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Vinculación con el Medio y Proyectos con Arduino: el caso del
Diario Mural Inteligente
Link with the Environment and Projects with Arduino: the case of
the Smart Wall Newspaper
Sepulveda Navarro, Nelson
1
Carrasco, Jaime
2
Sepulveda Navarro, N. y Carrasco, J. (2023) “Vinculación con el Medio y Proyectos con
Arduino: el caso del Diario Mural Inteligente”. Nuevas Perspectivas, I (2) Pp. 1-9
Fecha de recepción: 12 de enero de 2023
Fecha de aceptación: 25 de enero de 2023
Resumen
Este trabajo presenta una experiencia llevada adelante en el curso de Electricidad y Magnetismo de la
Escuela de Ingeniería de la Universidad Central de Chile. Se aplicó la metodología de Aprendizaje
Basado en Proyectos relacionándola con la vinculación con el medio para propiciar el trabajo en
asociación con instituciones de educación media. El proyecto correspondió al desarrollo de un diario
mural con sensores de humedad y temperatura a partir de una placa Arduino. El proyecto se realizó
durante un semestre académico y permitió a las y los estudiantes llevar a la práctica conocimientos
1
Universidad Central de Chile. nelson.sepulveda@ucentral.cl
2
Universidad Central de Chile. jaime.carrasco@ucentral.cl
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sobre circuitos, contextualizar el aprendizaje de un curso de ciencias básicas, trabajar en equipo y
profundizar el estudio de los contenidos del curso.
Palabras Clave: Vinculación con el Medio, ABP, Arduino, STEM
Abstract
This work presents an experience carried out in a course of Electricity and Magnetism, of the School
of Engineering, of the Universidad Central de Chile. The project-based learning methodology was
applied, relating it to the relationship with the environment to promote work in association with
secondary education institutions. The project corresponded to the development of a wall newspaper
with humidity and temperature sensors from an Arduino board. The project was carried out during an
academic semester and allowed the students to put knowledge about circuits into practice,
contextualize the learning of a basic science course, work as a team, and deepen the study of the
course contents.
Key words: Link with the Environment, LBP, Arduino, STEM
Antecedentes
El Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) es una metodología activa de aprendizaje (Larmer y
Mergendoller, 2015) a la que se apela de manera directa en los diseños curriculares de nivel medio en
Chile (Metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos, 2019). Estas estrategias potencian el trabajo
interdisciplinar y colaborativo. De igual manera, se ha incorporado en educación superior en escuelas
de ingeniería (Ishikawa y Maruta, 2010; Vital et al., 2018; Sepulveda y García, 2022). La Unidad de
Curriculum y Evaluación del Ministerio de Educación, establece temas para el desarrollo de ABP, pero
el detalle y ejecución del proyecto queda librado a la imaginación y posibilidades de las y los
profesores. Esto, en educación superior, ofrece la oportunidad de generar proyectos con impacto
académico y social, que encuentran un hilo conductor en la vinculación con el medio, entendida como
función esencial y prioritaria de la universidad. Más aún, la vinculación con el medio es entendida hoy
como una condición necesaria para mantener a la universidad como institución fundamental para el
desarrollo de Chile (von Baer, 2009).
Entre las características del ABP o Project Based Learning (PBL) se encuentra la idea de que el
estudiante debe ser capaz de encontrar y resolver un problema particular. El proyecto está orientado
a la acción (Martí et al., 2010), a un saber actuar complejo, el cual se basa en la movilización de una
serie de recursos internos (Tardif, 2008), tales como actitudinales, procedimentales, cognitivos y
metacognitivos, y externos, como el software libre, las herramientas electrónicas y las TIC en general.
El ABP constituye una categoría de aprendizaje más amplia que el aprendizaje por problemas, y se ha
utilizado con buenos resultados con estudiantes cuyo perfil profesional está orientado a la ciencia o a
la ingeniería. Esta metodología resulta más holística y puede tratar otras áreas que no son problemas.
El proyecto consiste no solo en centrarse en aprender sobre algo y resolverlo, sino en un escalamiento
en dificultad de tareas, que en conjunto son capaces de encontrar una posible solución para el
problema del proyecto en sí (Martí et al., 2010).
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El ABP implementado en ingeniería, vinculado con; matemáticas, ciencia y tecnología, o STEM por sus
siglas en inglés del acrónimo Science, Technology, Engineering and Mathematics, insta a que las y los
estudiantes trabajen activamente, planifiquen, gestionen, implementen y evalúen proyectos que
tengan una aplicación en el mundo real más allá del aula (Martí et al., 2010; Blank, 1997; Harwell,
1997). La realización de actividades experimentales y de aplicación práctica, complementarias a las
cátedras teóricas de los cursos formales de física para ingenieros, es fundamental para la formación
profesional (Long et al., 2012). De acá vuelve a emerger el tema que acompaña el ABP, que el producto
del proyecto sea útil socialmente. Von Baer (2009), lo planteó como “la vinculación con el medio sea
asumida, explícitamente, como la tercera función esencial de las universidades, de valor equivalente a
la docencia y la investigación, y necesaria para nutrir y retroalimentar la calidad y pertinencia de
éstas”.
Entonces, en vista de las evidencias sobre las potencialidades del ABP y su estrecha relación para
incluirlo en proyectos docentes con la vinculación con el medio (Sepulveda y García, 2022), se observa
la oportunidad de observar el enfoque STEM por medio de que los proyectos utilicen tecnología de
bajo costo, como son por ejemplo las placas microcontroladoras del tipo Arduino UNO. En los trabajos
de Kondaveeti et al. (2021) se da cuenta de una cantidad importante y diversificada de usos de placas
Arduino, destacando su potencial en educación. En los trabajos de Vital et al. (2018), Ishikawa &
Maruta (2010) y de Sohn (2014) en el uso del Arduino con fines pedagógicos y de investigación,
también se da cuenta de la versatilidad de este tipo de placas Arduino en la adquisición de
conocimientos sobre programación en niñas y niños.
Teniendo en cuenta los aspectos positivos de la metodología ABP, esta se ha incorporado como un
proyecto de vinculación con el medio con Arduino UNO, en la cual las y los estudiantes de tercer
semestre de ingeniería apliquen los conocimientos en proyectos reales, trabajando en equipo con
estudiantes de colegios, con el objetivo de vincular los aspectos teóricos del curso de Electricidad y
Magnetismo en el tópico de circuitos, con el impacto social que pueden tener un proyecto real
desarrollado en conjunto.
Desarrollo
La intervención se realizó el segundo semestre del año 2022, en el curso de Electricidad y Magnetismo
de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Central de Chile. El curso está ubicado en el tercer
semestre de un plan común de física para carreras de Ingeniería Civil.
Aprendizaje Basado en Proyectos y Vinculación con el Medio
Un total de 36 estudiantes del curso universitario, trabajaron en el proyecto Diario Mural Inteligente
con equipos de estudiantes de nivel medio, externos a la universidad, haciendo vinculación con el
medio. El grupo se dividió en 4 equipos de 8 participantes. Cada equipo trabajó con estudiantes de un
colegio de educación secundaria previamente subscripto al proyecto. Por cada colegio participó un
equipo de 5 a 8 niños y niñas entre 14 y 16 años.
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El curso de Electricidad y Magnetismo de la escuela de Ingeniería de la Universidad Central, se puede
dividir en tres grandes temas: Campos eléctricos, elementos de circuitos de corriente continua y
campos magnéticos. El proyecto empieza luego de tres semanas de iniciado el curso, con la
conformación de equipos y realización de talleres. En estos talleres se trabaja de manera formal los
contenidos asociados a capacitores, resistividad, ley de Ohm y leyes de Kirchhoff. Es importante
destacar que, en el caso de proyectos con Arduino, los talleres son fundamentales al presentar los
componentes electrónicos con una funcionalidad distinta, como es la capacidad de poder medir cierto
parámetro físico.
El proyecto propuesto es el diseño, construcción e implementación de un diario mural inteligente,
definiendo este como un panel con información del grupo curso, pero incorporando tecnología por
medio de la placa Arduino UNO, es decir, el panel debe incluir sensores, placa LCD que muestre datos
relevantes como fecha y hora, aparte de mostrar los valores medidos por los sensores incorporados
como pueden ser de humedad y temperatura, intensidad de luz, valores de CO2, polvo en suspensión,
y junto a ello un semáforo de led, que indique algún tipo de alerta ante contaminación por ruido o
altos índices de algún parámetro al interior de la sala de clases.”
El diario mural que se presenta tiene la intencionalidad de promover la ciencia y la tecnología, no hay
un estilo único de imaginar el diario mural. Los materiales que se les entregan a los estudiantes fueron
un panel de corcho, Arduino UNO, cables, pantalla LCD, sensor de humedad y temperatura, y sensor
de ruido. El objetivo más allá del diario mural fue medir contaminación ambiental al interior de la sala
de clases. La idea original era medir CO
2
desde el diario mural y generar alertas, pero por cuestiones
de disponibilidad de sensores este último sensor quedo fuera de presupuesto.
En la implementación de los proyectos ABP, no hay un método único en el cual enfrentar cada
proyecto (Lloscos, 2015), pero si hay aspectos comunes como la evaluación de procesos sobre el
resultado final, y una serie de etapas en las cuales el proyecto se evalúa formativamente y en ciertos
hitos, se puede evaluar de manera sumativa. En el caso del Diario Mural Inteligente se dividió en
cuatro fases (figura 1):
Fase 1:
Talleres de Arduino
Fase 2:
Contacto entre
equipos
Fase 3:
Trabajo Bidireccional
Fase 4:
Cierre de Proyecto
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Figure 1. Fases del ABP y Vinculación con el Medio para el Diario Mural Inteligente
1.- Talleres de Arduino (Trabajo Autónomo)
En esta etapa las y los estudiantes universitarios trabajan de manera autónoma con guías con talleres
de dificultad creciente. Desde este momento disponen de un kit de Arduino con el que trabajaron en
cuatro talleres: 1. encender un led; 2. programar un sensor; 3. instalar librerías y 4. controlar un
módulo LCD de 16x2 para presentar mensajes de textos y mostrar los datos. Para alcanzar
conocimientos básicos sobre Arduino se utilizan materiales y sensores de fácil acceso para esta etapa
inicial, talleres preparados desde el texto Aprendizaje Basado en proyecto con Arduino (Sepulveda y
García, 2022).
2.- Contacto entre equipos
El equipo de estudiantes de ingeniería y estudiantes del colegio se reúnen de manera virtual o
presencial, estas reuniones tienen por objetivo conocer el proyecto, programar reuniones de trabajo
y pensar cómo se diseñará, construirá y quedará instalado el Diario Mural en sala de clases del colegio.
3.- Trabajo Bidireccional
Son sesiones en las cuales los estudiantes del colegio visitan la universidad, las reuniones de trabajo
se generan en los colegios y se programan las sesiones en los cuales los estudiantes universitarios
actúan como tutores haciendo uso de las guías, y trabajan en colaborativamente en el diseño,
construcción e implementación del diario mural.
4.- Cierre de Proyecto
Antes de terminar el semestre se realiza una feria científica y una ceremonia de cierre, donde se
presentan los proyectos. Se debe tener presente que el producto del ABP no es tan importante como
la evaluación permanente en el proceso. En el caso implementado se evaluaba; cada taller
desarrollado de manera autónoma, la cantidad de reuniones con los colegios (gestión), luego
habilidades blandas, finalmente las amenazas, desafíos, fortalezas y oportunidades se analizaron con
metodología de focus group por equipo.
En la figura 2 se puede observar en etapa de finalización de uno de los diarios murales diseñados,
programados y construidos por los estudiantes de uno de los colegios participantes.
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Figure 2. Diario Mural en construcción, correspondiente a uno de los colegios participantes
En la figura 3 se puede observar un esquema con el curso de electricidad y magnetismo, las unidades
del curso y los tópicos de circuitos, y por medio del ABP implementar la vinculación con el medio con
la bidireccionalidad entre los equipos de la universidad, y los socios comunitarios que en este caso son
las y los estudiantes de los colegios participantes.
Figure 3. Esquema de la metodología ABP y Vinculación con el Medio
Se define el trabajo de equipos interdisciplinarios según se observa en la figura 3, como un grupo de
estudiantes del mismo curso de Electricidad y Magnetismo, pero de diversas carreras de ingeniería
civil, que en conjunto trabajan con estudiantes de los colegios.
Se habla de un diario mural inteligente, haciendo un alcance a que corresponde a diario mural
tradicional con información del curso, pero que responde a estímulos por medio de sensores, y según
Electricidad y
Magnetismo
Equipos
interdisciplinarios
Liceos
Región Metropolitana
Aprendizaje
Bidireccional
Campos Eléctricos
Tópicos de circuitos
Campos Magnéticos
Resistividad
Capacitancia
Circuitos
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los parámetros indicados como sensores de gases, de polvo en suspensión, de ruido, es capaz de
encender luces led que indiquen el nivel de incidencia de la contaminación. El diario mural inteligente,
es útil para trabajarlo como herramienta pedagógica desde diversas áreas, se recomendó a las y los
estudiantes implementar un gráfico en un sector del panel, para registrar las mediciones cada cierto
tiempo, según la disponibilidad de sensores en cada colegio se implementó medición de ruido, de
polvo en suspensión, temperatura o humedad relativa en la sala durante una clase. Incluso cuando
fue posible según la disponibilidad se entregó un sensor de CO
2
, entonces el mismo diario mural era
capaz de entregar una alerta por medio de un led indicador, si la concentración al interior de la sala
alcanzaba niveles críticos. Uno de los elementos muy cercanos con la realidad que posee este tipo de
proyectos, es que todos los equipos pueden partir con los mismos componentes y una idea general
común, pero es interesante como se manifiesta la dinámica propia según cada colegio, donde se
implementará el diario mural, que sensores fue posible calibrar e incorporar, la disposición de los
cables, o que parámetros y en qué tiempo medirán.”
En la fase final del proyecto, se realizó un focus group con cada equipo de estudiantes de ingeniería.
Se realizó por medio de preguntas dirigidas, para ello se leyó a cada grupo un documento de
consentimiento informado, y cada estudiante individualmente optó o no por ser partícipe de la
entrevista. En promedio cada focus group duró 30 minutos, se grabó y se analizaron las textualidades
(frecuencia de aparición de respuestas). En la Tabla 1 se muestran las opiniones que generaron una
mayor frecuencia.
Fortalezas
Oportunidades
i.-Genera un espacio de aplicación de los
conocimientos más allá del aula.
ii.- Desarrollo de habilidades de liderazgo.
iii.- Refuerza y profundiza los conocimientos
teóricos.
iv.- Desarrollo de habilidades comunicativas.
v.- Incentiva el trabajo en equipo
i.- Motiva al aprendizaje de nuevas
tecnologías.
ii.- Motiva a la creación de nuevos usos a la
tecnología.
iii.- Motiva al aprendizaje de Arduino
Debilidades
Amenazas
i.- Compatibilización de horarios.
ii.- Disponibilidad de tiempo autónomo.
i.- Disponibilidad de Establecimientos
Secundarios.
ii.- Actividades propias de los Establecimientos
Secundarios
Tabla 1. Matriz FODA con resumen de las textualidades de focus group
Conclusiones y Perspectivas
La metodología ABP es una herramienta que permite en el futuro ingeniero e ingeniera, desarrollar
habilidades comunicativas, de liderazgo e incentiva el trabajo en equipo. Asimismo, refuerza y
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profundiza los conocimientos teóricos entregados en clases. Propicia y genera un espacio para la
puesta en práctica de estos saberes, generando un producto tangible para los estudiantes, lo que es
valorado positivamente por ellas y ellos, lo que queda de manifiesto en las entrevistas por medo de
focus group.
Por otra parte, este tipo de metodologías activas brinda la oportunidad de motivar a los estudiantes a
contextualizar sus aprendizajes, con el uso de la programación y de tecnologías como es el Arduino
con fines docentes, y de igual modo se experimenta un acercamiento a la investigación de otras áreas,
a las cuales el proyecto mismo no abarca. Si bien es cierto que, en este tipo de actividades, los
estudiantes manifiestan escases del recurso tiempo y surgen inconvenientes al momento de
compatibilizar sus horarios con sus demás quehaceres académicos, sin embargo, se declaran
satisfechos luego de concluido el proyecto.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido posible gracias a los Fondos Concursables de Vinculación con el Medio de la
Universidad Central de Chile 2022. También agradecer a Enrique Kritzner y Luciano Rocco por su
desinteresado y valioso aporte gestionando los talleres con las y los estudiantes.
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