DEFINA Y EXPLIQE EL CONCEPTO DE LABORATORIOS VIRTUALES CON TUTORIALES NORTEAMERICANOS

Un Laboratorio Virtual es un conjunto de recursos compartidos en la red (un cuaderno de notas digital, ficheros, búsquedas, etc.) con el fin de que los usuarios puedan poner en práctica, mediante el control remoto, la monitorización de los experimentos y la gestión de dichos recursos, los conocimientos adquiridos en las aulas de las Universidades sin tener que contar con material sofisticado o con componentes caros y difíciles de obtener. Estos recursos son gestionados por un CMS.
La finalidad de un laboratorio virtual es proporcionar una experiencia similar a la obtenida en un laboratorio de prácticas. De hecho, cada laboratorio virtual debería ser diseñado para proporcionar una experiencia similar a la obtenida al trabajar con equipo específico, como un osciloscopio, un acelerador de partículas, etc.
Un laboratorio virtual debe cumplir con los siguientes requisitos:
- Control remoto y monitorización de los experimentos.
- Comunicaciones multimedia entre los investigadores, a ser posible en multicast.
- Un cuaderno de notas digital con todas las facilidades para introducción de datos, ficheros, figuras, búsquedas, etc.
- Gestión de los recursos, para decidir adecuadamente que usuario o usuarios puede acceder a cada uno de los experimentos disponibles.
- Seguridad tanto en el aspecto de permitir y denegar acceso como en los recursos para gestionar posibles fallos del sistema.
- Diversos tipos de comunicación: Voz, imagen, datos, resultado de experimentos, estado de los experimentos.
- Ancho de banda: Adecuado para permitir las distintas comunicaciones de datos científicos como de imágenes o vídeo.
Laboratorio Virtual con Tutoriales Norteamericano
Definición: Es un espacio electrónico de trabajo a través del proceso de simulación donde el programa orienta al usuario paso a paso con instrucciones específicas, con el objeto de investigar o realizar actividades virtuales mediante la tecnología de la informática y la comunicación. Los laboratorios virtuales con tutoriales norteamericano difieren de los laboratorios tradicionales, ya que son un centro sin paredes cuyos usuarios pueden investigar sin tener en cuenta su situación geográfica ni un orientador real, sino que se puede interactuar con otros investigadores, compartir datos, a través de la simulación dando la sensación de estar en el mismo espacio físico y realizando las mismas habilidades y guiados por el mismo programa informático. Es decir que estos laboratorios son diferentes a los laboratorios tradicionales en cuanto a la estrategia y la herramienta de investigación y experimentación, pero en cuanto a su finalidad deben de ser convergentes porque ambos laboratorios persiguen la realización de actividades o investigaciones para garantizar el desarrollo de la sociedad en cuanto a la ciencia y la tecnología. Según algunos autores norteamericano, como Willian Wulf por citar un ejemplo, señalar que este tipo de laboratorio no pretende sustituir o competir con los laboratorios tradicionales, ya que ellos (los virtuales) son una extensión de los laboratorios tradicionales y abren nuevas perspectivas que no se pueden explorar completamente debido a algunas limitaciones dentro de un laboratorio tradicional a un costo accesible. Los laboratorios virtuales a través de la simulación deben ser concebidos para impulsar y complementar los laboratorios tradicionales, ya que los usuarios disponen del programa a cualquier hora, y en la comodidad de su hogar o en cualquier espacio donde se disponga de la tecnología adecuada para tal finalidad.

DESARROLLE LA METODOLOGÍA EN LA QUE SE BASA

La metodología de enseñanza basada en laboratorios virtuales con tutoriales intenta responder a la necesidad de representar, con la mayor fidelidad posible, la actividad llevada a cabo en el laboratorio: el sistema en sí se puede considerar como un laboratorio virtual de la asignatura, dado que permite extender en el tiempo, fuera del propio laboratorio de electrónica, la realización de las diferentes prácticas planteadas, con el beneficio que ello conlleva.
Es una práctica digital usando una computadora u optar por la acción de cargar en un servidor de tal manera que los usuarios puedan ejecutar las prácticas en red de forma sincrónica o asincrónica. Cada actividad se estructura en etapas manteniendo la uniformidad en el diseño con el propósito de reafirmar la interacción de las habilidades y las destrezas motoras de un laboratorio tradicional.
Los contenidos de cada práctica están técnicamente diseñados para simular hasta el más mínimo detalle, como por ejemplo tomar un instrumento del laboratorio, en la parte del contenido teórico, éste busca la integración del conocimiento con otras disciplinas de estudio y/o transfiriéndose a momentos de la realidad a través del aprendizaje.
El usuario consulta paso a paso el número de veces que sea necesario, se puede repetir adelantar o detener según sea necesario. Esta metodología de trabajo permite detalles mínimos, introduciendo ayuda, además de una libreta electrónica de notas que el usuario puede abrir, utilizar, cerrar, consultar, desplazar y/o grabar como archivo en su computadora para luego usar cuando lo desee en un procesador común. En la etapa de experimentación, se interactúa en el ambiente virtual de laboratorio para resolver problemas. En la introducción del ejercicio práctico se mencionan los objetivos de aprendizajes y la importancia del desarrollo de todos los trabajos de forma cabal. Esta experiencia virtual, puede ser posteriormente realizada en un laboratorio convencional o tradicional, porque se cumple con el propósito de mostrar paso a paso la experiencia que proporciona la información necesaria para que el usuario haga las acciones correctas en la forma en que son requeridas y con un grado de eficacia. Las actividades también inducen al usuario a observar y a tomar notas, como parte fundamental del método científico. Los experimentos interactivos como parte esencial del simulador, es donde se realiza el experimento virtual con instrucciones detalladas y especificas para la solución del problema planteado, aplicando procesos, técnicas y el conocimiento, pudiendo incluso demandarse el descu9brimiento de otros conocimiento a través del enfoque constructivista.
Se puede utilizar una herramienta multimedia en un laboratorio de procesadores de digitales de señal DSPs y su metodología sería como a continuación se menciona:
1.- El CD interactivo se estructura en nueve unidades temáticas, de tipo teórico y práctico, necesarias para la realización de cuatro trabajos reales orientados a introducir al alumno en la metodología de programación y las aplicaciones típicas de un procesador digital de señal de altas prestaciones, el TMS320C3x.
2.- Cada uno de los trabajos que se presentan en el CD interactivo se desarrolla para facilitar al alumno el proceso de autoaprendizaje. De este modo, se incluye una descripción teórica e ilustrativa del proceso a realizar y se presenta parte del código en lenguaje ensamblador que servirá como base para completar los objetivos de cada trabajo.
3.-Los conceptos teóricos se explican con detenimiento, empleando el entorno gráfico del CD y siguiendo la premisa de que el aprendizaje debe lograrse al mismo tiempo que se realizan los programas. Además, la herramienta permite al alumno autoevaluarse de forma continua, para que éste sea consciente del grado de asimilación de conocimientos que ha conseguido, lo que supone un valor añadido a la interactividad buscada.
El contenido asociado al CD interactivo es el siguiente:
· Se comienza con la descripción de conceptos sencillos del lenguaje ensamblador y el planteamiento de un programa simple que versa sobre la implementación de operaciones aritméticas y la gestión de tablas de datos. Al alumno se le explica el funcionamiento del programa y se le suministra su esqueleto, para que le sirva de base para los siguientes trabajos prácticos.· La complejidad de los conceptos introducidos aumenta gradualmente, del mismo modo que los algoritmos con los que se deberán enfrentar los alumnos. Así, el segundo trabajo práctico que debe implementar el alumno se relaciona con el procesamiento de señales audibles. En este caso, los alumnos se enfrentan por primera vez al empleo de periféricos internos y externos (temporizadores, puerto serie síncrono, convertidores analógico-digitales) y al manejo masivo de datos empleando modos de direccionamiento especiales.
· El tercer trabajo práctico implica la realización de un generador de onda digital y programable: onda cuadrada, triangular y senoidal. Se profundiza en el conocimiento y uso de los periféricos del sistema, así como en el lenguaje de programación (uso de instrucciones especiales, etc.).
· El último trabajo práctico se relaciona con la implementación de filtros digitales, filtros FIR (Finite Impulsive Response) e IIR (Infinite Impulsive Response). En este caso, el alumno se enfrenta a una de las aplicaciones típicas de los DSPs, no tanto para ahondar en el conocimiento del DSP como para asentar la necesidad de utilización de los mismos.· Adicionalmente, el CD interactivo incluye otras unidades temáticas incluidas para ayudar al alumno en el proceso de aprendizaje: descripción de las instrucciones en lenguaje ensamblador, modos de direccionamiento, registros internos de la CPU y de configuración de los periféricos DSP, etc.· Además, el CD multimedia incorpora una utilidad de autoevaluación de conocimientos mediante un entorno basado en cuestionarios tipo test, cuyo objeto es colaborar en el proceso de aprendizaje del alumno de forma amena.

DE ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIONES REALES DE ESTE MÉTODO

La telemedina, impulsada en un principio por la necesidad de ofrecer servicios médicos en las zonas rurales de los Estados Unidos de América, ha alcanzado una dimensión internacional y ha adquirido un mayor carácter de cooperación. Los ochos servicios de instrumentación de acceso a distancia financiados por el departamento de energía de las estado Unidos de América en el marco de la colaboración para la caracterización de micromateriales: http: // tpm.amc.anl.gov/mmc/

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/
Es una página web en la cual se ofrece una variedad de módulos de electrónica tutoriales y los estudiantes puede accesar cada uno de ellos por ejemplo en materia de: Componentes pasivos, semiconductores, electrónicas analógicas, amplificadores operacionales, instrumentación, diseños, códigos, aparatos y montajes, electrónica digital, radio frecuencia entre otros.

http://forums.design-simulation.com/

CUAL ES EL FUTURO DE LOS LABORATORIOS VIRTUALES NORTEAMERICANOS

En el futuro estos laboratorios irán adquiriendo una importancia cada vez mayor, por ejemplo: • Manipulación de ordenadores a distancia, basado en telnet, x- windows y mayor eficiente aprovechamiento compartido de aplicaciones.
• Elaboración de una taxonomía sistemática para este tipo de laboratorio virtual, por consiguiente se necesita de investigaciones más profunda para explorar en esta materia y hacer recomendaciones a los arquitectos de laboratorios virtuales.
• La falta de laboratorios convencionales no será un impedimento para la realización de actividades de laboratorio en las ciencias experimentales.
• El uso del simulador de los laboratorios virtuales, puede integrarse al proceso de enseñanza – aprendizaje en la parte teórica de las asignaturas para mejorar significativamente la adquisición de conocimientos por parte de los estudiantes.
• Formar centros de investigan para abordar la investigación en gran escala y desempeñar funciones de asesoramiento para instituciones públicas y privadas.
• Dado que las tecnologías que sustentan a las actividades de estos laboratorios evolucionan con rapidez, éstos precisarán de un considerable apoyo en términos de infraestructura por parte de los laboratorios convencionales o tradicionales para constituirse, definir protocolos técnicos y personal.
Se espera que siga evolucionando y facilite, con el tiempo, la creación de una verdadera comunidad de aprendices virtuales a la vez que contribuya para que las instituciones se encaminen por el máximo aprovechamiento de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación.