Aplicando las ciencias de la educación a la enseñanza de ciencia y tecnología
Autor: Ing Paco Gilberto Ortiz Villacís
ISBN: 978-9978-77-403-8
Dimisión: 17 x 24 cm
302 pp.
Año: 2019
Precio: $23,00
Mucha agua ha corrido bajo el puente desde que hacia 1850 todavía la agencia de noticias Reuters empleaba palomas mensajeras para enviar las noticias acaecidas en diversas ciudades de Europa. También muchas cosas han pasado desde aquel 9 de julio de 1884, cuando se dio la primera transmisión telegráfica entre las ciudades de Quito y Guayaquil; lo que daría inicio a la era de las telecomunicaciones en el país. En tan solo 150 años, tenemos un mundo fuertemente influenciado por las tecnologías digitales; esto nos obliga a pensar y repensar el papel de la educación en general y, específicamente, la educación en el área de ciencia y tecnología.
En esta obra se aborda el tema educativo a la par que el tema tecnológico, por ello se propone diseñar y realizar un programa integral de capacitación en comunicaciones radio eléctricas; va dirigido especialmente a los obreros y trabajadores de esta área que no han tenido aún la oportunidad de cursar los respectivos estudios superiores, pero que desean aprender los conceptos fundamentales de su actividad laboral.
En el mundo actual, las grandes compañías fabricantes han llegado a un dominio tal de las ciencias del electromagnetismo que posibilitan una comunicación inalámbrica casi omnipresente. Lo mismo si viajamos en un auto o si descansamos en un sofá, tenemos la posibilidad de enviar y recibir audios, mensajes, fotos o videos. Pero es preciso explicar que hay mucha ciencia detrás de las tecnologías de telecomunicaciones y que esa ciencia debe ser enseñada. Enseñada con eficacia y con eficiencia, haciendo uso de las mejores recomendaciones que nos presentan las ciencias de la educación, a fin de construir el conocimiento significativo, que propenda la superación personal de los individuos y la transformación positiva de la sociedad. En este contexto queremos mostrar un pequeño atisbo a la ciencia del electromagnetismo para tratar de inspirar a los educadores a realizar una enseñanza práctica, real, de carne y hueso, que cumpla los tres aspectos principales de la educación: informativo, formativo y transformativo. Partiendo de realidades tangibles construidas artesanalmente para primero experimentar y entender los fenómenos de forma concreta y, posteriormente, abstraer los conceptos.
Con el objetivo mencionado, realizaremos un programa de capacitación en comunicaciones inalámbricas, para ello, iniciamos con una introducción descriptiva de las mejores prácticas educativas, teniendo en cuenta el proceso cognitivo del ser humano y las teorías del aprendizaje. Posteriormente, basándonos en estudios de campo (encuestas) efectuadas entre los trabajadores de las telecomunicaciones y, también, con cursos piloto dictados a trabajadores, estudiantes e ingenieros de telecomunicaciones, identificamos la situación real de conocimientos en la que deberemos desarrollar el curso de capacitación. Una vez identificado el camino pedagógico para el tema científico-tecnológico, edificamos el programa de una manera sencilla y enfocada siempre hacia la práctica. Utilizamos el tema de la comunicación por ondas radioeléctricas, específicamente en las frecuencias de microondas, pues los mismos conceptos son aplicables a las comunicaciones inalámbricas en general, a cualquier frecuencia del espectro. Este material de consulta es útil tanto para el docente y capacitador de ciencias como para el técnico o estudiante de telecomunicaciones.
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO 1
- ANTECEDENTES
1.1. Características de la enseñanza de ciencia y tecnología
ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA COMUNICACIÓN INALÁMBRICA
LITERATURA RECOMENDADA
1.2. BASES FILOSÓFICAS, PEDAGÓGICAS Y ÉTICAS DE LA EDUCACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
1.2.1 Filosofía de la educación
Parábola del Halcón
El idealismo
El realismo científico
El pragmatismo
El marxismo
El existencialismo
El personalismo
El buen vivir
Una Filosofía Ecléctica para la enseñanza de la tecnología de Comunicación por Microondas
1.2.2 Modelos pedagógicos en la educación
El Modelo Tradicional
El conductismo
El cognitivismo
Constructivismo
Filosofías y modelos. Resumen
Construir aprendizaje significativo
1.2.3 Ética del profesional de la docencia, del docente o capacitador
1.2.3.1. Principios universales
a. No maleficencia
b. Beneficencia
c. Autonomía
d. Justicia
1.2.3.2. Del profesional en general
a. Legalidad
b. Idoneidad
c. Confidencialidad
d. Fidelidad a las responsabilidades asumidas
e. Buena fe
f. Evitar conflicto de intereses
1.2.3.3 Ética para los docentes
a. Emocionalidad empática
b. Comunicación didáctica
c. Autoridad áulica
d. Integridad
e. Creatividad recursiva
f. Buen juicio
1.3 BASES TEÓRICAS Y PARTICULARIDADES DE LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA
Conceptuando a un buen profesor
1.3.1 Enseñanza de la Teoría Electromagnética
1.3.2 El Ciclo del Aprendizaje Científico
1.3.3 Particularidades de la enseñanza de la comunicación por microondas en el programa de capacitación en comunicación por microondas
1.3.4 Instituciones para la enseñanza de comunicación por microondas en el Ecuador
1.4. MARCO REGULATORIO DE LAS TELECOMUNICACIONES
1.4.1 Instituciones regulatorias nacionales
1.4.2 Instituciones regulatorias internacionales
1.5. MARCO METODOLÓGICO PREVIO AL DISEÑO DE UN PROGRAMA DE CAPACITACIÓN DE RADIOCOMUNICACIONES, PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
1.5.1 DISEÑO Y TIPO DE INVESTIGACIÓN
1.5.2 UNIDAD DE ESTUDIO (POBLACIÓN / MUESTRA, ESCENARIOS/SUJETO, INFORMANTE CLAVE)
1.5.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
1.5.4 TÉCNICA DE ANÁLISIS DE RESULTADO
1.5.5. Encuesta conocimientos básicos de la matemática
1.5.6 Encuesta conocimientos básicos de electricidad
1.5.7 Encuesta conocimientos básicos de radiocomunicaciones
1.5.8 Diagnóstico de interés
1.5.9 Diagnóstico de resultados de los cursos piloto
CAPÍTULO 2
- CURSO DE COMUNICACIÓN POR MICROONDAS DIRIGIDO A LOS TRABAJADORES, OBREROS Y ESTUDIANTES DE LAS TELECOMUNICACIONES
2.1 DISEÑO DEL CURSO BÁSICO DE MATEMÁTICAS
2.1.1 Propuesta curso básico de matemáticas
Álgebra
Funciones
Función lineal
Función cuadrática. La parábola
La recta numérica y el plano cartesiano
Propiedad reflectora de la parábola
La elipse
Funciones trigonométricas
La función logaritmo
Propiedades de los logaritmos
Sistema binario
Lógica digital
2.2 DISEÑO DEL CURSO BÁSICO DE FÍSICA Y TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
2.2.1 Propuesta curso básico de física y tecnología eléctrica
Unidades y sistemas de medida
Medidas de tiempo y de frecuencia
Múltiplos y submúltiplos de las unidades de medida
Electricidad y magnetismo
Circuitos eléctricos
Concepto de tierra (desde el punto de vista eléctrico)
Actividad práctica, diferencia entre AC y DC
Fuente de energía en las estaciones de telecomunicaciones
2.3 DISEÑO DEL CURSO BÁSICO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
2.3.1 Propuesta curso básico de ondas electromagnéticas
Fenómenos oscilatorios en la naturaleza
Frecuencia, resonancia y longitud de onda
Potencia de las señales radioeléctricas
Decibelio (dB) y decibelio sobre milivatio (dBm)
La frecuencia como variable independiente ( x ) de la función senoidal y = seno (x)
Espectro electromagnético
2.4 DISEÑO DEL CURSO DE MICROONDAS
2.4.1 Propuesta del curso de microondas
Conceptos fundamentales de los equipos de microondas
Modulador
Modulación de amplitud (AM)
Modulación de frecuencia (FM)
Modulación de fase (PM)
Conversión analógico/digital. Digitalización de señales
Conversión digital / analógico
Multiplexaje (PCM32)
Banda base analógica y banda base digital
Modulación digital
Modulación QAM
Ancho de banda espectral
Circuito de microondas
Guías de onda y cables coaxiales
Flanges de guías de onda
Branching
Filtros radio frecuencia (RF)
Circulador y duplexer
Transferencia de potencia. Medición de onda estacionaria VSWR y su equivalente ROE (relación de onda estacionaria)
Medición del ROE
Equivalencia entre ROE y VSWR
Conceptos de antenas
Antena Yagi
Antena de bocina
Antena de abertura
Antena sectorial
Antenas parabólicas
Lóbulo de radiación
Factor XPD (dB)
Equipamiento electrónico de microondas
Configuraciones de protección
Cálculo de radio enlaces
Umbral de recepción
Recomendación G.821, criterios de disponibilidad
Propagación de las señales radioeléctricas
Zonas de Fresnel
El factor atmosférico K
Visualización a escala real de la zona de Fresnel
Relación entre la primera zona de Fresnel y el lóbulo principal de la antena
Fenómeno de reflexión
Desvanecimiento por lluvia
Interferencia de señales radioeléctricas
Planificación de frecuencias
Estudio de caso, enlace Tarapoa-Shushufindi
Repetidores pasivos
Sistema de gestión
Normas de seguridad
Peligros de trabajo en altura
Peligros eléctricos
Peligros de radio frecuencia
Peligros de energía óptica
Peligros de descarga electrostática
2.5 EVALUACIÓN DEL CURSO
Evaluación del instructor y del entorno
Evaluación de conocimientos
Evaluación cualitativa del programa
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXO 1: encuestas
Paco Gilberto Ortiz Villacís, nació en la ciudad de Riobamba en 1968. Estudió en el colegio San Felipe Neri, de dicha ciudad, regentado por los padres de la Compañía de Jesús donde obtuvo la distinción como mejor egresado 1986. Obtuvo su título como ingeniero de telecomunicaciones en la Escuela Politécnica Nacional en Quito en 1994 con un trabajo acerca del control inteligente del tráfico vehicular. Ha trabajado en diversos proyectos de telecomunicaciones por más de 25 años, tanto a nivel nacional como internacional (América Latina, Caribe, Asia, África) y ha participado como instructor en un sinnúmero de seminarios y cursos de capacitación en el área de la radiocomunicación por microondas.
Obtuvo su título de Magíster en Ciencias de la Educación en la Pontificia Universidad Católica del Ecuador a inicios del 2018, con una nota final de 10/10 por lo cual obtuvo la distinción como mejor egresado de posgrados 2018. Ha realizado publicaciones en revistas académicas, a través de artículos que comparten experiencias de primera mano en el campo profesional de la ingeniería de telecomunicaciones.
Actualmente se desempeña como consultor y capacitador, tanto en el área de ingeniería como en el área de la enseñanza de la ciencia y la tecnología.