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Integration of Arduino in Software Engineering Academic Training: Impact on the Development of Practical Skills and Creativity in Students in the Software Engineering Graduation Process at UNEMI
Integrao do Arduino na Formao Acadmica de Engenharia de Software: Impacto no Desenvolvimento de Competncias Prticas e Criatividade nos Estudantes no processo de graduao em Engenharia de Software da UNEMI
Correspondencia: dcarrionl@unemi.edu.ec
Ciencias Tcnicas y Aplicadas
Artculo de Investigacin
* Recibido: 21 de septiembre de 2024 *Aceptado: 17 de octubre de 2024 * Publicado: 24 de noviembre de 2024
I. Universidad Estatal de Milagro, Ecuador.
II. Universidad de Guayaquil, Ecuador.
III. Universidad Estatal de Milagro, Guayas, Ecuador.
Resumen
Este artculo explora la incorporacin de Arduino en la formacin acadmica de los estudiantes de Ingeniera de Software de la UNEMI y analiza su impacto en el desarrollo de habilidades prcticas y creatividad durante el proceso de titulacin de la carrera. A travs de entrevistas realizadas a estudiantes del periodo 2023-2024 que eligieron proyectos de titulacin relacionados con Arduino y los desarrollaron, se evala la relevancia de esta herramienta en el proceso de aprendizaje y su potencial como buena prctica en el desarrollo de proyectos que integren de manera innovadora el currculo acadmico, utilizando el software de programacin y los microprocesadores Arduino como herramientas de apoyo para el desarrollo de prototipos. Los resultados destacan cmo Arduino fomenta el pensamiento crtico, la resolucin de problemas y la innovacin, promoviendo una formacin ms integral en la carrera de Ingeniera de Software. Adems, se analizan los proyectos elaborados por los estudiantes, as como las percepciones y opiniones obtenidas de su experiencia en el proceso de enseanza-aprendizaje.
Palabras clave: Arduino; Ingeniera de Software; habilidades prcticas; creatividad; prototipos; educacin superior.
Abstract
This article explores the incorporation of Arduino into the academic training of Software Engineering students at UNEMI and analyzes its impact on the development of practical skills and creativity during the degree process. Through interviews with students from the 2023-2024 period who chose and developed Arduino-related degree projects, the relevance of this tool in the learning process and its potential as a good practice in the development of projects that innovatively integrate the academic curriculum are evaluated, using Arduino programming software and microprocessors as support tools for the development of prototypes. The results highlight how Arduino encourages critical thinking, problem solving, and innovation, promoting a more comprehensive training in the Software Engineering degree. In addition, the projects developed by the students are analyzed, as well as the perceptions and opinions obtained from their experience in the teaching-learning process.
Keywords: Arduino; Software Engineering; practical skills; creativity; prototypes; higher education.
Resumo
Este artigo explora a incorporao do Arduino na formao acadmica dos estudantes de Engenharia de Software da UNEMI e analisa o seu impacto no desenvolvimento de competncias prticas e criatividade durante o processo de graduao. Atravs de entrevistas a alunos do perodo 2023-2024 que escolheram projetos de graduao relacionados com o Arduino e os desenvolveram, a relevncia desta ferramenta no processo de aprendizagem e o seu potencial como boa prtica no desenvolvimento de projetos que integrem de forma inovadora o currculo acadmico, utilizando software de programao e microprocessadores Arduino como ferramentas de apoio ao desenvolvimento de prottipos. Os resultados destacam como o Arduino estimula o pensamento crtico, a resoluo de problemas e a inovao, promovendo uma formao mais abrangente na carreira de Engenharia de Software. Alm disso, so analisados os projetos elaborados pelos alunos, bem como as percees e opinies obtidas a partir da sua experincia no processo de ensino-aprendizagem.
Palavras-chave: Arduino; Engenharia de software; competncias prticas; criatividade; prottipos; ensino superior.
Introduccin
En los ltimos aos, la educacin en Ingeniera de Software ha evolucionado significativamente, adaptndose a las necesidades de un mercado laboral en constante cambio. Este proceso de transformacin ha impulsado la adopcin de metodologas que combinan teora y prctica, permitiendo a los estudiantes desarrollar competencias tcnicas y habilidades aplicadas que los preparen para enfrentar los retos del mundo profesional. La integracin de tecnologas innovadoras ha sido clave para reducir la brecha entre el conocimiento terico y su aplicacin prctica, equipando a los estudiantes con herramientas efectivas para abordar las demandas de un entorno dinmico y altamente competitivo (Garca-Pealvo et al., 2020).
Dentro de este marco, la titulacin no es solo una etapa final del currculo, sino un campo de formacin que debe ser diseado desde los primeros semestres. (Milans Gmez, et al.,2020) Los proyectos de titulacin representan un componente esencial en la formacin de los estudiantes de Ingeniera de Software, ya que constituyen la culminacin de su aprendizaje y les permiten aplicar de manera integral los conocimientos adquiridos a lo largo de su formacin. Estos proyectos, tpicamente orientados al desarrollo de soluciones tecnolgicas, integran reas como programacin, diseo de sistemas, gestin de proyectos y anlisis de requerimientos. Hernndez y Lpez (2019) destacan que "los proyectos de titulacin son una herramienta clave para consolidar competencias profesionales, promoviendo un aprendizaje basado en proyectos que fomenta la autonoma y la resolucin de problemas reales".
De igual manera a titulacin no es solo una etapa final del currculo, sino un campo de formacin que debe ser diseado desde los primeros semestres.
En la Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), el currculo de todas las carreras incluye la asignatura Diseo de Integracin Curricular, ubicada en el ltimo nivel de estudios. Esta asignatura permite a los estudiantes sintetizar y aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de su carrera en un proyecto final, cuyo desarrollo y defensa constituyen requisitos indispensables para la obtencin del ttulo. En la Carrera de Ingeniera de Software, estos trabajos de titulacin generalmente consisten en la creacin de aplicativos tecnolgicos que integran diversas herramientas y metodologas aprendidas durante su formacin acadmica.
El proceso de titulacin inicia con la presentacin de una propuesta por parte del estudiante, la cual es evaluada y aprobada por la comisin de titulacin. Posteriormente, el estudiante desarrolla y defiende su trabajo ante la misma comisin. En este contexto, los estudiantes suelen optar por soluciones tecnolgicas innovadoras que abordan problemas reales utilizando herramientas aprendidas durante su carrera. Una de las opciones que ha ganado popularidad es la integracin de Arduino con software de programacin. Esta combinacin permite desarrollar prototipos funcionales que combinan hardware y software, enriqueciendo el proceso de aprendizaje y ampliando las posibilidades de aplicacin prctica.
Arduino, una plataforma de hardware abierto, destaca por su accesibilidad, versatilidad y facilidad de uso, lo que la convierte en una herramienta educativa ideal para disciplinas como la Ingeniera de Software. Segn Garca-Pealvo et al. (2020), "la utilizacin de Arduino en entornos educativos promueve el aprendizaje activo y el desarrollo de competencias transversales en los estudiantes". Adems, esta plataforma fomenta la creatividad y el pensamiento crtico, habilidades esenciales en la formacin de ingenieros capaces de resolver problemas complejos (Martnez et al., 2021). Al permitir el desarrollo de proyectos tangibles, Arduino fortalece la conexin entre teora y prctica, convirtindose en una herramienta pedaggica clave para mejorar la experiencia educativa.
Este artculo analiza el impacto de la integracin de Arduino en los proyectos de titulacin de la Carrera de Ingeniera de Software en la UNEMI, evaluando su contribucin al desarrollo de habilidades prcticas, creatividad y pensamiento crtico en los estudiantes. A travs de entrevistas, se exploran las ventajas y desafos que conlleva el uso de esta plataforma, proporcionando una visin integral de su impacto y reflexionando sobre su potencial como modelo para incorporar tecnologas emergentes en la educacin superior.
En este contexto el siguiente estudio tiene como objetivo general analizar el impacto de la integracin de Arduino en los proyectos de titulacin de la Carrera de Ingeniera de Software en la Universidad Estatal de Milagro, con el fin de evaluar su contribucin al fortalecimiento de habilidades prcticas, creatividad y preparacin profesional en los estudiantes.
Revisin de Literatura
Estudios previos han demostrado que Arduino es una herramienta efectiva en el desarrollo de habilidades tecnolgicas y creativas en estudiantes de diversas disciplinas.
El Rol de Arduino en la Educacin: Un Enfoque Interdisciplinario y Creativo
Arduino se ha posicionado como una herramienta educativa que enriquece el aprendizaje mediante proyectos interdisciplinarios que conectan ciencias, matemticas, tecnologa y arte. Segn Castro Araya et al. (2022), su integracin en el aula permite a los estudiantes comprender conceptos tcnicos y aplicarlos en situaciones prcticas, fomentando un aprendizaje significativo y alineado con problemticas reales. Este enfoque no solo ampla el panorama acadmico, sino que tambin fortalece la conexin entre disciplinas, promoviendo una educacin ms integral.
El uso de Arduino impulsa tanto la adquisicin de competencias tcnicas en programacin y electrnica como el aprendizaje activo, donde los estudiantes resuelven problemas y disean soluciones innovadoras. Adems, Castro Araya et al. (2022) destacan su impacto en el desarrollo de la creatividad, ya que esta plataforma brinda la oportunidad de experimentar con ideas originales en un entorno prctico. Estos proyectos suelen realizarse en equipos, lo que tambin mejora habilidades de comunicacin y colaboracin esenciales para su futuro profesional.
La versatilidad de Arduino permite su adaptacin a diferentes niveles educativos, desde la educacin bsica hasta la superior, ajustndose a las necesidades de los estudiantes. Castro Araya et al. (2022) subrayan que esta flexibilidad transforma el aula en un espacio dinmico e inclusivo, enriqueciendo el proceso de enseanza-aprendizaje y preparando a los estudiantes para enfrentar los desafos de un entorno profesional en constante evolucin.
El Impacto de Arduino en el Desarrollo de Competencias Educativas
El uso de Arduino en el aula ofrece mltiples beneficios educativos, destacndose su capacidad para mejorar habilidades prcticas y tcnicas. Segn Prez Tavera (2023), los estudiantes adquieren competencias en programacin y electrnica a travs de proyectos que les permiten aplicar conceptos tericos de forma tangible. Adems, esta plataforma fomenta el pensamiento crtico y la toma de decisiones, ya que los estudiantes enfrentan desafos durante el diseo y desarrollo de soluciones. Este enfoque no solo potencia su capacidad para resolver problemas, sino que tambin promueve un aprendizaje activo y comprometido, aumentando la motivacin por aprender.
Para Hernndez (2018), el uso de Arduino en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) potencia el desarrollo de competencias educativas en los estudiantes al fomentar la creatividad, la investigacin y el trabajo colaborativo. Esta metodologa permite a los alumnos disear y ejecutar proyectos prcticos, lo que hace que los conceptos tericos sean ms relevantes y significativos. Adems, promueve la iniciativa y la capacidad emprendedora, mientras que el dominio de esta tecnologa les proporciona habilidades valiosas para el mercado laboral. En conjunto, el ABP con Arduino enriquece la enseanza de la fsica y contribuye al desarrollo integral de los estudiantes.
Metodologas Innovadoras en el Aprendizaje de Ingeniera
El aprendizaje en ingeniera se ve significativamente enriquecido mediante la implementacin de herramientas tecnolgicas y metodologas prcticas que conectan la teora con la prctica. Segn Guerrero Salazar (2023), el uso de software y hardware libre, como Arduino, permite a los estudiantes experimentar con proyectos prcticos, lo que facilita la comprensin de conceptos complejos al integrarlos en actividades tangibles.
Este enfoque, combinado con la enseanza basada en proyectos, fomenta un aprendizaje activo en el que los estudiantes trabajan en la resolucin de problemas reales, aplicando sus conocimientos tericos a situaciones prcticas. Esta metodologa no solo fortalece las habilidades tcnicas, sino que tambin impulsa la capacidad de resolucin de problemas y la toma de decisiones.
Adems, el enfoque intercurricular y el desarrollo de competencias del siglo XXI son pilares fundamentales en la educacin en ingeniera. La integracin de contenidos de diversas reas como matemticas, ciencias y tecnologa brinda a los estudiantes una comprensin holstica de los conceptos de ingeniera, destacando las interconexiones entre disciplinas. Guerrero Salazar (2023) seala que este enfoque, junto con el uso de herramientas tecnolgicas modernas, prepara a los estudiantes para los desafos del entorno laboral actual. Al promover habilidades como la creatividad, la comunicacin y la colaboracin, estas metodologas no solo facilitan el aprendizaje, sino que tambin capacitan a los futuros ingenieros para desempearse de manera efectiva en un mundo cada vez ms tecnolgico y dinmico.
Prototipos en Ingeniera de Software
El uso de prototipos funcionales en el contexto educativo, como lo destacan Espinosa-Espinosa y Retana Gonzlez (2023), permite a los estudiantes visualizar y validar conceptos de diseo de software mediante un enfoque prctico y experimental. En su estudio, los autores describen el desarrollo de un sistema de geolocalizacin basado en tecnologas como GPS y GSM, demostrando cmo los prototipos facilitan la conexin entre teora y prctica, al permitir probar y ajustar ideas en un entorno realista. Adems, subrayan la relevancia de las pruebas de campo para evaluar el rendimiento de los prototipos en condiciones reales, lo que resalta la experimentacin como herramienta para validar conceptos. Este enfoque iterativo, que incluye la comparacin y mejora continua de prototipos, fomenta una comprensin ms profunda del diseo de software, desarrollando en los estudiantes habilidades clave como la resolucin de problemas y la capacidad de innovacin.
Segn Flores Tomal y Snchez Espinoza (2022), Arduino desempe un papel central en el desarrollo de un sistema domtico, donde se implement un algoritmo en el microcontrolador para procesar comandos de voz enviados desde un dispositivo Alexa. Arduino se encarg de transmitir las seales necesarias para controlar funciones como el encendido y apagado de luces, la operacin de electrodomsticos y el movimiento de cortinas, mientras que la conexin Wi-Fi, facilitada por un chip NodeMCU o ESP8266, permiti la comunicacin entre los dispositivos.
En este contexto, el uso de prototipos funcionales result fundamental para que los estudiantes pudieran visualizar y validar conceptos de diseo de software de forma prctica. Al trabajar con estos prototipos, los estudiantes tienen la oportunidad de experimentar con sus ideas, recibir retroalimentacin y realizar ajustes en tiempo real, lo que no solo profundiza su comprensin terica, sino que tambin fortalece sus habilidades para resolver problemas en escenarios reales. Este enfoque fomenta la aplicacin efectiva de conocimientos en el diseo y la automatizacin de sistemas, proporcionando una experiencia integral en el aprendizaje de la ingeniera de software
Materiales y mtodos
La metodologa empleada en este estudio combina un enfoque cualitativo y experimental, diseado para analizar el impacto de la integracin de Arduino en el desarrollo de proyectos de titulacin en la carrera de Ingeniera de Software. Este enfoque permite explorar cmo el uso de Arduino contribuye al fortalecimiento de habilidades prcticas, creatividad y pensamiento crtico en los estudiantes.
El diseo del estudio de la investigacin es de carcter exploratorio, enfocado en comprender las experiencias y percepciones de los estudiantes al emplear Arduino en proyectos de titulacin. La investigacin se centra en identificar las ventajas, los desafos y las estrategias adoptadas durante el proceso de integracin de esta tecnologa en el contexto acadmico.
Muestra y Participantes
La poblacin objetivo incluye estudiantes del ltimo nivel de la carrera de Ingeniera de Software de la Universidad Estatal de Milagro (UNEMI). En total, se consideraron 90 estudiantes distribuidos en tres periodos acadmicos:
I Semestre 2023: 38 estudiantes organizados en 19 grupos, de los cuales uno desarroll el proyecto Sistema de riego inteligente por goteo para plantaciones de cacao basado en Arduino para la Hacienda La Chelita.
II Semestre 2023: 28 estudiantes en 14 grupos, con un proyecto destacado titulado Hardware de seguridad de control de alertas para viviendas en Urbanizacin de Milagro con Arduino.
I Semestre 2024: 24 estudiantes en 12 grupos, de los cuales uno present la Aplicacin web de control de parqueo de vehculos basado en tecnologa IoT para el estacionamiento de la UNEMI.
Para este caso se tom como referencia solo los paralelos de estudiantes en donde se present proyectos de titulacin relacionados con Arduino. Los datos que se resumen en la siguiente tabla:
Tabla 1: Cantidad de Estudiantes con proyecto Arduino
|
Periodo Acadmico |
Semestre |
Total de estudiantes por paralelo |
Cantidad de estudiantes con proyecto con Arduino |
|
2023 |
I |
38 |
2 |
|
2023 |
II |
28 |
1 |
|
2024 |
I |
24 |
2 |
|
Totales |
90 |
5 |
|
Nota: Cantidad de estudiantes con proyectos utilizando Arduino
La seleccin de participantes fue intencional, considerando aquellos que integraron Arduino como componente principal de sus proyectos de titulacin.
Instrumentos de Recoleccin de Datos
La recoleccin de datos para este estudio se llev a cabo utilizando una combinacin de mtodos cualitativos y descriptivos, con el objetivo de obtener una comprensin integral del impacto de la integracin de Arduino en los proyectos de titulacin.
Se elabor una entrevista con seis preguntas utilizando escala de Likert, misma que fue elaborada en Google Forms, esta fue dirigida a los estudiantes que participaron en proyectos de titulacin utilizando Arduino como herramienta principal. Estas entrevistas incluyeron preguntas cerradas orientadas a explorar las motivaciones para elegir Arduino, las habilidades prcticas desarrolladas, los desafos enfrentados durante el diseo y la implementacin de los prototipos, y las percepciones sobre el aprendizaje adquirido. Este enfoque permiti recopilar datos ricos en matices y experiencias individuales, ofreciendo una visin profunda de cmo Arduino contribuye al desarrollo acadmico y profesional de los estudiantes. Las entrevistas se realizaron en un ambiente informal para fomentar la apertura y autenticidad de las respuestas.
Adems, se utiliz la observacin directa de las actividades de los estudiantes durante el desarrollo de los proyectos. Esta tcnica permiti documentar las etapas de diseo, programacin, implementacin y prueba de los prototipos, as como las dinmicas de trabajo en equipo. Se hizo un seguimiento continuo de los avances, registrando las estrategias utilizadas para resolver problemas tcnicos, las iteraciones en los diseos y el grado de integracin entre hardware y software. Este acompaamiento se realiz con un docente tutor quien registraba notas y registro fotogrficos de los prototipos en desarrollo, lo que permiti identificar patrones comunes en el uso de Arduino y destacar las innovaciones introducidas por los estudiantes.
Posterior, los prototipos funcionales desarrollados por los estudiantes fueron evaluados para analizar su calidad, funcionalidad e innovacin a travs de revisin de documento y sustentacin y defensa oral. Este anlisis incluy una revisin de los informes tcnicos presentados por los equipos, los cuales detallaban las caractersticas tcnicas, los diagramas de flujo, los esquemas elctricos y el cdigo fuente utilizado. Adems, se realizaron pruebas prcticas de los prototipos para verificar su desempeo en escenarios simulados o reales, dependiendo del contexto del proyecto. Por ejemplo, se evalu la eficacia del Sistema de riego inteligente por goteo en condiciones controladas y se verific el alcance de las alertas generadas por el Hardware de seguridad de control de alertas. Este anlisis permiti identificar fortalezas y reas de mejora en el diseo y funcionalidad de los prototipos.
Revisin de Documentos
Se revisaron los informes finales de los proyectos y los materiales presentados por los estudiantes como evidencia del proceso de desarrollo. Estos documentos proporcionaron informacin clave sobre las metodologas utilizadas, las etapas del proyecto y las conclusiones obtenidas. La revisin incluy una evaluacin de cmo los estudiantes integraron Arduino con otros componentes tecnolgicos, as como las implicaciones educativas y prcticas de sus soluciones. Este anlisis permiti relacionar el proceso de diseo de los prototipos con el impacto en el aprendizaje y la creatividad.
En conjunto, estos instrumentos proporcionaron una base slida para comprender las experiencias de los estudiantes y evaluar el impacto educativo de la integracin de Arduino en los proyectos de titulacin. La triangulacin de datos obtenidos de entrevistas, observaciones y anlisis de productos asegur la validez y la profundidad del estudio, permitiendo identificar tendencias significativas y reas de oportunidad para futuras implementaciones de tecnologas en la educacin
Etapas del Proceso
El estudio se desarroll en tres etapas principales:
Fase Inicial: Los estudiantes presentaron sus propuestas de titulacin, las cuales fueron evaluadas y aprobadas por la comisin de titulacin. Se identificaron los proyectos que integraban Arduino como herramienta clave.
Fase de Desarrollo: Los equipos disearon, implementaron y probaron sus prototipos, utilizando metodologas giles para gestionar el progreso del proyecto y realizar ajustes segn los resultados de las pruebas.
Fase de Evaluacin: Los prototipos funcionales fueron presentados ante la comisin de titulacin y los investigadores, quienes evaluaron el impacto de Arduino en los proyectos, tanto en trminos tcnicos como pedaggicos.
Anlisis de Datos
Los datos recopilados mediante entrevistas y observaciones fueron analizados utilizando codificacin temtica, identificando categoras clave como: Impacto de Arduino en la comprensin prctica de conceptos tcnicos, habilidades desarrolladas, como creatividad, resolucin de problemas y trabajo en equipo y desafos tcnicos enfrentados durante el diseo y la implementacin. Adems, los datos descriptivos relacionados con la funcionalidad y calidad de los prototipos se analizaron para identificar patrones de mejora en los proyectos.
Resultado de las entrevistas
En el caso de las entrevistas se crearon 6 preguntas utilizando escala de Likert siendo la opcin 1 Totalmente en desacuerdo y la opcin 5 Totalmente de acuerdo. Lo cinco estudiantes respondieron a la encuesta desde la experiencia de utilizar Arduino integrando a sus proyectos de titulacin los cuales dieron los siguientes resultados:
Eleccin de Arduino como herramienta innovadora y adecuada para resolver problemas prcticos en Ingeniera de Software.
Figura 1: Eleccin de Arduino como herramienta innovadora
Todos los participantes (100%) est totalmente de acuerdo en que Arduino es una herramienta innovadora y adecuada para resolver problemas prcticos en Ingeniera de Software, esto indica una percepcin mayoritariamente positiva sobre el uso de Arduino en proyectos de titulacin.
Desarrollo de habilidades prcticas esenciales para la Ingeniera de Software
Figura 2: Desarrollo de habilidades prcticas esenciales
El 60% de los encuestados seleccionaron estar totalmente de acuerdo, mientras que el 40% eligi la opcin De acuerdo, lo que nos permite conocer la percepcin de los estudiantes sobre el impacto de trabajar con Arduino en el desarrollo de habilidades prcticas importantes, como programacin y electrnica, para su formacin como ingenieros de software.
Fomento de la creatividad e innovacin en la resolucin de problemas
Figura 3: Creatividad e Innovacin en la resolucin de problemas
Todos los participantes (100%) estn totalmente de acuerdo en que el uso de Arduino en sus proyectos de titulacin foment su creatividad al proponer soluciones innovadoras a problemas reales. Este resultado refleja una percepcin completamente positiva sobre el impacto de Arduino en el desarrollo de habilidades creativas e innovadoras, destacando su relevancia como herramienta educativa en la resolucin de problemas prcticos dentro del mbito de la Ingeniera de Software.
Mejora de la resolucin de problemas tcnicos y diseo de soluciones innovadoras
Figura 4: Desarrollo de habilidades prcticas esenciales
El 80% de los participantes (4 respuestas) est totalmente de acuerdo en que el uso de Arduino en sus proyectos les permiti mejorar su capacidad para resolver problemas tcnicos y disear soluciones innovadoras para enfrentar desafos en su carrera profesional. El 20% restante (1 respuesta) est de acuerdo. No hubo respuestas en desacuerdo o indiferentes. Esto indica que, en general, los estudiantes perciben a Arduino como una herramienta valiosa para fortalecer competencias tcnicas y profesionales, consolidando su preparacin para el entorno laboral en la Ingeniera de Software.
Creatividad y experimento con ideas originales
Figura 5: Creatividad e ideas originales
El 80% de los participantes (4 respuestas) est totalmente de acuerdo en que el uso de Arduino les brind la oportunidad de ser creativos y experimentar con ideas originales para el diseo de sus proyectos. El 20% restante (1 respuesta) est de acuerdo. No se registraron respuestas en desacuerdo o neutrales. Estos resultados reflejan que la mayora de los estudiantes perciben a Arduino como una herramienta que potencia la creatividad y permite la exploracin de soluciones innovadoras, consolidando su rol como recurso clave en el desarrollo de proyectos de Ingeniera de Software.
Superar desafos tcnicos gracias a Arduino
Figura 6: Superacin de desafos tcnicos
El 60% de los participantes (3 respuestas) est totalmente de acuerdo en que durante el desarrollo de sus proyectos pudieron superar los desafos tcnicos gracias a las capacidades que ofrece Arduino. Un 20% (1 respuesta) est de acuerdo, mientras que otro 20% (1 respuesta) se encuentra neutral. No hubo respuestas en desacuerdo. Estos resultados destacan que, para la mayora de los encuestados, Arduino fue una herramienta clave para superar obstculos tcnicos, subrayando su utilidad en el desarrollo de proyectos en Ingeniera de Software.
Observaciones Directas
Los prototipos funcionales desarrollados por los estudiantes fueron evaluados mediante la revisin de informes tcnicos y la defensa oral, considerando aspectos como calidad, funcionalidad e innovacin. Este anlisis incluy pruebas prcticas con maquetas diseadas por los estudiantes, as como la interfaz creada con lenguajes de programacin que permitieran la interaccin con el prototipo, lo que permiti verificar su desempeo y destacar fortalezas y reas de mejora.
A continuacin, se presentan la integracin de Arduino en uno de los temas, titulado Sistema de Riego inteligente por goteo para plantaciones de cacao basado en Arduino para la Hacienda La Chelita.
Figura 7: Interfaz del uso del Sistema de Riego Inteligente
Figura 8: Creacin de Prototipo con sensores y configuracin con Arduino
La figura 5 muestra la interfaz grfica desarrollada para el Sistema de Riego Inteligente, donde se observa la interaccin del usuario con las funciones principales del sistema, incluyendo la programacin y monitoreo del riego automatizado y la figura 6 representa el proceso de creacin del prototipo utilizando sensores y su configuracin con Arduino. La imagen ilustra la integracin del hardware y el software para implementar las funcionalidades del sistema.
El proyecto titulado "Hardware de control para un circuito de seguridad aplicado en urbanizaciones de la ciudad de Milagro" tuvo como objetivo optimizar la vigilancia de viviendas mediante un sistema eficiente y funcional. En este caso, el sistema integr un microcontrolador, sensores para puertas y ventanas, un teclado matricial 4x4, una pantalla LED y el mdulo SIM800L, permitiendo al usuario activar y desactivar el sistema, cambiar contraseas y recibir notificaciones en su telfono celular. Este prototipo fue creado para mejorar la respuesta ante eventos de vulnerabilidad, ofreciendo notificaciones por llamada o mensaje de texto, incluso cuando el propietario est ausente, brindando as un enfoque prctico y seguro para la gestin de la seguridad residencial.
Figura 9: Interfaz del uso del Sistema de Seguridad de Viviendas
Figura 10: Creacin de prototipo con sensores, pantalla led en maqueta
La imagen de la figura 8 muestra el teclado matricial y la pantalla LED utilizados para interactuar con el sistema, permitiendo funciones como activacin, desactivacin y cambio de contrasea. En la figura 9 muestra el prototipo creado con sensores, pantalla LED y maqueta de vivienda. La representacin incluye componentes como el microcontrolador, sensores para puertas y ventanas, y otros elementos integrados en una maqueta funcional para simular el entorno real del sistema de seguridad.
En el caso del proyecto Aplicacin web de control de parqueo de vehculos basada en tecnologa IoT para el estacionamiento de la UNEMI se enfoc en desarrollar un aplicativo web basado en tecnologa IoT para la gestin de parqueaderos en la Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), optimizando la distribucin de 472 espacios disponibles. La herramienta brind a los usuarios informacin en tiempo real sobre espacios libres para estacionar y permite a los administradores gestionar eficientemente los parqueaderos. Se emple tecnologas como Next.js, MongoDB, Tailwind CSS e IoT y hardware con Arduino.
Figura 11: Diagrama de conexin e instalacin de Sensores
Figura 12: Construccin de prototipo demostrativo
Las figuras presentadas ilustran tanto el diseo como la implementacin del sistema de control de parqueo basado en tecnologa IoT para la UNEMI. En la Figura 9, se muestra el diagrama de conexin e instalacin de los sensores, destacando cmo se interconectan mediante una protoboard y un microcontrolador ESP32 para detectar la disponibilidad de los espacios de estacionamiento. La Figura 10 representa el prototipo fsico demostrativo, que simula el parqueadero de la universidad utilizando un modelo a escala con sealizacin y vehculos miniatura, lo que permite evidenciar el funcionamiento prctico del sistema y su integracin con la infraestructura tecnolgica propuesta.
Discusin
La integracin de Arduino en los proyectos de titulacin de los estudiantes de Ingeniera de Software representa un avance significativo en la educacin tecnolgica al permitir la conexin efectiva entre la teora y la prctica. Los resultados obtenidos de las entrevistas y observaciones directas reflejan que esta herramienta no solo facilita el aprendizaje de conceptos tcnicos, como programacin y electrnica, sino que tambin fomenta la creatividad, el pensamiento crtico y la capacidad de resolucin de problemas.
Uno de los hallazgos ms relevantes fue que el 100% de los estudiantes perciben a Arduino como una herramienta innovadora y adecuada para resolver problemas prcticos. Este resultado refuerza su importancia en el mbito educativo como un medio para consolidar competencias prcticas y tcnicas, alineadas con las demandas del mercado laboral. Adems, el 80% de los estudiantes indic que Arduino les permiti mejorar su capacidad para resolver desafos tcnicos y disear soluciones innovadoras, lo que subraya su potencial como plataforma para enfrentar problemas reales.
Desde una perspectiva pedaggica, el uso de Arduino fomenta metodologas activas de aprendizaje, como el aprendizaje basado en proyectos, que incentivan la experimentacin y la creatividad. Esto qued evidenciado en los proyectos desarrollados, tales como el sistema de riego inteligente, el sistema de seguridad residencial y el control de parqueaderos basado en IoT. Estos casos muestran cmo los estudiantes pudieron transformar ideas abstractas en prototipos funcionales, integrando hardware y software para resolver problemas especficos.
Sin embargo, tambin se identificaron desafos, como la necesidad de un mayor acceso a recursos tecnolgicos y un acompaamiento docente ms estructurado. Estos factores podran limitar el impacto positivo de Arduino si no se abordan adecuadamente. A pesar de ello, las observaciones directas resaltaron la capacidad de los estudiantes para superar obstculos tcnicos, lo que evidencia su adaptabilidad y resiliencia.
Por consiguiente, el uso de Arduino como herramienta educativa en proyectos de titulacin demuestra ser una estrategia eficaz para fortalecer las competencias prcticas, la creatividad y la innovacin de los estudiantes de Ingeniera de Software. Este enfoque no solo enriquece su experiencia educativa, sino que tambin los prepara para enfrentar los retos del mundo profesional, posicionndolos como ingenieros altamente capacitados y competitivos. Es necesario continuar explorando y optimizando el uso de esta plataforma para maximizar su impacto en la formacin de futuros profesionales.
Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones
La integracin de la plataforma Arduino en los proyectos de titulacin de la carrera de Ingeniera de Software ha evidenciado un notable potencial para fortalecer las competencias prcticas de los estudiantes y estimular su creatividad. Al permitir la materializacin de conceptos tericos en prototipos tangibles, Arduino fomenta un aprendizaje experiencial que promueve la resolucin de problemas reales mediante soluciones innovadoras.
Esta herramienta tecnolgica ha demostrado ser un puente eficaz entre la teora y la prctica, enriqueciendo significativamente la experiencia educativa. Su adopcin en proyectos de titulacin ha consolidado el enfoque de aprendizaje basado en proyectos, el cual fomenta una formacin integral que combina slidas bases tericas con habilidades tcnicas, pensamiento crtico y capacidad de innovacin.
Si bien el uso de Arduino en este contexto representa una estrategia pedaggica prometedora para integrar tecnologas emergentes en la educacin superior, es necesario identificar y abordar ciertas limitaciones. El acceso equitativo a recursos tecnolgicos, as como la necesidad de un acompaamiento docente ms estructurado, se presentan como desafos a superar para optimizar los resultados educativos.
Recomendaciones
Es fundamental establecer el uso de Arduino como una herramienta educativa transversal en el currculo de Ingeniera de Software. Esto permitir consolidar un enfoque pedaggico prctico que desarrolle habilidades en programacin, electrnica y diseo de sistemas.
Se recomienda garantizar la disponibilidad de equipos Arduino y otros recursos tecnolgicos en los laboratorios de la carrera. Adems, es esencial ofrecer programas de capacitacin para el personal docente, asegurando una implementacin ptima de esta tecnologa en los procesos de enseanza-aprendizaje.
Disear e implementar proyectos acadmicos que utilicen Arduino como ncleo para la resolucin de problemas reales e interdisciplinarios. Este enfoque contribuir a fortalecer las competencias tcnicas, la creatividad y el trabajo colaborativo en los estudiantes, preparndolos de manera efectiva para los desafos del mercado laboral y promoviendo una educacin superior alineada con la innovacin tecnolgica.
Referencias
1. Castro Araya, H., Esquivel Caldern, D., & Guadamuz Villalobos, J. (2022). Estrategia didctica para la integracin curricular de la biblioteca: creacin de proyectos con Arduino y Scratch. Bibliotecas Revista de La Escuela de Bibliotecologa Documentacin e Informacin, 40(1), 132. https://doi.org/10.15359/rb.40-1.4
2. Espinosa-Espinosa, M. I., & Retana Gonzlez, R. A. (2023). Prototipo de sistema de geolocalizacin para personas vulnerables usando el mdulo A9G y Arduino UNO. Ciencia Latina Revista Cientfica Multidisciplinar, 7(1), 1135911388. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i1.5467
3. Flores Tomal, D. G., & Snchez Espinoza, D. (2022). Sistema domtico por comando de voz basado en Arduino para personas con dificultades motrices. Revista Cientfica y Tecnolgica UPSE, 9(1), 101109. https://doi.org/10.26423/rctu.v9i1.665
4. Garca-Pealvo, F. J., et al. (2020). El potencial de Arduino en la educacin y en el desarrollo de proyectos en ingeniera. Revista de Educacin a Distancia, 20(62), 1-23.
5. Guerrero Salazar, L. (2023). Aplicacin con software y hardware libre Arduino como eje facilitador del aprendizaje de competencias STEM. Academia y Virtualidad, 16(1), 6988. https://doi.org/10.18359/ravi.5900
6. Hernndez, U. S. (2018). Aprendizaje Basado en Proyectos con Arduino para los cursos de fsica en Bachillerato (Latin-American Journal of Physics Education, Ed.). Latin-American Journal of Physics Education.
7. Hernndez, A., & Lpez, M. (2019). Los proyectos de titulacin como herramientas para consolidar competencias profesionales. Revista Iberoamericana de Educacin Superior, 10(27), 45-60. DOI: 10.1016/j.ries.2019.02.003
8. Martnez, C., et al. (2021). Los proyectos basados en Arduino fomentan la innovacin y la resolucin de problemas. Innovacin Educativa y Tecnolgica, 12(5), 78-89.
9. Milans Gmez, R., Alcocer Aparicio, P. M., Centeno, P. E., & Rodrguez Morales, A. (2020). Modelo de unidad curricular de titulacin en ciencias de la educacin, caso universidad de Guayaquil: Model of curricular unit degree in pedagogical sciences, case university of Guayaquil. Centro Sur, 4(1). https://doi.org/10.37955/cs.v4i1.49
10. Prez Tavera, I. H. (2023). Arduino en el nivel medio superior. Vida Cientfica Boletn Cientfico de La Escuela Preparatoria No. 4, 11(22), 1011. https://doi.org/10.29057/prepa4.v11i22.10962
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