Una propuesta de laboratorio remoto para circuitos eléctricos

Abstract

En este trabajo se expone el diseño de una plataforma de experimentación remota, con didácticas activas, como apoyo en la enseñanza de circuitos eléctricos de corriente directa (DC), bajo el marco CDIO (Concepción, Diseño, Implementación, Operación) para el programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Quindío. Los laboratorios de experimentación han tenido un rol central en la formación de los ingenieros y tecnólogos, siendo las prácticas de laboratorio un recurso fundamental para la modalidad educativa presencial. En todo caso, los laboratorios virtuales/simulados y los de experimentación remota continúan teniendo un papel importante, estableciendo canales alternativos y complementarios para el entrenamiento y desarrollo de habilidades. Además, los laboratorios remotos tienen la ventaja de permitir acceso a sistemas reales sin la necesidad de presencia física y con una mayor flexibilidad de horarios. En ese sentido, las didácticas activas permiten al estudiante ser protagonista de su propio aprendizaje como lo sugieren las tendencias de educación del siglo XXI. En este sentido, la evolución de las TIC ha sido un factor determinante en la expansión de la cobertura educativa, debido a la adaptación de ambientes de enseñanza semipresencial que integran estos recursos tecnológicos, cobrando gran importancia con los retos impuestos como consecuencia de la pandemia por COVID-19. La vinculación de laboratorios remotos a las didácticas activas, permitirán un aprendizaje con flexibilidad para el acceso a los laboratorios. Por otro lado, los circuitos eléctricos hacen referencia a componentes que son interconectados y por los cuales circula corriente eléctrica; el conocimiento y experimentación en este tipo de circuitos son esenciales en programas afines a la ingeniería eléctrica y electrónica, siendo los circuitos eléctricos de DC la base para la construcción de los conocimientos disciplinares. Por su importancia, cobra relevancia la incorporación de didácticas activas durante la enseñanza de estos temas y la flexibilidad del acceso a laboratorios remotos. La iniciativa CDIO promueve el establecimiento de unos modelos y lineamientos, con base en 12 estándares, para la educación en ingeniería en todo el mundo, y surge del distanciamiento entre las competencias de los ingenieros y las demandas en la práctica de la ingeniería en contexto. Entre las más de 120 instituciones alrededor del mundo que han adoptado esta iniciativa, está la Universidad del Quindío; en particular, el programa de Ingeniería Electrónica es el primero en implementarla en esta Institución. Finalmente, en el trabajo se exponen seis circuitos eléctricos diseñados para ser manipulados tanto de forma presencial como de forma remota, conservando la similitud entre la manipulación física y la remota, en los cuales se vincula aprendizaje activo enmarcado en la iniciativa CDIO. El primer laboratorio trata sobre las leyes de Kirchhoff, el segundo sobre divisores de corriente y voltaje, el tercero trata sobre mallas, nodos y resistencias equivalentes, el cuarto sobre principios de linealidad y superposición, el quinto sobre el teorema de Thevenin y la máxima transferencia de potencia, y el sexto sobre Amplificadores operacionales en configuración inversor.