HACIA LA IMPLEMENTACIÓN DE UNA METODOLOGÍA DE APRENDIZAJE Y EVALUACIÓN BASADA EN PROYECTOS EN EL CURSO DE TRANSMISIÓN ELECTROMAGNÉTICA PARA INGENIERÍA

Autores/as

  • Manuel Ricardo Pérez Cerquera
  • Carlos Iván Páez

DOI:

https://doi.org/10.26507/ponencia.1117

Palabras clave:

transmisión electromagnética, campos electromagnéticos, educación en ingeniería, metodología basada en proyectos, diseño asistido por computador, comunicaciones inalámbricas

Resumen

Este artículo describe y discute la implementación de un proyecto de aplicación práctica para un curso de transmisión electromagnética del programa de Ingeniería Electrónica de la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ) con la finalidad de hacer un piloto para la concepción final del curso con la metodología basada en proyectos. El curso, que requiere una combinación de conceptos físicos y matemáticos sólidos para su aprobación, es considerado como uno de los de mayor dificultad dentro del currículo de las carreras de Ingeniería Electrónica. Este da al estudiante los fundamentos para entender los mecanismos de propagación y generación de ondas electromagnéticas desde una óptica mixta, entre la formulación física de las ecuaciones de Maxwell y la aplicación directa con la Ingeniería Electrónica enfocada en las tecnologías de comunicación. La importancia del curso se basa en el impacto creciente que han tenido las tecnologías de comunicación en nuestra sociedad actual. Así, la gran oferta de servicios de hoy en día que utilizan tecnologías inalámbricas o alámbricas en comunicaciones, permite visualizar un gran mercado laboral y de desarrollo de nuevos productos y servicios.

Con los nuevos desarrollos en esta área, es importante focalizar esfuerzos para desarrollar nuevas formas de aprendizaje asistido en áreas relacionadas con las comunicaciones, en especial haciendo referencia a la capa física del modelo de comunicaciones OSI (Open System Interconnection), en donde se define el medio físico por donde va a viajar la comunicación (cables de pares trenzados, cable coaxial, guías de onda, fibra óptica, aire, etc.) y donde se hace importante entender la teoría de transmisión electromagnética como base fundamental para poder concebir, diseñar, integrar y operar sistemas de transmisión inalámbricos y alámbricos en altas frecuencias.

El curso semestral de Transmisión Electromagnética es del cuarto año de la carrera de Ingeniería Electrónica en la PUJ y cubre temas sobre: la fenomenología de ondas electromagnéticas en tiempo armónico en medios libres de fuentes y no limitados, mecanismos de generación de ondas electromagnéticas por antenas de alambre y de apertura, fundamentos de los métodos computacionales modernos (Método de los Momentos (MoM), Método de elementos finitos (FEM), Método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD)) utilizados para modelar y solucionar problemas electromagnéticos en aplicaciones de ingeniería.

El proyecto propuesto para el curso tiene como objetivo general la aplicación práctica de todos los conceptos teóricos que se afianzan en éste mediante la medición de propiedades dieléctricas de diferentes materiales con una cavidad resonante. Durante el proceso de formulación del proyecto, el estudiante debe estudiar, diseñar, simular, construir y medir la cavidad resonante en primera instancia vacía y después con un material dieléctrico con el objeto de caracterizar la permitividad relativa del medio desconocido. Los cambios en las variables medibles del resonador, como lo son el parámetro de reflexión y la frecuencia de resonancia, les permite a los estudiantes inferir conceptos como: comportamiento de campos vectoriales electromagnéticos en diferentes medios, aplicación de las ecuaciones de Maxwell, condiciones de frontera, teorema de Poynting, formas de movimiento transversales, ondas planas, reflexión y transmisión de ondas, parámetros de dispersión, guías de onda, cavidades resonantes, y diseño y simulación asistido por computador, entre otros.

Aunque la aplicación de medir propiedades dieléctricas de materiales parezca en principio poco aplicado en Ingeniería, resulta vital en soluciones para problemas en el contexto nacional, como lo son: Radares de penetración de tierra (GPR) para desminado humanitario, medición de radiaciones no-ionizantes producidas por celdas celulares en tejidos humanos, desarrollo de sensores de radiofrecuencia para medición de la humedad del suelo en cultivos agrícolas. Estas ideas ya han sido o están siendo desarrolladas en proyectos de investigación en la Pontificia Universidad Javeriana, tanto en pregrado como en maestría.

La metodología de cursos basados en proyectos con rúbricas de evaluación definidas desde el inicio del curso, está comenzando a hacer implementada en la carrera de Ingeniería Electrónica de la PUJ. Sin embargo, con el curso propuesto, ya se han obtenido importantes resultados, generando un mejor proceso de aprendizaje, en donde el estudiante no solo afianza conceptos teóricos mediante una implementación práctica basándose en herramientas de modelado y simulación, sino que además se motiva al realizar una aplicación en Ingeniería. Esto se ha podido corroborar mediante la elaboración de encuestas a los estudiantes sobre la percepción de aprendizaje del curso, que permite hacer una correlación entre la nota final de los estudiantes que cursaron el curso y su percepción de aprendizaje. Así mismo, se ha podido documentar el cambio de percepción sobre la dificultad del curso, pues siempre había sido considerado como uno de los de mayor complejidad en el currículo de la carrera de Ingeniería Electrónica en la PUJ, incrementando el número de estudiantes interesados en la temática y en seguir la línea de énfasis en comunicaciones.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Descargas

Publicado

27-07-2015

Cómo citar

[1]
M. R. . Pérez Cerquera y C. I. . Páez, «HACIA LA IMPLEMENTACIÓN DE UNA METODOLOGÍA DE APRENDIZAJE Y EVALUACIÓN BASADA EN PROYECTOS EN EL CURSO DE TRANSMISIÓN ELECTROMAGNÉTICA PARA INGENIERÍA», EIEI ACOFI, jul. 2015.

Evento

Sección

Evaluación de la enseñanza de la ingeniería