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CD MULTIMEDIA BILINGÜE PARA LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LOS
CIRCUITOS LÓGICOS
Nancy Blanco Méndez, Joel Carlos Blanco, Instituto Superior Politécnico “José A. Echeverría”
– ISPJAE, Departamento de Automática y Computación, Ciudad de la Habana, Cuba,
[email protected], [email protected].
RESUMEN
En el presente trabajo se describe la metodología seguida en el diseño e implementación de un
disco compacto (CD) multimedia para el aprendizaje de los Circuitos Lógicos en dos idiomas,
Español y Portugués. El sistema se ha desarrollado en forma de un conjunto de siete libros
electrónicos hipermedia soportado sobre un CD ROM. Éstos son: Introducción a los Circuitos
Lógicos, Álgebra de Conmutación, Mapas de Karnaugh, Compuertas Lógicas, Circuitos
Combinacionales, Circuitos Secuenciales y Diseño Lógico con Circuitos Integrados. Los libros
han sido utilizados en la enseñanza de diferentes programas de las carreras del perfil de Ingeniería
Eléctrica, Electrónica, Informática o de Computación en varias universidades de cuatro países
diferentes, Cuba, Colombia, Venezuela y Brasil.
Palabras claves: Informática Educativa, Software Educativo, Enseñanza asistida por
Computadora, Sistema Multimedia, Libro Electrónico.
1 INTRODUCCIÓN
Este trabajo forma parte de un proyecto de investigación, del departamento de Automática y
Computación del ISPJAE, con el objetivo de introducir las nuevas tecnologías de la información
y las comunicaciones en la enseñanza de la disciplina Computación en las carreras del perfil
electrónico e informático. El objeto de estudio de esta disciplina se desarrolla a un ritmo tan
acelerado que es necesario la búsqueda de novedosos métodos que le permitan al estudiante, por
una parte, obtener una base sólida de conocimientos esenciales sobre la materia sin tener que
estar ante el profesor un número grande de horas en clases tradicionales, y por otra, que le
posibiliten al profesor la actualización constante de los conocimientos transmitidos optimizando
el número de horas presénciales del estudiante. Esto sólo es posible con el uso de sistemas
asistidos por computadora que utilicen los nuevos avances tecnológicos de la informática.
El objetivo general de este proyecto (1) es la aplicación de tecnologías de avanzada, tales como
los sistemas de autor y los sistemas multimedia en el proceso de enseñanza aprendizaje, que le
permitan al estudiante una rápida asimilación de los conceptos básicos de la Electrónica Digital,
los Microprocesadores y la Arquitectura de Computadoras, así como la mejor apropiación de los
métodos de razonamiento y aplicación de conceptos a la solución de problemas. El objetivo
específico de este trabajo es el diseño, producción y aplicación en la enseñanza de un sistema de
libros electrónicos multimedia para el aprendizaje de los Circuitos Lógicos.
2 METODOLOGÍA SEGUIDA EN EL DISEÑO DEL SISTEMA
El diseño persigue el objetivo de lograr un sistema lo más flexible y versátil posible para permitir
utilizar los libros tanto por el profesor para dar sus clases en aulas especializadas, como facilitar
al alumno su estudio independiente, ya que permite el estudio autodidacto. Por lo anterior se
puede decir que los libros están elaborados para permitir una enseñanza semi presencial. Para
poder obtener al máximo las ventajas que posibilitan los avances de la informática en la
presentación de un libro electrónico, se siguió un formato de hipermedia que facilita la
navegación por las páginas del mismo.
Partiendo de los objetivos, contenidos y métodos de exposición utilizando la enseñanza
problémica, característicos de la disciplina a enseñar, Circuitos Lógicos, éstos se conjugaron con
los avances informáticos que permiten tomar ventajas de la potencia que los gráficos y
animaciones, así como las ventanas de textos bien utilizadas pueden tener en una más rápida
asimilación en el conocimiento de la materia objeto de estudio.
En particular se quiere resaltar algunos aspectos didácticos e informáticos, por su incidencia
directa en el diseño de un libro electrónico. Estos son:

La división del libro en temas que posean una estructura o similar presentación. Esto puede
llevar a la realización de una colección de libros en vez de un libro con muchos capítulos,
cuando la temática objeto de estudio es muy amplia, como en este caso.

La descomposición de cada tema en sub temas de fácil desarrollo para su presentación y
estudio.

La organización del contenido de cada uno de los temas en las diferentes páginas del libro.

La definición de la interconexión requerida entre los diferentes módulos (temas y sub temas)
para permitir la navegación a través del libro para optimizar su estudio en forma de
hipermedia.

La concepción o construcción del prototipo o guión en papel, teniendo en cuenta los aspectos
didácticos, de la disciplina a enseñar, antes de realizar programación alguna.

La identificación de los recursos necesarios: figuras, fotos, animaciones, sonido, vídeo, entre
otros, de acuerdo a las características propias de la materia objeto de estudio.

Permitir la depuración, actualización y cambios al libro por el autor, permitiendo inclusive
mayores potencialidades desde el punto de vista informático y un mayor alcance pedagógico,
en un futuro.

Seguir el ciclo tradicional del diseño de software: análisis, diseño, codificación, pruebas y
mantenimiento.
A continuación se presenta un resumen de los pasos dados en el diseño y producción de estos
libros electrónicos:
1. El diseño del prototipo o guión interactivo.
2. El diseño o creación de las páginas, edición de textos, creación de botones para la navegación
y otros objetos simples.
3. El trabajo gráfico. Incluye el dibujo de los gráficos, diagramas, tablas, inserción de fotos y
otros objetos más complejos.
4. La determinación de los enlaces de las páginas. Este paso consiste en la conversión del libro
en una hipermedia con la creación de las conexiones correspondientes, creación de palabras
calientes, despliegues de visores, cajas de diálogo o mensajes, posibilidad de ampliación de
figuras y la conexión entre las diferentes páginas del libro.
5. La realización de las animaciones.
6. Depuración y pruebas.
7. Obtención del software de instalación y su grabación en el CD ROM.
Los dos primeros pasos del diseño fueron vitales para el desarrollo ulterior del libro, en estos se
escogió un diseño donde se simplifica la información a presentar en cada página, lo que implica
utilizar una menor cantidad de textos y explicaciones que un libro de texto tradicional. El uso
adecuado y combinado con los textos de las figuras, tablas, circuitos y otras animaciones ha
permitido la reducción y optimización de explicaciones con textos y lleva a una mejor
comprensión de la materia tratada, con el uso de los efectos visuales empleados.
En el diseño de las páginas de contenido de los diferentes capítulos se ha seguido la técnica de la
codificación dual de la información, o sea, presentar la pantalla dividida en dos paneles o
cuadros, uno de texto para las explicaciones y otro gráfico para dibujos, tablas, circuitos, fotos,
etc. Esta forma de presentación da como resultado un efecto aditivo que proporciona la mejor
retención de los conocimientos.
3 RESULTADOS OBTENIDOS EN LA IMPLEMENTACIÓN DEL CD MULTIMEDIA
PARA EL APRENDIZAJE DE LOS CIRCUITOS LÓGICOS
El equipamiento mínimo necesario para utilizar este software educativo es el siguiente:
Computadora personal IBM o compatible (486 o superior), con 8 Megabytes de RAM y 25
Megabytes disponibles de disco duro. Monitor SVGA (Resolución 640x480, 16 bits). Mouse o
ratón. Torre de CD ROM. Sistema operativo Windows 95 o superior.
Para instalar estos libros en una computadora se suministra un CD ROM (figura 1). Se inserta el
CD y se ejecuta el SETUP.EXE. Inmediatamente se pasa a ejecutar el programa de instalación el
cual irá guiando al usuario de forma fácil con las instrucciones que aparecen en la pantalla, para
que el conjunto de libros en el idioma deseado quede instalado en la carpeta que el usuario
decida. Una vez realizado el proceso de instalación, ya no es necesario utilizar el CD y el alumno
puede leer cada uno de los libros de forma independiente.
Figura 1. Disco compacto (CD) “Circuitos Lógicos”.
Este conjunto de libros tiene como objetivo presentar un curso básico de Circuitos Lógicos para
utilizar como texto en la enseñanza universitaria. Consiste en los siete libros electrónicos, cuyos
títulos aparecen en Español y en Portugués a continuación:

Introducción a los Circuitos Lógicos (Introdução aos Circuitos Lógicos)

Algebra de Conmutación (Álgebra de Comutação)

Mapas de Karnaugh (Mapas de Karnaugh)

Compuertas Lógicas (Portas Lógicas)

Circuitos Combinacionales (Circuitos Combinacionais)

Circuitos Secuenciales Sincrónicos (Circuitos Seqüenciais Síncronos)

Diseño Lógico con Circuitos Integrados (Desenho Lógico com Circuitos Integrados)
El primer libro es la presentación o introducción al estudio de la colección, donde se presenta de
forma resumida el contenido de cada libro. En la figura 2 se muestra la presentación en la pantalla
de este libro y en la figura 3 el índice general de la colección donde se muestra su contenido.
Figura 2. Presentación de la colección de libros “Circuitos Lógicos”
Figura 3. Índice general de “Circuitos Lógicos”
Todos los libros presentan un índice donde el alumno puede seleccionar, haciendo uso del
Mouse, el tema deseado. El índice comienza para todos los libros con la Introducción y termina
con las Conclusiones y los Ejercicios Resueltos, lo que puede verse para uno de los libros en
portugués, en la figura 4.
Figura 4. Índice del libro “Portas Lógicas”
En la Introducción se exponen los objetivos y los pre-requisitos, así como se explica cómo se
puede navegar a través de las páginas del libro, para lo cual el alumno dispone de una serie de
botones: Avance, Retroceso, Índice, Resolver, Ampliar, Repetir y Cerrar, véase la figura 5.
Figura 5. Primera página de la Introducción de “Circuitos Combinacionales”
De esta manera el sistema obtenido en forma de hipertexto ofrece un entorno interactivo, que
puede ser explorado por el alumno, con el fin de buscar y seleccionar el tema deseado, navegando
a través de las páginas del libro. Se ha escogido un diseño de página para el contenido de los
diferentes capítulos donde se presenta la pantalla dividida en dos cuadros, uno para texto a la
izquierda y otro gráfico a la derecha. El cuadro blanco de la derecha representa la pizarra, donde
se dibujan los circuitos, tablas, mapas y la solución de los ejemplos y ejercicios. Con este diseño
se ha seguido la técnica de la codificación dual ya mencionada.
En el diseño de los libros se ha puesto especial énfasis en el trabajo gráfico dirigido a que el
alumno vaya captando mejor los métodos estudiados. El alumno verá aparecer en la pantalla, a
través de pausas, la realización de los ejemplos, de acuerdo a la metodología propuesta. En la
mayoría de las pantallas el alumno dispone del botón Resolver, el que permite ver cómo es la
solución del ejemplo o ejercicio, paso a paso. El estudiante también tiene la posibilidad de
disponer de una explicación breve de los pre-requisitos. Cada vez que aparece por vez primera
alguno de estos conceptos se puede, con el uso del Mouse, acceder a dicha explicación.
En las Conclusiones se resume y se enfatiza en los aspectos más importantes del contenido. Se
presentan finalmente en cada libro una colección de Ejercicios Resueltos donde se aplican las
metodologías estudiadas a varios ejercicios, paso a paso, con el uso del botón Resolver.
4 APLICACIÓN DE LOS LIBROS ELECTRÓNICOS DE CIRCUITOS LÓGICOS EN
LA ENSEÑANZA UNIVERSITARIA
Estos libros se han utilizado de forma parcial o completa en diferentes formas de enseñanza en
varias carreras universitarias del perfil eléctrico o informático desde el curso 1998-99.
En Arquitectura de Computadoras del segundo año de Ingeniería Informática en el ISPJAE:

Como medio de enseñanza en las conferencias del tema Circuitos Lógicos, en las aulas
especializadas con equipos de computación y televisor.

En el estudio independiente de los estudiantes, los que tienen a su disposición los libros
instalados en el servidor de la red de Informática.
En las asignaturas Electrónica Digital I y II del tercer año de Ingeniería en Automática y
Telecomunicaciones ISPJAE:

En el estudio independiente de los estudiantes, los que tienen a su disposición los libros
instalados en la red y disponibles en la Intranet de la Facultad de Eléctrica.
También se han utilizado en la disciplina Sistemas de Cómputo Digitales, en la especialidad
Informática desde 1999 en el Instituto Técnico Militar, ITM de la Ciudad de la Habana y en las
asignaturas Electrónica Digital I y II de la carrera de Ingeniería Electrónica de la Universidad
Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” (UNEXPO), Puerto Ordaz,
Venezuela desde 1998 (5).
Estos libros han sido utilizados durante dos semestres en la asignatura Sistemas Digitales en las
especialidades de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, en la Universidad Industrial de Santander
(UIS), Bucaramanga, Colombia.
La versión en Portugués fue utilizada en la asignatura de extensión “Laboratorio Multimedia de
Circuitos Lógicos” (4) y en la asignatura Electrónica Digital, Ingeniería Eléctrica en la
Universidad para el Desarrollo del Estado y la Región del Pantanal (UNIDERP), Campo Grande,
Brasil en 1999.
La colección de libros en su versión 1.0, en Español (3) aparece como logro de la “Red
Iberoamericana de Diseño Digital de Alto Nivel” y a disposición en su página web, (7), desde el
año 2000. También se encuentra en el Centro de Recursos del TAEE,
de la Universidad
Politécnica de Madrid, desde 1999, (6), uno de los libros de la colección “Mapas de Karnaugh”,
en Español, el cual resultó finalista en el “I Certamen Iberoamericano de Tecnologías Aplicadas a
la Enseñanza de la Electrónica” CITA 98 (2).
5 CONCLUSIONES
En este trabajo se han presentado algunos de los resultados alcanzados en un proyecto de
investigación del departamento de Automática y Computación del ISPJAE, con el objetivo de
introducir las nuevas tecnologías de la información en la enseñanza de las carreras del perfil
electrónico e informático:
-
Diseño y producción de un CD multimedia con un sistema de libros electrónicos para la
enseñanza de los Circuitos Lógicos en dos idiomas, español y portugués.
-
Aplicación del sistema de libros en universidades de cuatro países, Cuba, Colombia,
Venezuela y Brasil y su divulgación en la INTERNET en el ámbito hispanoamericano.
En este CD multimedia se han combinado de una forma armónica los avances informáticos con
los métodos didácticos, obteniendo un conjunto de libros electrónicos, con un buen equilibrio
entre los aspectos tecnológicos y los métodos de enseñanza y de esta experiencia se ha podido
obtener una metodología para el diseño de libros electrónicos, la que se expone en este trabajo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) Blanco, N., Carlos,. J., The Teaching of the Digital Electronics and the Microprocessors
through electronic books. Proceedings of ICECE 99, International Conference on Engineering
and Computer Education, CD-ROM: Río de Janeiro, Brasil, (agosto 1999).
(2) Blanco, N. y Carlos, J., Libro Electrónico para la Enseñanza del Método de los Mapas de
Karnaugh. I Certamen Iberoamericano de Tecnologías Aplicadas a la Enseñanza de la
Electrónica, CITA 98. Universidad Politécnica de Madrid, España, (septiembre, 1998).
(3) Blanco, N. y Carlos, J. Libros Electrónicos para la Enseñanza de los Circuitos Lógicos, versión
1.0, discos de instalación, Centro de Estudios de Tecnologías de Avanzada, CETA, La Habana,
Cuba, (1998).
(4) Blanco, N. y Carlos, J., Sistema Multimídia para o Ensino dos Circuitos Lógicos. I Mostra
UNIDERP de Ciencia e Tecnologia, Anais Vol. 1, Campo Grande- MS, Brasil, (Julio 1999),
pp 160-161.
(5) Blanco, N. y Carlos, J., Colección de Libros Electrónicos para la Enseñanza de los Circuitos
Lógicos. Universidad, Ciencia y Tecnología, UNEXPO, Vol. 11, No. 3, Puerto Ordaz,
Venezuela, (Septiembre 1999), pp. 9–14,.
(6) Centro de Recursos, Tecnologías Aplicadas a la Enseñanza de la Electrónica (TAEE),
Universidad Politécnica de Madrid: http://www.euitt.upm.es/taee.
(7) Red Iberoamericana IX Diseño Digital de Alto Nivel: http:// www.redixd.uniandes.edu.co.