INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Juan David Hincapié Zea

8 horas

CODIGO CIE

6-21-6

Juan Carlos Echeverri Roncancio

Estudiante

3 Horas

Esteban Martinez Galvis

Estudiante

3 Horas

Alejandro Bañol Escobar

Estudiante

3 Horas

Andrés Escobar Mejía

Coinvestigador

3 Horas

Andrés Felipe Calvo Salcedo

Coinvestigador

4 Horas

Jerónimo Jaramillo Bejarano

Estudiante

3 Horas

Juan Esteban Duque Fernandez De Soto

Estudiante

3 Horas

Yurley Tatiana Tovar Martínez

Estudiante

8 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2020. Decimocuarta Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Desarrollo Experimental

OBJETIVO(S)

Diseñar e implementar un laboratorio remoto para la enseñanza de electrónica utilizando herramientas de realidad aumentada y evaluación adaptativa.

RESUMEN

La enseñanza práctica es fundamental en los escenarios modernos, más aún, cuando se habla de áreas como las ciencias tecnológicas, la investigación y la innovación. Esta herramienta pedagógica permite la experimentación y el descubrimiento como complemento de la formación teórica, además de que permite a los estudiantes poner en práctica el método científico. Pasar por esta experiencia permite desarrollar un aprendizaje significativo. Actualmente las instituciones educativas de Colombia presentan limitaciones en la infraestructura física y dificultades en la asignación de recursos económicos. Lo anterior dificulta lograr una enseñanza de calidad, más aún, cuando el Ministerio de Educación acaba de reglamentar por medio del decreto 1330 de 2019, una formación por resultados de aprendizaje (RA), donde el componente práctico es un indicador fundamental de la calidad. Por otro lado, la actual pandemia ha golpeado fuertemente las universidades de Colombia, debido a la decisión de cierre y trabajo a distancia. Esto ha dificultado el uso de los laboratorios impactando enormemente el ejercicio académico e investigativo de las instituciones. La problemática anterior, faculta a los laboratorios remotos como adecuada solución, donde se aprovecha el uso de las TIC y la accesibilidad a través de internet. En la actualidad se pueden encontrar todo tipo de laboratorios remotos con prácticas en diferentes áreas del conocimiento como la física, química, electrónica, entre otros. Sin embargo, su implementación requiere de un alto costo económico y su estrategia pedagógica no es adecuada, debido que se enfoca en ejecución de contenidos académicos y no en la consecución del resultado de aprendizaje, alejándose de los métodos de enseñanza moderna y recomendados por el Ministerio de educación. En este proyecto, se propone la construcción de un laboratorio remoto de bajo costo para la enseñanza de electrónica. Este se compone de módulos de electrónica analógica y digital con una interfaz de realidad aumentada, que le permite al usuario sentir el ambiente de un laboratorio real. Este proyecto además incluye, un sistema de aprendizaje de máquina que permite estimar el avance del estudiante y determina si ha cumplido el RA, en caso negativo, agrega contenido extra para reforzar su proceso pedagógico. Lo anterior permite resolver una de las actuales problemáticas de las instituciones de educación y así evitar que una próxima dificultad de acceso a la institución, se desaproveche su infraestructura práctica.

SÍNTESIS DEL PROYECTO

En este trabajo se presenta una metodología innovadora para el diseño y validación de un laboratorio de electrónica digital con inmersión 3D. El objetivo principal es proporcionar a los estudiantes una experiencia práctica y realista en el campo de la electrónica, utilizando dispositivos electrónicos reales controlados y configurados a través de un entorno virtual 3D diseñado en Unity. La implementación de esta metodología permite a los estudiantes realizar prácticas educativas en un entorno virtual que simula de manera precisa los componentes y circuitos electrónicos. Esto brinda la oportunidad de experimentar y aprender sobre los conceptos y principios de la electrónica de una manera interactiva y atractiva. El caso de estudio presentado en este trabajo muestra cómo se aplica y evalúa la metodología utilizando diferentes circuitos lógicos. Los resultados obtenidos demuestran la facilidad de diseño y creación de estos sistemas, así como el potencial para el desarrollo de tecnología destinada a operar en entornos virtuales, pero con un comportamiento realista. Por otro lado, este trabajo también aborda el tema de la evaluación en el ámbito educativo. Se destaca la importancia de esta etapa para determinar las habilidades adquiridas por los estudiantes durante su proceso de aprendizaje. Aunque existen estudios que buscan automatizar este proceso, son pocos los que consideran la generación de alertas tempranas basadas en competencias específicas. En este sentido, se presenta un sistema de alertas basado en redes LSTM (Long Short-Term Memory) que evalúa el conocimiento de los estudiantes en relación con unidades temáticas de una competencia de electrónica analógica. Esta metodología ha demostrado una eficiencia mayor al 80% al identificar las deficiencias de los alumnos. Además, el sistema es capaz de predecir las respuestas de preguntas de mayor dificultad a partir de las entregadas en etapas anteriores, con una precisión superior al 90%. Cabe destacar que la base de datos utilizada para este estudio fue desarrollada exclusivamente con fines de investigación y se ha puesto a disposición de la comunidad científica, lo que contribuye al avance y la colaboración en el campo de la evaluación educativa.

ESTADO

Concluye Satisfactoriamente

FECHA DE INICIO

03/02/2021

FECHA DE FINALIZACION

03/01/2023

FECHA DE FIN(PRÓRROGA)

03/07/2023

PRODUCTOS

Diseño e implementación de laboratorio ciber-físico con inmersión 3D para la enseñanza de electrónica digital

Circulación de conocimiento especializado

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN ENTORNO DE REALIDAD VIRTUAL PARA EL MANEJO DE UN SISTEMA CÍBER-FÍSICO APLICADO A LA ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL

Proyecto de grado

Diseño e implementación de un sistema de evaluación adaptativa basada en modelos de aprendizaje automático para una competencia de electrónica analógica

Proyecto de grado

LAB-LOGIC

Productos tecnológicos certificados y validados

Metodología para la generación de alertas tempranas en la evaluación de competencias de electrónica analógica utilizando modelos de aprendizaje automático.

Artículo en revista indexada

URL

Tutorial para el uso de Unity en el diseño e implementación de interfaces en realidad virtual.

Producciones de Contenido digital

URL

Video presentación LABLOGIC

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