios simuladores, para posteriormente verificar si este software propició o no las competencias en sus estudiantes y describir los hallazgos encontrados. Esta investigación tuvo un enfoque mixto, un poco más cualitativo, pues consistió en recolectar datos y sobre todo experiencias mediante entrevistas al grupo muestra que se eligió, para luego interpretar estas experiencias y comentarios.
Al finalizar el análisis de resultados obtenidos el docente verificó que el uso del simulador efectivamente es recomendable, no sólo en las ciencias exactas, sino en diversas áreas del conocimiento y ciencias, pero este proyecto se enfocó en los temas relacionados con el control eléctrico y electromagnético de la carrera Técnico en Electricidad. Se verificó la eficacia y los beneficios de utilizar en una estrategia didáctica el simulador CADeSIMU como herramienta tecnológica de apoyo, demostrando que sí propicia y potencializa el desarrollo de competencias profesionales y genéricas en el grupo muestra de las y los estudiantes del CECyTEH en el nivel de educación media superior. Se describió el impacto que tiene el uso de un simulador de circuitos CADeSIMU y cómo se comprobó mediante observación e interpretación del análisis de experiencias de sus estudiantes, el antes y después del uso del simulador, además de cómo se confirmó el desarrollo de las competencias genéricas y profesionales en este grupo de estudiantes.
En la investigación que se realizó como parte del proyecto de tesis y que fundamenta este capítulo, se tuvo como primer momento la descripción del marco contextual, en donde se mencionaron los problemas que en ese momento se detectaron en el subsistema CECyTE Hidalgo, particularmente en el plantel Santiago de Anaya, así como la importancia de trabajar las tic, independientemente de las dificultades que presentan en ciertos contextos, como en el caso de esta institución que se ubica en una zona rural y que, pese a pertenecer a este contexto, esto no fue impedimento para la implementación de herramientas digitales de apoyo a la educación.
Asimismo, se abordó el marco teórico y de referencia en donde se mencionan las bases teóricas y conceptos relevantes para el desarrollo de esta investigación y referencias que fundamentan la implementación de una estrategia didáctica que contenga alguna herramienta de apoyo tecnológico.
Posteriormente se describió la metodología, es decir, las técnicas o procesos que sirvieron para realizar la investigación, en la cual se argumentó y se detalló cómo se realizó este estudio de manera relatora, las técnicas utilizadas, cómo es que se eligieron a los sujetos de estudio y cómo se diseñó e implementó la estrategia metodológica, para que, así, al final en el estudio, se pudieran interpretar los datos y experiencias para verificar los resultados del uso de este simulador de circuitos en la práctica docente, haciendo énfasis en el diseño de la investigación, la implementación, la recolección de datos y la verificación de éstos, para ello se presentó el análisis y los resultados de los datos obtenidos mediante los instrumentos de recolección de la información y las técnicas de análisis que permitieron interpretarlos con la finalidad de exponerlos y discutirlos.
Finalmente, y a partir del trabajo de tesis mencionado, en este capítulo se exponen las oportunidades y desafíos que vivió el docente en la pasada pandemia de Covid-19, las conclusiones a las que se llegó en este estudio y las recomendaciones finales que podrán seguir los docentes que imparten esta unidad de aprendizaje o unidades similares en una pandemia en donde las estrategias de aprendizaje tenían que realizarse de manera diferente. La utilización de simuladores como herramienta digital fue de gran apoyo al ser implementada por los docentes en su práctica, se comprobó que la implementación de estas herramientas digitales posibilita en las y los estudiantes desarrollar sus competencias, por ello se invita a las y los docentes a llevar a cabo este tipo de actividades en su día a día, pues al ser útil en pandemia, el reto y exhortación es también a que se continúen en la pospandemia.
Desarrollo
Marco contextual
A continuación, se describe la importancia de implementar un simulador como herramienta de apoyo en la práctica docente para propiciar el aprendizaje y que el estudiante se pueda apropiar específicamente de una competencia profesional y del atributo de una competencia genérica.
Por su diversidad y complejidad, la educación media superior en México “[…] obedece a múltiples factores, entre ellos: sus distintos orígenes, sus desiguales intenciones formativas y su heterogénea forma de organización, administración e incluso dependencia institucional” (Lozano, 2015, p. 2).
En el plantel CECyTEH, Santiago de Anaya, en el estado de Hidalgo, se brinda educación media superior, además de preparar a nivel técnico a los estudiantes que cursan ahí su bachillerato en las siguientes carreras: Técnico en Enfermería General, Técnico en Electricidad, Técnico en Producción Industrial y Técnico en Preparación de Alimentos y Bebidas, contando con una matrícula para el año 2021 de 345 estudiantes; dicho plantel se ubica en una zona rural en donde los pobladores se dedican al campo y la ganadería.
Contexto histórico
Para lograr una educación de calidad en el trabajo por competencias es deseable una excelente estrategia didáctica que permita alcanzar en los estudiantes las competencias necesarias para su desarrollo académico y para su vida cotidiana.
Algunos de los elementos a considerar en una estrategia didáctica son: las fases de inicio, desarrollo y cierre, con sus correspondientes actividades para el docente y para el estudiante. El establecimiento de las competencias genéricas y sus atributos, así como las competencias disciplinares y profesionales, las formas y estrategias de evaluación, y sus correspondientes productos. La creación de escenarios de aprendizaje y los materiales didácticos, que facilitarán, dentro del escenario, el aprendizaje. (Torres et al., 2022, p. 132). Del diseño e implementación de una estrategia didáctica depende en gran medida que el estudiante desarrolle de manera eficiente sus competencias, pues con ello se otorgan al estudiante los recursos y facilidades en su proceso formativo. Implementar en la práctica docente herramientas tecnológicas actualmente es un recurso que resulta interesante por los beneficios que pudiera traer.
Las tic juegan un papel relevante hoy y en día son parte de nuestra vida cotidiana. Aun en zonas rurales, los estudiantes deben de contar con las competencias digitales; por llamarlos de un modo, el docente los considera “nativos de la era digital”, pues recordemos que la sociedad se globaliza de forma acelerada y los jóvenes, aun en zonas rurales, tienen acceso inmediato a la información, por ello, es menester para el docente preparar a los estudiantes para distintos escenarios que pudieran tener a lo largo de su vida. De acuerdo a su experiencia y a la observación informal, el profesor investigador considera que los estudiantes de alguna manera muestran interés en desarrollar actividades que estén contextualizadas en un ambiente que involucre tecnología, esto le resulta interesante, por lo que desea comprobarlo.
Es importante que el docente implemente actividades que permitan al estudiante visualizar y tener un panorama de aplicación de los contenidos abordados, no sólo en el pizarrón o en hojas de papel, pues en ello se plasma y sirve, como un eslabón hacia el siguiente paso, la aplicación de estos contenidos (Cruz Pérez et al., 2019, p. 7).
Esto implica que el docente tiene que incluir en su práctica docente estrategias que involucren y hagan participe y activo al estudiante, el uso de simuladores puede ser entonces una herramienta digital que sirva en el estudiante a darle un significado a los contenidos temáticos y sean un medio para que estos estudiantes desarrollen competencias. Tobón (2006) menciona que “[…] las competencias hacen posible que las personas puedan estructurar un proyecto de vida ético, incorporarse a la sociedad de manera positiva”. De lo anterior, el profesor investigador rescata la importancia de que sus estudiantes desarrollen además de competencias profesionales también las competencias genéricas, que son las que impactan más en el sentido social y de desarrollo de proyecto de vida.
Tobón señala que la concepción de competencia va ligado a la gestión de aprendizajes:
Las competencias son un enfoque para la educación y no un modelo pedagógico, pues no pretenden ser una representación ideal de todo el proceso educativo, determinando cómo debe ser el proceso instructivo, el proceso desarrollador, la concepción curricular, la concepción didáctica y el tipo de estrategias didácticas a implementar (Tobón, 2006, p. 5).
Las exigencias actuales son cada vez más grandes, es decir, existe una competitividad cada vez más estricta, por lo anterior, los docentes deben redireccionar las estrategias a favor de los estudiantes, buscar que logren sus competencias y que estas competencias sean perdurables, esto independientemente del contexto en el que los estudiantes se desenvuelven, pues cada vez la sociedad se globaliza más y más.
Hoy en día con las diversas situaciones que se han vivido, como la pandemia derivada del SARS-CoV-2, conocida como Covid-19, resultó importante promover en los estudiantes el uso de herramientas tecnológicas que puedan ser una alternativa para que se resuelvan problemáticas que no son previstas o que son causadas por cualquier contingencia, la tecnología puede ser parte de la solución para que dichas eventualidades no sean un obstáculo, y mediante las tic de alguna manera se siga promoviendo la educación. Tantos docentes como estudiantes tuvieron la necesidad de adentrarse a la alfabetización digital, esto demuestra que es necesario estar a la vanguardia en temas de tecnología y adquirir conocimiento en el uso de herramientas tecnológicas para poder enfrentar los diferentes retos y desafíos, como lo fue la pandemia.
Sociedad del conocimiento y la información
La denominación de la sociedad actual como “Sociedad del Conocimiento” reconoce la importancia cada vez más creciente de la información como fuente para el desarrollo y como parte fundamental de ese proceso (Baró Sánchez et al., 2021, p. 5). Los ambientes virtuales y la implementación de tecnologías de la información van articulados y hoy en día se necesita crear redes y sociedades de información que favorezcan los procesos formativos. Generar y compartir experiencias entre docentes no sólo de la misma institución o subsistema ayuda a analizar y replicar prácticas que pueden favorecer y fortalecer a cada institución, y la sociedad del conocimiento y la información hoy en día se expande más y más, y con la ayuda de las herramientas tecnológicas se rompen barreras de espacio y tiempo (Contreras-Colmenares y Garcés-Díaz, 2019).
El crecimiento exponencial del desarrollo científico y tecnológico ha provocado un vertiginoso incremento en la producción de conocimientos, por lo que poder transmitirlos adquiere mayor ventaja, esto porque en la actualidad ha tomado mucho auge el compartir conocimientos a través de redes sociales y tecnologías de la información (Baró Sánchez et al., 2021, p. 6). Actualmente resulta relevante y una opción que enriquece el intercambio de información entre los estudiantes y los maestros, pues permite el intercambio de información entre diferentes instituciones. De esta forma, las tic se consideran uno de los recursos más transcendentales de la sociedad, por lo que una consecuencia es la explosión exponencial en la transmisión e intercambio de datos, información y conocimientos, accediendo sin tener en cuenta barreras geográficas o limitaciones del tiempo (Pérez et al., 2019, p. 48).
Es por ello por lo que en años recientes la mayoría de los países en el planeta se han propuesto implementar proyectos, políticas y estrategias para promover el uso de las tic y más aún con la pandemia que se vivió, y desde luego se deben aprovechar los beneficios y los aportes que estas ofrecen (Pérez et al., 2019, p. 50). Las tic se han introducido en muchos de los campos, entre ellos el de la enseñanza, por lo que las instituciones deben determinar nuevos roles para implementarla y que permita fortalecer con ella el proceso de enseñanza aprendizaje (intef, 2017, p. 4).
Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS)
Con la reforma se busca que el estudiante aprenda a través de un cambio de actitud, para ello es necesario que los docentes cuenten con una formación y actualización continua que les permita afrontar los nuevos retos y enfoques educativos que se ha planteado la educación media superior de nuestro país, sin embargo, para lograr los objetivos que propone la riems es necesario que este cambio de actitud sea de todos los actores que intervienen en la formación integral del estudiante, como lo son autoridades educativas, director y personal administrativo de la institución, docentes, estudiantes y padres de familia (Razo, 2018, p. 90). De acuerdo con lo anterior, podemos complementar que actualmente la educación está en constante movimiento, los docentes no deben quedar aislados ni dejar a un lado el compromiso con los estudiantes y la educación, los estudiantes deben de obtener las competencias necesarias para integrarse de manera positiva tanto al sector productivo como a su propio entorno y sociedad.
Las competencias digitales docentes permiten romper paradigmas y entender que los tiempos son cambiantes y no debemos enseñar de la misma forma en la que aprendimos, aunque sea para nosotros garantía en el proceso, es esencial para el docente adquirir las habilidades y competencias necesarias para poder realmente generar un cambio significativo en nuestra práctica. La competencia digital docente reúne conocimientos, capacidades, destrezas y habilidades relacionadas con el uso de la tecnología aplicada en los diversos contextos y métodos educativos.
Boyatzis (1982 como se citó en Obaya et al., 2011, p. 67) expresa que una competencia es:
La destreza para demostrar la secuencia de un sistema del comportamiento que funcionalmente está relacionado con el desempeño o con el resultado propuesto para alcanzar una meta, y debe demostrarse en algo observable, algo que una persona dentro del entorno social pueda observar y juzgar.
La competencia digital implica el uso crítico y seguro de las tic, estas son entendidas a manera de un concepto que ha generado diversas líneas de investigación y que a luz de los nuevos avances tecnológicos resulta vasta su aplicación en el ámbito de la tecnología educativa (Levano-Francia et al., 2019, p. 570).
El simulador
Es una herramienta que permite experimentar con un modelo que imita ciertos aspectos reales; como por ejemplo las pinturas y las esculturas del Renacimiento, los modelos a computadora de los procesos cognoscitivos tienen ahora gran significado en las ciencias físicas y su comportamiento (Naylor, 1975, p. 15).
¿Qué es y para qué sirve CADeSIMU?
Se trata de una pequeña herramienta mediante la cual es posible dibujar esquemas electrónicos. Una vez finalizados, basta con pulsar el botón de “Simular” para que, automáticamente, el programa nos diga si funciona o no. También posee elementos que indican dónde están los errores para facilitar el aprendizaje. CADeSIMU va más dirigido hacia la ingeniería, pero el investigador considera que puede ser una herramienta muy útil para que los estudiantes de bachillerato (nivel medio superior en México) comiencen a empaparse de este tipo de simuladores y les sea útil en su formación académica y en el desarrollo de competencias profesionales.
Asimismo, ayuda a situar al estudiante y sumergirlo en un contexto que sea muy similar a una realidad, que el ambiente sea muy parecido a una situación en la cual se puede resolver un problema, es decir, que el estudiante logre mediante herramientas virtuales resolver un problema, en este caso enfocado al control eléctrico y electromagnético, esto quiere decir que sin necesidad de utilizar elementos reales o físicos pueda desarrollar circuitos de control para que al momento de ser ejecutados en una práctica real de un proceso las posibilidades de cometer un error sean mínimas, evitando desperfectos y costos por descompostura, y, claro, posibles accidentes debido a un mal circuito de control. El uso e implementación de circuitos simulados en un proceso educativo en el caso de las materias o unidades de aprendizaje enfocadas a la ingeniería puede ser un método de enseñanza que propicie el desarrollo de competencias profesionales de manera efectiva, logrando entonces que el estudiante potencialice sus habilidades y pueda alcanzar un nivel de concreción de manera profunda. El link del simulador CADeSIMU es: https://cade-simu.com/cade-simu-tutorial/
Metodología
El método de estudio utilizado fue la investigación-acción, la cual buscó indagar tanto los problemas de conocimiento como los de práctica en los estudiantes; lo que se requiere es que el estudiante construya su conocimiento faltante mediante ejercicios prácticos, esto cada vez que el docente investigador plantee e implemente una estrategia didáctica logrando que los estudiantes desarrollarán sus competencias. Para esta investigación se seleccionó una muestra probabilística de 10 estudiantes de los 28 que eran el total del grupo,
Este tipo de investigación-acción nos permitió vincular el estudio de los problemas en un contexto determinado con programas de acción social, logrando de forma simultánea conocimientos y cambios sociales. La imagen de la investigación-acción como metodología válida para mejorar el proceso educativo cuenta con más apoyos dentro de la práctica que en el ámbito académico (Botella et al., 2019, p. 130). Asimismo, se puntualizan y explican los instrumentos de recolección de datos utilizados y las fases en las que se desarrolló la investigación. En este apartado se menciona el enfoque mixto utilizado para esta investigación, la cual consiste en recolectar datos cualitativos y opiniones para la muestra que se obtienen al definir las características de la población y el tamaño de la muestra, esta última puede ser una selección aleatoria o mecánica de las unidades de muestreo/análisis.
El enfoque mixto mezcla datos tanto cualitativos como cuantitativos, esto debido a que los instrumentos que se utilizaron tienen preguntas cerradas que se pueden graficar dado el tipo de respuesta que se da, como son “sí” o “no”, pero también tienen preguntas abiertas en las cuales los estudiantes muestra opinan de manera más descriptiva y sus aportaciones enriquecen el proyecto de investigación, a estas opiniones se les realizó una interpretación que se plasmó en tablas, para posteriormente poder hacer un análisis y llegar a las conclusiones que argumentan y sustentan la relevancia de este proyecto.
Antes de que iniciara de manera formal la pandemia se implementó una entrevista (pre-test), lo que permitió tener un diagnóstico previo para la investigación y para ello el docente seleccionó a un grupo de cuarto semestre del componente técnico en electricidad, debido a que el docente tenía más horas frente a dicho grupo. Se pidieron los permisos necesarios y se siguieron los protocolos pertinentes para poder utilizar el laboratorio de computación del plantel del CECyTEH Santiago de Anaya al menos una ocasión durante la implementación de esta estrategia, pues era necesario.
El pre-test estuvo formado por ocho preguntas abiertas y dos cerradas, en éstas la finalidad era indagar qué tanto conocían la herramienta del simulador, para esto se reunieron opiniones cualitativas con el objeto de que se pudieran graficar, pero sobre todo preguntas con las cuales es posible rescatarlas a detalle y se pueden agrupar e interpretar por su intención o relevancia; los resultados obtenidos permitieron generar un segundo instrumento (post-test) que consistió en un cuestionario de 10 preguntas cerradas y abiertas que nos permitió también recolectar datos y experiencias de los estudiantes, toda vez que el docente implementó en su estrategia didáctica el uso del simulador CADeSIMU, con el objetivo de propiciar las competencias profesionales y genéricas que marca el plan de estudios.
Luego de llevar a cabo la recolección de los resultados obtenidos se continuó con el estudio analizando e interpretando las experiencias recabadas del cuestionario, con el que se pretendió recoger los discursos completos de los participantes para luego proceder a su interpretación, es decir, qué experiencias o comentarios tuvieron las y los estudiantes después de haber utilizado el simulador CADeSIMU, así como el impacto de dicha implementación por parte de su docente y la influencia que consideraron pudo haber tenido para el desarrollo de competencias en los propios participantes.
Análisis y resultados
Durante el diagnóstico el docente realizó mediante plenaria un diálogo-discusión durante el cual se hicieron notorios comentarios por parte de las y los estudiantes, en los cuales se argumentaba que hasta el momento y de continuar sólo con enseñanza de conceptos, es decir, de manera teórica y desarrollando circuitos en el pizarrón (digital), presentaciones digitales con diapositivas y realizando apuntes en la libreta no les estaba quedaba claro si el circuito de control funcionaba y querían comprobarlo. Esta situación la plasmó el profesor investigador en una pequeña bitácora no formal (cuaderno de notas) de trabajo que lleva en su práctica docente. En la parte del diagnóstico el docente determinó también acompañar la bitácora de un cuestionario de conocimientos, consciente y convencido de que realizar cuestionarios de conocimientos para evaluar al estudiante puede dar un parámetro que muestra el dominio de conceptos teóricos. “Como ya se mencionó, los exámenes constituidos por reactivos de opción múltiple han sido y son los instrumentos más frecuentemente utilizados a lo largo de la educación” (Rodríguez, 2008, p.5). Cuando el docente investigador calificó y analizó los resultados de sus estudiantes, estos resultados desafortunadamente no fueron favorables. En la gráfica 9.1 se muestra el índice de aprobación de examen de conocimientos antes de utilizar el simulador CADeSIMU.
Posterior a ello, el docente implemento un pre-test tipo entrevista y al recabar los datos obtenidos en el pre-test se obtuvo que 60% de los entrevistados no tenía idea de lo que era un simulador, mientras que 40% dijo sí saber. Por esta razón se observa que la mayoría de las y los estudiantes no conoce ni ha utilizado simuladores. Esto definitivamente fue un dato interesante y un reto para el docente, pues ahora tenía como tarea involucrar a sus estudiantes en el “mundo de la simulación.”
Gráfica 9.1. Qué tanto conocen los y las estudiantes la herramienta del simulador
Otro dato similar se pudo observar respecto a que la mayoría de las y los estudiantes no tienen claro el concepto de simulador en el ámbito académico, pues, de los participantes entrevistados, se obtuvo que 30% mencionaron a los videojuegos como simuladores, esto se puede interpretar como algo que se puede utilizar favorablemente, ya que de alguna manera se confirma que no son ajenos a las tecnologías digitales y 10% consideró a la plataforma de Classroom de Google como simulador, por ello, en plenaria el docente tuvo que aclarar el concepto de simulador en el ámbito académico. Se identificó la disponibilidad de la mayoría de las y los estudiantes para comenzar a utilizar un simulador de circuitos durante su proceso formativo (90%). Esta afirmación resulta bastante favorable para el estudio.
Una vez que el docente analizó esta muestra, es decir, las respuestas de los estudiantes al pre-test en donde se logró identificar cuál sería la mejor forma de implementar una estrategia didáctica que incluyera el uso de un simulador de circuitos de control eléctrico y electromagnético, para solventar de la mejor manera y solucionar parte del problema encontrado, o al menos intentarlo.
Se eligió un software que no tuviera que comprar licencia y así facilitarlo a sus estudiantes, por lo cual se utilizó CADeSIMU, pues es un software libre, es ejecutable, no requiere de computadoras con procesadores veloces ni tarjeta de gráficos, a diferencia de algunos otros softwares similares más robustos.
El docente decidió retomar el tema y aplicar una estrategia que lograra propiciar el desarrollo de la competencia profesional, pero esta vez incluyó el uso de un simulador; lo primero que hizo el docente fue exponer en clase el concepto de simulador y sus ventajas al implementarlo en diversas áreas y no sólo en la ingeniería eléctrica. Más adelante expuso nuevamente las principales partes de un circuito de diagrama de control y fuerza, pero ahora implementó dos ejercicios como ejemplos; como ejercicio 1, un diagrama de arranque de un motor monofásico; como ejercicio 2, un diagrama de arranque de un motor trifásico utilizando como apoyo el simulador CADeSIMU en una clase de demostración; se realizó el mismo ejemplo que había elaborado de manera teórica anteriormente, pero ahora desarrollado paso a paso y utilizando el simulador, y se exhortó al estudiante a seguir las instrucciones que el docente facilitador le daba para que el o la estudiante pudiera desarrollar los ejercicios propuestos, además de verificar su funcionamiento mediante la simulación del proceso en el software CADeSIMU.
A continuación, se muestra en la figura 9.1 un ejemplo de los ejercicios propuestos por el docente para que los estudiantes lo ejecutaran en su equipo de cómputo.
Figura 9.1. Ejemplo que propuso el docente para que los estudiantes realizaran en las computadoras del laboratorio del CECyTEH Plantel Santiago de Anaya
Luego de ejemplificar, se propuso a los estudiantes como ejercicio 3 desarrollar e implementar un circuito que tiene como objetivo el cambio de sentido de giro en un motor trifásico. En ese inter llegó la pandemia, por lo que posterior a ello se realizaron un par de prácticas más vía remota, las prácticas complementan lo visto en sesión y los siguientes temas, que son cambio de giro de un motor, arranque de motores utilizando contactores, relevadores y temporizadores, por mencionar algunos; una de las prácticas propuestas fue puesta en marcha de motor trifásico, pero ahora con contadores y temporizadores, simulando que es un proceso que se puede aplicar en una banda transportadora. En la figura 9.2 se mostró un ejercicio en el que los estudiantes implementaron una lámpara que señalaba cuando el motor estaba en movimiento.
Figura 9.2. Ejercicio realizado por un estudiante en las computadoras del laboratorio del CECyTEH Plantel Santiago de Anaya
Estos ejercicios también fueron elaborados a distancia durante la pandemia y pospandemia mediante el simulador CADeSIMU. En la figura 9.3 se muestra una imagen que envió un estudiante como evidencia de que había desarrollado dicho ejercicio desde su computadora.
En la figura 9.4 se muestra una imagen que envió un estudiante como evidencia de que había desarrollado un ejercicio de control de motores implementando el simulador CADeSIMU, dicho ejercicio lo realizó desde la computadora de casa.
Lo anterior, evidencia cómo el simulador sirvió para romper barreras físicas y de espacio y tiempo, pues los estudiantes comenzaron a desarrollarse de manera autogestiva —claro, guiados por su docente— así las y los estudiantes desarrollar las competencias que el docente planteo en el objetivo de su estrategia didáctica y el simulador CADeSIMU le fue de gran ayuda, tanto al docente como al estudiante.
Figura 9.3. Ejercicio realizado por un estudiante utilizando el simulador CADeSIMU
Figura 9.4. Foto enviada por el estudiante al docente como evidencia del desarrollo del ejercicio que el estudiante realizó con el simulador
Oportunidades y desafíos
Es importante recalcar que aún estaba vigente la pandemia de COVID-19, por lo que estas prácticas sirvieron para reforzar temas y que los estudiantes siguieran practicando a distancia mediante el uso del simulador.
El docente facilitador dio acompañamiento, se disiparon las dudas, procuró atender las áreas de oportunidad que se presentaron, por ejemplo, simbología eléctrica que aún no conocían los estudiantes, malas conexiones, confusión entre elementos de control, etc. Mediante el diálogo se realizó una retroalimentación en sesión grupal y plenaria, todo esto se llevó a cabo a distancia. Por último, se invitó al estudiante a realizar una evaluación sumativa de conocimiento, pues el docente buscaba comparar y ver el avance que pudieron presentar sus estudiantes, los conceptos evaluados fueron elementos y simbología de control de motores eléctricos, conceptos básicos de teóricos de control de motores y procesos electromagnéticos, esto para analizar si se cumplió o no con el objetivo de aprendizaje y así medir su progreso.
En la gráfica 9.2 se muestra el índice de aprobación de examen de conocimientos antes de utilizar el simulador CADeSIMU.
Gráfica 9.2. Resultados de índice de aprobación de estudiantes al realizar el examen tipo cuestionario, en esta gráfica se evidencia la totalidad de los estudiantes participantes que lograron aprobar dicho cuestionario después de haber utilizado el simulador CADeSIMU
Durante el análisis de resultados del post-test aplicado a las y los estudiantes participantes, casi en su totalidad las respuestas de los participantes fueron “sí”, esto es muy favorable para el estudio de esta investigación, pues se infiere que de manera general el simulador impactó de manera positiva en los participantes, ya que consideraron que efectivamente contribuyó a la mejor adquisición del contenido temático y les ayudó a entender de mejor manera los temas relacionados a las conexiones y pruebas de funcionamiento de un circuito de control eléctrico y/o electromagnético, esto se vio reflejado directamente en el desempeño del estudiante y en las calificaciones que obtuvo en el cuestionario de conocimientos que se aplicó después de haber utilizado el simulador y que contrasta de manera positiva con el cuestionario que se había aplicado en la etapa de diagnóstico, pues si bien no se obtuvieron en su totalidad calificaciones altas, sí se obtuvieron en su totalidad calificaciones aprobatorias.
Los instrumentos empleados y su interpretación evidenciaron que hubo un avance significativo respecto a las calificaciones del grupo muestra, pero además de eso se hacen evidentes aspectos relevantes, uno de ellos, y que podemos inferir respecto a la estrategia didáctica, es que funcionó y fue eficaz, y de ahí se desprende el otro aspecto a resaltar: el simulador propició las competencias en los estudiantes.
Podemos concluir que durante la pandemia causada por el SARS-CoV-2 (Covid-19), este tipo de herramientas tuvo sus ventajas y desventajas, pues no todos estábamos capacitados para utilizar e implementar herramientas digitales en la educación de los diversos niveles, pese a eso, la implementación de plataformas digitales y simuladores propiciaron y resolvieron de alguna forma la falta de prácticas, ya que no era posible asistir de manera presencial, esto no fue tarea fácil, pero fue un gran reto, pues la mayoría de la población no contaba con los recursos óptimos digitales y menos en zonas rurales, sin embargo, se trabajó de manera ardua pese a estas limitantes. Aun en pospandemia los estudiantes y docentes deben favorecer el uso de este tipo de herramientas digitales como algo permanente en su proceso de enseñanza y aprendizaje.
Conclusiones
La estrategia didáctica que implementó el profesor investigador fue efectiva y pertinente para el contexto en el que la llevó a cabo, pues cumplió con el objetivo, por tanto, el hecho de implementar el simulador CADeSIMU logró que el estudiante se interesara más en la clase, obtuvo una mejor interacción con los estudiantes de la carrera de Técnico en Electricidad, en el caso específico de la asignatura Mantiene en operación circuitos de control eléctrico y electromagnético los estudiantes mejoraron sus calificaciones, pero no sólo eso, pues además de ello, lo más importante fue que los estudiantes lograron desarrollar competencias tanto profesionales como genéricas. Se probó también que las y los estudiantes cuando interactuaron con el simulador encontraron y descubrieron que pueden simular y verificar procesos de control eléctrico y electromagnético, y que durante el desarrollo de estos procesos están aprendiendo de sus errores, hasta que estos funcionen correctamente, es decir, de ser necesario corregirán el diseño y construcción de dichos circuitos de control tantas veces como sea necesario hasta que funcione sin poner en riesgo la integridad física de las y los estudiantes ni de los equipos físicos y accesorios, esto a diferencia de usar materiales y accesorios reales, que en algunas ocasiones si no se conectan de manera adecuada podrían causar daños al estudiante si se equivoca, además al verificar el funcionamiento mediante simulación como etapa previa antes de conectar accesorios reales, se vuelve menos probable o recurrente causar pérdidas económicas a la institución por descompostura y daños en accesorios de control, pues si el estudiante simula y verifica su circuito antes de realizarlo de manera física, va garantizado que al implementarlo en la realidad tenga un correcto funcionamiento.
Es importante mencionar que una vez que el simulador ya fue implementado en la práctica educativa, debe de ser complementado para la evaluación del desempeño del estudiante con instrumentos de evaluación, los cuales debe de aplicar el docente, por ejemplo, al realizar el estudiante un ejercicio en donde resuelva algún problema o situación específica, el docente debe de ir observando y mediante una guía de observación debe evaluar el desempeño mostrado por el estudiante, además de dar una retroalimentación o disipar dudas al estudiante en caso de ser necesario. Simular un proceso posibilita y propicia que el estudiante pueda contextualizar y apropiarse del conocimiento, promueve el desarrollo y logra sus competencias y habilidades. Este tipo de herramientas ayudaron a solucionar la problemática que se presentó durante la pandemia y la pospandemia, pero es interesante y cabe resaltar que su uso e implantación no se limita solamente a contingencias, puesto que al verificar su efectividad en propiciar competencias, este tipo de herramientas deben de ser utilizadas de manera constante como apoyo al proceso formativo de las y los estudiantes.
La investigación que se presentó y que da una breve reseña de lo que se trabajó en la tesis, aporta y demuestra que, aun en contextos rurales, teniendo los requerimientos mínimos indispensables, y que ante cualquier situación inesperada, como lo fue la pandemia, se pueden implementar herramientas tecnológicas como los simuladores, y de manera implícita se demuestra que las tic realmente rompen barreras, promueven y benefician a la sociedad de la información.
Recomendaciones finales
Se invita al docente a estar abierto y comprometido a tener una capacitación y actualización constante; el docente tiene como tarea el adentrarse a las tecnologías digitales, no debe ser ajeno ni presentar resistencia al cambio ni mucho menos al desarrollo de sus competencias digitales docentes; es deseable que el docente sea un agente facilitador del proceso formativo para sus estudiantes. Existen diversas herramientas digitales para apoyar la práctica docente y el docente tiene la autonomía de elegir cuál se apega o cuál puede funcionar para su propósito específico. Muchos factores influyen en el desempeño y andamiaje del proceso de enseñanza aprendizaje, lo importante es aplicar estrategias, pero sobre todo acciones que nos permitan promover el pensamiento crítico y reflexivo en nuestros estudiantes para promover el autoaprendizaje, la autogestión, propiciar que el aprendizaje sea significativo y que los y las estudiantes desarrollen las competencias que le serán útiles a lo largo de su vida.
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