Vol. 4 | No. 7 | Febrero - julio 2024
| ISSN: 3006-1385 | ISSN-L: 3006-1385 | Pág. 63 – 75
La simulación como método de enseñanza en la carrera Ingeniería de Sistemas
Simulation as a teaching
method in the Systems Engineering career
Jaqueline Reyna Martínez Calderón
rjmartinezcalderon@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-7469-0911
Universidad Técnica
de Oruro. Oruro, Bolivia
Artículo recibido 02 de octubre de
2023 / Arbitrado 26 de octubre de 2023 / Aceptado 14 de diciembre 2023 /
Publicado 01 de febrero de 2024
http://doi.org/10.62319/simonrodriguez.v.4i7.29
RESUMEN
Este artículo tiene como objetivo
diagnosticar a los docentes de la carrera Ingeniería en Sistema sobre el conocimiento de la
simulación como método de enseñanza. Se
realizó una investigación descriptiva no experimental para evaluar el
conocimiento de 12 docentes de Ingeniería
en Sistemas sobre el uso de la simulación como método de enseñanza. Los resultados mostraron que el
50% de los docentes no había utilizado
la simulación previamente. El 67% afirmó
dominar el método,
de los cuales
el 33,3% consideraba que
aceleraba el proceso de aprendizaje y el 25% que facilitaba la reproducción de situaciones específicas.
El 75% de los docentes lo había utilizado en sus asignaturas, siendo el 92% en la
evaluación, el 83% en la práctica docente y el
42% en la orientación de contenidos. Se concluye que la simulación es un
método de enseñanza efectivo en la carrera de
Ingeniería de Sistemas. Esta
metodología permite a los estudiantes
experimentar y comprender situaciones de la vida real de manera virtual, proporcionando un ambiente de
aprendizaje práctico y realista.
Palabras clave: Simulación,
ingeniería en sistemas, método de enseñanza aprendizaje.
ABSTRACT
This article aims to diagnose teachers of the System Engineering career
on the knowledge
of simulation as a teaching method. A non-experimental descriptive research was carried out to evaluate
the knowledge of 12 Systems Engineering teachers about the use of simulation as a teaching
method. The results showed that 50% of the teachers had not used simulation
previously. 67% claimed to master the method, of which 33.3% considered that it
accelerated the learning process and 25% that it facilitated the reproduction of specific
situations. 75% of teachers had used it in their subjects, 92% in evaluation, 83% in
teaching practice and 42% in content orientation. It is concluded that simulation is an
effective teaching method in the Systems Engineering degree. This methodology
allows students to experience and understand real-life situations virtually,
providing a practical and realistic learning environment.
Keywords: Simulation, systems engineering, teaching- learning method.
INTRODUCCIÓN
La simulación es una de las
herramientas más poderosas disponibles para los responsables en la toma de decisiones, diseño y operación de un
sistema complejo. Ésta permite el estudio, análisis y evaluación de situaciones que de otro modo no sería
posible analizar, por ello se han convertido en una herramienta indispensable para los ingenieros,
diseñadores, analistas, administradores y directivos para la resolución de problemas. Permite diseñar un modelo del
sistema real, realizar experimentos con este, a fin de comprender el comportamiento del sistema y evaluar las
distintas estrategias operativas. Una de sus fortalezas es la capacidad de ensayar tanto sistemas reales
existentes, como aquellos que aún no han sido materializados, es decir los que aún están en desarrollo.
La simulación, como una metodología
aplicada, permite a) describir el comportamiento de un sistema y b) predecir su comportamiento futuro, es
decir, determinar los efectos que se producirá en el sistema ante determinados cambios del mismo o en su
régimen operativo. La simulación posee ventajas respecto de las soluciones analíticas dado que: a) Se
pueden ensayar nuevos diseños y esquemas sin comprometer recursos adicionales de implementación, b) se
puede usar para explorar nuevos procedimientos, reglas de decisión, estructuras administrativas y
organizacionales, etc., sin interferir con la situación actual; c) se pueden detectar puntos críticos en flujos de
materiales o información y probar nuevos procedimientos que mejoren tal situación y d) se usan para
probar hipótesis sobre el comportamiento del sistema y ganar así conocimiento sobre el funcionamiento del
mismo (Cataldi et al., 2013).
Sin embargo, a pesar de estas ventajas
tiene algunos requerimientos, de los cual el modelador debe estar prevenido, entre ellos a) la simulación
requiere de un entrenamiento y habilidades especiales, que se adquieren gradualmente, b) la simulación
necesita de muchos datos de entrada altamente confiables; la adquisición de estos puede ser muy costosa
en tiempo y dinero, la simulación nunca podrá compensar la mala calidad de los datos de entrada; c)
La simulación es un modelo de entrada-salida, no resuelve el sistema, sino que lo corre con esos datos. Si
los datos de entrada son malos, la salida será mala, o si el modelo no está bien descrito, la salida no se
ajustará a la realidad. Un mal modelo puede llevar a decisiones equivocadas (Casanovas, 2005).
La simulación en la educación superior
en general, como estrategia didáctica, permite la experimentación y el desarrollo de habilidades en los
alumnos, al acercarlos a contextos similares, y propiciar mayor confianza y seguridad, necesarias para enfrentar
determinadas experiencias y la comprensión y conocimiento en situaciones prácticas, mediante un trabajo
sistemático de aproximación en la formación y el desempeño. Cuando la simulación se emplea en el proceso
docente, requiere de la organización y concatenación del plan de estudios, mediante el programa
analítico de las asignaturas, por lo que deben considerarse los requisitos y momentos clave para su empleo, a
fin de que los educandos ganen experiencias en el manejo de los problemas de la vida real (Ledo et
al., 2019).
Fernández (2005), considera que para
que el proceso de simulación se considere a su vez un procedimiento metodológico para la
enseñanza-aprendizaje, se sugiere que el mismo se desarrolle a través de etapas, que deberán ser contempladas en el
diseño del entorno de aprendizaje, como son a) presentación de la simulación: se realiza por lo general,
por medio de una representación esquemática del proceso o fenómeno a simular; con lo cual se ubica al
estudiante en la parte de la realidad que se estudiará; b) emisión de hipótesis por parte de los estudiantes:
deberá orientarse para que indiquen posibles comportamientos, cambios en los parámetros y potenciales
resultados en el modelo a simular, estableciendo las condiciones y los
parámetros iniciales.
De este modo el poder predictivo de
los estudiantes se puede tomar como indicador de sus conocimientos;
c) determinación de las acciones
óptimas: En esta etapa se determinan las acciones que los estudiantes deberían realizar ante una situación como la
que se está modelando, estableciendo previamente las reglas a seguir y d) constatación de la efectividad
del proceso de simulación, ello puede realizarse por medio de tareas que permitan aplicar a nuevas
situaciones los conocimientos e instrumentaciones construidos durante el proceso de simulación. Ello
incluye nuevas simulaciones, a partir de la modelación de procesos, o fenómenos de mayor complejidad.
La Carrera de Ingeniería de Sistemas,
perteneciente a la Universidad Técnica de Oruro, en Bolivia, forma profesionales con un amplio dominio de
conocimientos científicos en ingeniería, capaces de transformar una necesidad operacional en un sistema
definido, mediante la determinación de requerimientos, análisis, síntesis, optimización del diseño y
evaluación, utilizando procedimientos de retroalimentación y control de calidad, para incrementar la
productividad, servicio y rentabilidad de las instituciones a la altura de
los tiempos actuales y futuros.
El Ingeniero de Sistemas estará
capacitado para la resolución de problemas complejos, para ello debe poseer habilidades en análisis, diseño e
implementación de sistemas, para controlar, dirigir, supervisar y coordinar equipos de desarrollo y mantenimiento,
que permitan optimizar procesos administrativos e industriales, es por ello que la carrera está
comprometida en la formación del profesional integral, esto es, un profesional con sólida estructuración
científico-técnica, enmarcada en una formación humanística social e investigativa.
Desarrollará la capacidad para idear,
investigar, diseñar administrar modelos sistémicos y sistemáticos; sin embargo, no existe una estrategia
metodológica científicamente fundamentada dentro del Plan de Estudios, que permita a los docentes hacer un
uso adecuado de la simulación como método de enseñanza en la práctica docente, a pesar de que
existen varias materias donde el estudiante necesita realizar la práctica con sistemas. Estos problemas,
fundamentalmente, se deben a insuficiencias en la planificación organizativa y metodológica del docente.
En este trabajo se presentan los
resultados de realizar un diagnóstico a los docentes de la carrera Ingeniería en Sistema sobre el conocimiento
de la simulación como método de enseñanza, mostrando los resultados del caso de estudio
“Simulación Dinámica para el Modelo de Planificación Forestal para la ciudad de Oruro”, lo que manifiesta la
importancia de esta herramienta didáctica para fortalecer el trabajo metodológico y garantizar la formación de
conocimientos, habilidades y modos de actuación superiores en los estudiantes, acordes a las exigencias de
la profesión y su relación con el entorno.
MÉTODO
La presente investigación se enmarcó
bajo un enfoque cuantitativo, con un nivel descriptivo y un diseño no experimental. La población estuvo
conformada por los 12 docentes de la carrera de Ingeniería de Sistemas de la Facultad Nacional de Ingeniería
de la Universidad Técnica de Oruro, Bolivia. La muestra es de tipo no probabilística, y se coincide con
todos los miembros del total del espacio reconocido y obedece a los criterios de investigación. La
investigación se realizó en la carrera de Ingeniería de Sistemas, de la Facultad Nacional de Ingeniería en la Universidad
Técnica de Oruro, Bolivia.
Se aplicó un cuestionario a los
docentes de la carrera, con el objetivo de determinar el nivel de conocimiento de los docentes acerca de la
simulación como método de Enseñanza.
Se usó como técnica la entrevista a
informantes clave, como el Jefe de Carrera y docentes sobre la aplicación e importancia de la Simulación
como método de enseñanza en la práctica docente.
RESULTADOS
Al realizar un análisis sobre la
experiencia previa de los docentes encuestados, el 50% notifica no haber tenido ninguna práctica docente previa a su
participación en la carrera Ingeniería de Sistemas; seguido del 25% que refiere haber trabajado en pre y
postgrado con anterioridad.
En el gráfico 1 se aprecia el
conocimiento de los docentes en cuanto a la simulación como método para el proceso enseñanza–aprendizaje, tomado
este, desde el punto de vista de conocerlo o no. Positivamente respondió el 67% de la muestra; lo que evidencia
que existen insuficiencias en el conocimiento de la simulación.
Gráfico 1.
Conocimiento sobre la Simulación como
método para el proceso enseñanza-aprendizaje.
Fuente: Elaboración propia.
Se hace trascendental el hecho de que
los docentes, no solo tengan conocimiento de la simulación como un valioso método en el proceso
enseñanza-aprendizaje, sino que sean capaces de implementar este recuso para enriquecer el proceso de
formación de los Ingenieros de Sistemas. Los informantes clave apoyan la idea de que la simulación se ha
convertido en un importante método para entender y buscar la relación entre saber, hacer y ser por lo cual
el hecho de que los docentes conozcan el mismo los convierte en mejores docentes y contribuyen a mejorar
la calidad de la formación de sus estudiantes.
Al analizar la explicación dada por
los docentes en cuanto a su conocimiento sobre la simulación, el 100% consideró que es un método que permite
acercar al estudiante a la realidad que deberá enfrentar en su práctica profesional, mediante el uso
de situaciones simuladas, involucra al estudiante como sujeto activo de su aprendizaje, permite sustituir
las situaciones reales por otras creadas artificialmente; el 33,3% manifiesta que permite acelerar el proceso de
aprendizaje y el 25% que permite la reproducción de un determinada situación.
En el orden pedagógico, el hecho de
conocer la simulación como un método en la enseñanza de la Ingeniería de Sistemas, ratifica que con la
simulación se puede elevar la efectividad del proceso docente- educativo, se racionalizan esfuerzos,
aumentan los incentivos para el aprendizaje, se hace más productivo el trabajo
del docente, favorece la asimilación y la retroalimentación del proceso y
estimula la participación creadora del
estudiante.
En el gráfico 2 se muestra que el 100%
de los docentes conoce las variantes de sistemas estandarizados y simulaciones estocásticas, lo cual
coincide, con lo que en la práctica diaria utilizan para enriquecer y fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje;
el 82,35% domina los simuladores dinámicos, mientras que el 91,17% expresaron su conocimiento de
la simulación asistida por computadoras como variante de simulación.
Gráfico 2.
Variantes de simulación conocidas por
los docentes.
Fuente: Elaboración propia.
Del 100% de los docentes que
refirieron conocer la simulación como método para la enseñanza- aprendizaje, el 75% de ellos la ha utilizado
en su asignatura; mientras que solo el 25% contestó de manera negativa a esta interrogante.
En el gráfico 3 se muestra la
utilización de la simulación según las diferentes formas organizativas de enseñanza, el 92% manifestó usarla que en
la evaluación; seguido del 83% que la aplicó en la práctica docente y solo el 42% la empleó en la
orientación de los contenidos. Se evalúa la frecuencia de utilización y se obtiene que el 58.33% de los docentes
respondió haber usado siempre este método en la práctica, mientras que el 33.33% lo utilizaron la
mayoría de las veces.
Gráfico 3.
Docentes según las formas
organizativas de la enseñanza en que utilizan de la Simulación
Fuente: Elaboración propia.
La práctica docente permite la
vinculación de los conocimientos teóricos recibidos en la orientación de los contenidos con los problemas a los que
se enfrentan los estudiantes en el entorno, que en opinión del investigador y los informantes clave se puede
llevar a cabo con una utilización planificada de la simulación, como apoyo a los métodos activos del
aprendizaje, propiciando así un verdadero acercamiento del estudiante a la realidad objetiva que
desempeñará como futuro profesional, lo cual sustenta la necesidad de una estrategia docente para emplear este
método en el proceso docente.
Se obtiene la valoración de los
docentes sobre la planificación de los contenidos analíticos, teniendo en cuenta las posibilidades que brindan para
la utilización de la simulación en la práctica docente. Es interesante como el 67% de los docentes con
conocimiento de simulación coincidieron en el hecho de que solo algunos de los temas permiten la
utilización de este método en esta forma organizativa de la enseñanza, mientras que el 33% consideraron
que en ningún tema las guías didácticas propuestas favorecen la utilización de la simulación en la
práctica docente. Sin embargo, es significativo que el 100% de los docentes que expresaron tener conocimiento de
la simulación, consideraron que la misma constituye un método valioso en el proceso
enseñanza-aprendizaje.
El empleo de la simulación en
cualquier ámbito educativo donde se pueda controlar, medir, perfeccionar y evaluar, facilita la enseñanza y mejora la
perspectiva de aprendizaje del estudiante, ya que permite un juicio crítico, reflexivo, objetivo y aporta
una conciencia social, así como una participación más activa. En cuanto a los argumentos que avalan la
afirmación del valor que tiene la simulación en el proceso de enseñanza-aprendizaje, la mayoría de los
docentes coinciden en que la misma familiariza al estudiante con la realidad a la que debe enfrentarse en
la práctica laboral, facilita el desarrollo de habilidades en los estudiantes, permite su auto evaluación y lo
prepara de forma idónea para el contacto directo con los sistemas reales. Se debe tener en cuenta que
la simulación debe emplearse de manera planificada haciendo un correcto uso del contenido analítico de
cada asignatura.
Del análisis de la entrevista a
Informantes Clave se derivan los resultados que se describen a continuación. En primer lugar, la totalidad
de los entrevistados coincidieron en que este método tiene un gran valor, en cualquiera de las
asignaturas del Plan de estudios de la Carrera Ingeniería de Sistemas, ya que la simulación, tomada como una
herramienta educativa que debe cumplir con el rigor del método científico, se ha constituido en una
excelente práctica para entender y buscar la lógica relación entre saber, hacer y ser, con lo que se logra ser mejores
docentes y estudiantes.
En segundo lugar, la mayoría hicieron
alusión al uso de sistemas estandarizados y las simulaciones presentadas sin uso de tecnología,
específicamente el manejo de problemas, pues ambas son variantes sencillas y asequibles tanto para el docente
como para el estudiante y no requieren del uso de tecnologías costosas, como es el caso de los simuladores
tridimensionales y la simulación asistida por computadoras. También manifestaron que estas dos variantes
se encuentran más acordes a la experiencia docente.
En tercer lugar, la totalidad de los
informantes clave encuestados estuvieron de acuerdo con la utilidad que tendría la elaboración de estrategias
para aplicar la simulación como método. Además, consideraron oportuno enriquecer algunos elementos
relacionados con la práctica docente, ya que la simulación contribuye a una mejor enseñanza y a la
autogestión del aprendizaje por parte del alumno. En cuarto lugar, consideraron en su mayoría que, para evaluar
la estrategia de aplicación de la simulación como método para la práctica docente, se deben utilizar
los siguientes indicadores de control: a) Nivel de satisfacción de los
docentes; b) Nivel de satisfacción de los estudiantes y c) Resultado de las
evaluaciones frecuentes.
El análisis y valoración de las
fuentes teóricas consultadas, y la integración de estos criterios, con los resultados obtenidos mediante los métodos
empíricos utilizados, así como la revisión del Plan de estudios de la Carrera Ingeniería de Sistemas,
permitieron realizar la propuesta de una estrategia para utilizar de manera sencilla la simulación en la práctica
docente.
Caso de estudio: Simulación Dinámica
para el Modelo de Planificación Forestal para la ciudad de Oruro
En la propuesta de aplicación de la
simulación dinámica para el Modelo de Planificación Forestal para la ciudad de Oruro, se tuvo en cuenta
que es una técnica para construir modelos de simulación de sistemas a través de la cual es factible estudiar
comportamientos futuros. En la Dinámica de Sistemas (DS), se combinan los conocimientos de expertos,
las matemáticas y la informática. Una vez que el modelo DS es construido y las condiciones iniciales
están especificadas, una computadora puede simular el comportamiento de las diferentes variables
sobre el tiempo.
En la fase de conceptualización se
determina el propósito del modelo, sus fronteras, su posible comportamiento y la naturaleza de los
mecanismos básicos. Se define el propósito del modelo, que normalmente busca a) clarificar el
conocimiento y entendimiento del sistema; b) descubrir políticas que mejoraran el comportamiento del sistema y/o
c) capturar modelos mentales y servir como un medio de comunicación y unificación.
El problema identificado en el caso
que se trabajó en la presente investigación está relacionado con la Forestación en el departamento de Oruro, el
que presenta una serie de factores adversos que van desde el problema de inestabilidad climática (sequías,
heladas), diversidad de tipos de suelos (suelos con alto índice de salinidad), especies no aptas a la zona,
hasta el componente social o humano (población) como ente activador o destructor de cualquier programa
de forestación.
En los viveros de la Honorable
Alcaldía Municipal de Oruro se efectúa un trabajo técnico y científico, con el objetivo de elevar índices de
producción. Como resultado de un análisis de la problemática del sector forestal en el departamento, se deduce
que el problema central del sector forestal es la pérdida de la cubierta vegetal. El propósito del modelo es,
entonces, determinar el nivel de árboles que puede haber en un determinado lapso de tiempo, bajo
diferentes políticas de producción, permitiendo seleccionar la mejor en función al comportamiento del sistema.
La información generada por el modelo
es útil a las autoridades, instituciones involucradas con el medio ambiente, para desarrollar un plan de
acción de forestación. La aplicación del modelo de forestación está delimitada para el área urbana de la
ciudad de Oruro.
En la tabla 1 se muestra la
información que describe el comportamiento del sistema.
Tabla 1.
Cuadro general de plantines
muertos, porcentaje de prendimiento y cantidad de plantines
y árboles prendidos.
|
Gestión |
Plantines
Muertos |
% Prendimiento |
Cantidad de Plantines y Arboles Prendidos |
|
2013 |
0 |
0 |
0 |
|
2014 |
6960 |
55 |
8510 |
|
2015 |
7071 |
68 |
27529 |
|
2016 |
9253 |
66 |
50347 |
|
2017 |
7809 |
59 |
61791 |
Fuente: Dirección de Forestación y
medio ambiente H.A.M.O.
Los mecanismos básicos son los bucles
de realimentación en el modelo y representan el conjunto más pequeño de relaciones causa-efecto reales, capaces de generar el modo de referencia, aunque
también podría ser una simple
historia que explique el comportamiento dinámico del sistema.
Para la simulación del modelo se
estimaron y seleccionaron los valores iniciales. Se asumen valores nulos porque no se cuenta con información
exacta de gestiones anteriores, la Dirección de Forestación inicia el control en la gestión 2013. La
variable cantidad de plantines a sembrar es la
producción anual de plantines
en vivero, para la simulación, se fija esta cantidad en 65000 plantines por año (capacidad actual de los viveros).
Se simulan los valores de los niveles por edades de plantines para los 12 meses de cada año; el nivel de plantines
muertos para 1, 2 y 3 años, donde pasan a ser refalle
(reposición árboles) para ser plantados
nuevamente; se muestra el comportamiento para los árboles con más de 3
años de vida; la cantidad de plantines y árboles prendidos que representa la suma de los
tres años y árboles prendidos; se obtienen los
valores de la variable porcentaje de prendimiento anual, las tasas de
mortalidad mensual calculadas en función
de la precipitación, temperatura y riego. Se determina que existe un
comportamiento oscilante que se repite
cada año, existe mayor mortalidad los meses de mayo, junio, julio y agosto de
cada año, disminuyendo en los otros
meses.
En la validación del modelo se
comparan los datos simulados con datos históricos, para determinar si el modelo representa el comportamiento del
sistema. Dada las características del sistema se tienen valores históricos de algunas variables del modelo
que permiten realizar la comparación. Una trayectoria es el conjunto de valores que toma una variable a
lo largo de un intervalo de tiempo. Para poder caracterizar brevemente una determinada trayectoria, se
establece una tipología, pero debe tenerse en cuenta que en los estudios de sistemas complejos no se
obtienen tales trayectorias teóricas, sino aproximaciones. Las maneras usuales de representar trayectorias
son tres: a) una ecuación matemática, en donde el tiempo sea la variable independiente; b) una tabla o
cuadro y c) un gráfico.
En el análisis comparativo de
trayectorias de las series de valores observados y calculados, se observa que la trayectoria de la variable de plantines muertos, en este caso la diferencia entre las
trayectorias mostradas, no son tan
considerables.
La tabla 2 muestra la variación entre
los valores históricos y simulados.
Tabla 2.
Datos de plantines
muertos, simulados e históricos
|
Plantines
Muertos |
|||
|
Gestión (Año) |
Simulado (Arboles) |
Histórico (Arboles) |
Error (%) |
|
2013 |
0 |
0 |
0 |
|
2014 |
6625 |
6960 |
5.06 |
|
2015 |
7177 |
7071 |
1.48 |
|
2016 |
9262 |
9253 |
0.09 |
|
2017 |
7726 |
7809 |
1.07 |
Fuente: Elaboración propia
La expresión de error empleada es la
siguiente:
Esto permite afirmar que el modelo
representa el comportamiento del sistema, siendo los valores observados semejantes a los reales. La
validación se realiza sobre las variables de las que se dispone información histórica.
El análisis de sensibilidad estudia la
variación de las variables endógenas ante variaciones pequeñas de los parámetros. Cuando las trayectorias
son muy semejantes se dirá que el modelo es poco sensible al parámetro en cuestión, en caso contrario,
se considera muy sensible. La sensibilidad puede cambiar a lo largo tiempo. El análisis de
sensibilidad permite conocer la influencia de los parámetros sobre el comportamiento del modelo.
Los parámetros que varían en una
proporción razonable son:
- Considerando
que la humanidad toma conciencia sobre el cuidado de la ecología y el
medio ambiente, las tasas de mortalidad
tienden a disminuir:
•
Tasa normal de mortalidad de árboles,
disminuye en 30% (de 0.000166 a 0.000116).
•
Tasa normal de mortalidad plantines de 1 año, disminuye en 30% (de 1.65% a 1.15%).
•
Tasa normal de mortalidad plantines de 2 años, disminuye en 30% (de 0.62% a 0.434%).
•
Tasa normal de mortalidad plantines de 3 años, disminuye en 30% (de 0.37% a 0.259%).
- Considerando
que existe variación de los fenómenos climáticos, aumenta o disminuye los
valores de las siguientes variables:
•
Precipitación media mensual aumenta en
10% (5 mm)
•
Temperatura mínima media disminuye en
1 °C
•
Temperatura media disminuye en 1°C.
La influencia de los parámetros sobre
el comportamiento de plantines muertos es poco
sensible a la variación de los mismos.
Lo mismo ocurre sobre el comportamiento del prendimiento de árboles.
Una vez realizada la validación del
modelo se puede afirmar que los valores simulados se asemejan a los datos históricos conocidos, por tanto, el
modelo simula el comportamiento del sistema. El análisis de sensibilidad muestra que el modelo no es
sensible ante pequeñas variaciones de las tasas, manteniendo las mismas trayectorias de las variables.
Este caso de estudio y otros
semejantes, pueden formar parte de estrategias de enseñanza-aprendizaje contextualizada que incluyan la simulación,
como puede ser el estudio de casos, la enseñanza in situ, entre otras.
DISCUSIÓN
Los espacios de educación superior se
valen de una diversidad de métodos activos, como la simulación, los que se integran en innovaciones que
tienden a lograr aprendizajes significativos.
Collazos y Castrillón (2019),
diseñaron una metodología de enseñanza, utilizando simulaciones computarizadas para analizar su impacto sobre
el nivel de satisfacción de los estudiantes con la enseñanza de fenómenos físicos. Se crearon cinco
simulaciones sobre movimiento oscilatorio empleando el software GeoGebra, y se creó
un cuestionario para motivar la exploración autónoma de las simulaciones. En el
grupo control se orientaron los temas de
forma tradicional y en el grupo experimental se combinó la metodología tradicional con el uso de las simulaciones. Se
aplicó un test de Likert para medir el nivel de satisfacción de manera previa y posterior a la aplicación de
la metodología. En las respuestas se presentó una variación porcentual del nivel de satisfacción que para
el grupo control oscila entre –5,0% y 3,6%, y para el grupo experimental entre 1,3% y 12%. Basado en los
resultados se concluye que la metodología asistida por simulaciones computarizadas permite obtener
una variación positiva en el nivel de satisfacción, mayor que con la metodología tradicional; se
evidencia que existe una mejor respuesta de los estudiantes del grupo experimental, en comparación con el
grupo control, a la disposición al aprendizaje práctico, ya que consideran que la metodología aplicada les
permite explorar por su propia cuenta el comportamiento de los sistemas físicos estudiados; que los temas
estudiados tienen aplicación práctica; prefieren aprender a través de contenidos multimedia más que con las
clases tradicionales de tablero y marcador y les gustaría que otros docentes empleen herramientas similares
a las utilizadas en esta asignatura. El grupo de control no tuvo cambios significativos con respecto a la
evaluación realizada una vez terminó el periodo de evaluación.
Estudios como el realizado por Dinescu et al. (2010), han mostrado que existen diferencias
significativas en los grupos
experimentales, observando mayor eficiencia en la participación activa e
interactiva, luego de la implementación
de métodos de enseñanza didácticos. Otros estudios como Martínez et al.
(2018), reportan
que un alto porcentaje de sus estudiantes consideran que la utilización de las
TIC facilita su aprendizaje, ya que
prefieren aprender a través de contenidos multimedia que con las clases
tradicionales y Tapasco
y Giraldo (2017), informa que además estas aplicaciones son primordiales para
los sistemas educativos actuales, a
través de las cuales se puede lograr una mayor efectividad en el aprendizaje si
se compara con los métodos de enseñanza
tradicionales.
Por su parte, Huerta (2015; 2018),
considera que la simulación como método de resolución de problemas para la enseñanza de la estadística, que es
una de las asignaturas de la carrera Ingeniería de Sistemas, permite transformar un problema desde la ciencia
formal a la ciencia factual en la que se puede experimentar como un problema simulado. Las hipótesis del
problema original, que lo modeliza, se traducen en
hipótesis estadísticas requeridas para
su simulación. Las conjeturas formuladas en el problema original,
finalmente, se convierten en hipótesis
verificables por la experiencia al resolver los problemas simulados.
Para López (2020), la simulación debe
comprenderse como la representación artificial de un proceso del mundo real con la suficiente autenticidad
para conseguir un objetivo específico: favorecer el aprendizaje representando en lo posible un escenario más
o menos complejo, y permitiendo la valoración de la formación de una determinada acción. De tal
forma, la simulación debe integrar tanto los dispositivos técnicos o tecnológicos como también las
actividades que imitan el entorno, es decir, la recreación realista de una situación, una imitación de una
realidad compleja orientados a generar una experiencia mediada por la aplicación del conocimiento previos,
análisis, procesamiento y apropiación de información nueva y, finalmente, generar nuevo conocimiento sin
excluir el pensamiento crítico y la autonomía.
Moreno-Vallejo et al. (2019), utilizaron el simulador Packet Tracer como herramienta didáctica para la enseñanza de Frame
Relay, el Control de Enlace de Datos de Alto Nivel
(High-Level Data Link Control, HDLC) y protocolo punto a punto (PPP), con el
objetivo de determinar el porcentaje de mejoramiento que se manifiesta en el proceso pedagógico de
la asignatura Redes e integración, impartido en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador.
Finalmente, se pudo comprobar que es positivo el aporte suministrado para la formación y asimilación
de conocimientos, con respecto a la red de área amplia WAN, debido a que este conocimiento es
fundamental al momento de manejar la información y controlar el envío de paquetes de datos a nivel global.
Sarmiento (2019), propone el diseño e
implementación de un ambiente artificial educativo para la materia de redes donde se colocarían las
temáticas, los talleres y ejercicios en la plataforma, los mismos están orientados en aprendizaje basado en
problemas, usando la simulación como un método. Los resultados concluyeron que se potenció la
enseñanza de las redes de computadoras, el fortalecimiento en las actividades experimentales, la
interacción comunicativa y la motivación de los estudiantes.
Batista-Mendoza et al. (2023),
obtienen resultado similar con la aplicación de una estrategia de enseñanza con el uso de simuladores de red
para el mejoramiento del desarrollo de las competencias técnicas en los alumnos del curso de
Teleinformática, impartido en modalidad virtual, de la carrera de Ingeniería en Informática de la Facultad de
Informática, Electrónica y Comunicación de la Universidad de Panamá. El 73.1% de los alumnos percibe
que elevó las competencias técnicas; el 84.6%, consideran que el uso del simulador de red permite la
compresión de los conocimientos teóricos con la aplicación práctica a la hora de diseñar soluciones de
conectividad, utilizando dispositivos tanto de redes LAN como WAN; el 88.5% de los alumnos estiman que les
permitió desarrollar configuraciones correctas de cada uno de los dispositivos de la red; el 53.9%
opina que sobresale las expectativas al momento de aprender a verificar el trabajo, probando la
conectividad entre los dispositivos de comunicación; el 73% de los alumnos participantes percibieron que la estrategia
de enseñanza les permitió desarrollar habilidades en el aprendizaje autónomo, contribuyendo a
experimentar y aplicar sus conocimientos en un entorno flexible. Finalmente, la percepción de los
estudiantes con respecto a la estrategia de enseñanza con el uso de simulador de red amplía las perspectivas a la
hora de enfrentarse al mundo laboral, ya que se fortalecen las competencias técnicas en temas fundamentales
tales como: topologías, protocolos de comunicación, reglas y estándares de red, transferencia de datos
en la red entre otras.
CONCLUSIONES
Al realizar un análisis sobre la experiencia
previa de los docentes encuestados, el 50% notifica no haber tenido ninguna práctica docente previa a su participación
en la carrera Ingeniería de Sistemas. Solo el 67% de la muestra reconoce dominar el método, lo que
evidencia que existen insuficiencias en el conocimiento de la simulación, de ellos el 100% consideró que
es un método que permite acercar al estudiante a la realidad que deberá enfrentar en su práctica profesional;
el 33,3% manifiesta que permite acelerar el proceso de aprendizaje y el 25% que permite la reproducción
de una determinada situación.
El 100% plantea que conoce las variantes
de sistemas estandarizados y simulaciones estocásticas, lo cual coincide, con lo que en la práctica
diaria utilizan para enriquecer y fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje; el 82,35% domina los simuladores
dinámicos, mientras que el 91,17% expresaron su conocimiento de la simulación asistida por computadoras
como variante de simulación, siendo esta la de menor porcentaje.
El 92% manifestó usar el método en la evaluación;
seguido del 83% que la aplicó en la práctica docente y solo el 42% la empleó en la orientación de
los contenidos. Se evalúa la frecuencia de utilización y se obtiene que el 58.33% de los docentes
respondió haber usado siempre este método en la práctica docente mientras que el 33.33% lo utilizaron la mayoría
de las veces.
El 67% de los docentes con
conocimiento de simulación coincidieron en el hecho de que solo algunos de los temas permiten la utilización de este
método en esta forma organizativa de la enseñanza, mientras que el 33% consideraron que en ningún tema las
guías didácticas propuestas favorecen la utilización de la simulación en la práctica docente.
Del análisis de la entrevista a informantes
clave se deriva que la totalidad coincidieron en que este método tiene gran valor en cualquiera de las
asignaturas y proponen evaluar la aplicación de la estrategia como método para la práctica docente, teniendo
como indicadores de control, el nivel de satisfacción de los docentes, el de los estudiantes y el resultado
de las evaluaciones frecuentes. Se presentan los resultados del caso de estudio “Simulación Dinámica para el
Modelo de Planificación Forestal para la ciudad de Oruro”, que demuestra la importancia de esta
herramienta didáctica para fortalecer el trabajo metodológico y garantizar la formación de conocimientos, habilidades
y modos de actuación superiores en los estudiantes, acordes a las exigencias de la profesión y su relación
con el entorno.
Finalmente, la simulación se presenta como
un método de enseñanza innovador y altamente valorado por los docentes, que promueve el desarrollo de
habilidades prácticas en los estudiantes de Ingeniería de Sistemas, por lo que se requiere mayor capacitación
docente en el uso de herramientas de simulación, así como mejor dotación de equipamiento tecnológico,
para que este método pueda implementarse de forma efectiva. Por ello, la inclusión progresiva
de la simulación en las asignaturas permitirá complementar la formación teórica con experiencias de aprendizaje
significativas y acercar a los estudiantes al entorno profesional.
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