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Introducción
El Ministerio de Educación Superior (MES) de Cuba, como parte de su sistema de perfeccionamiento, convocó al desarrollo de los planes E [1]. La Ingeniería en Ciencias Informáticas (ICI) presentó su plan E en junio de 2019 donde se recoge como objetivos en el modelo del profesional [2]:
Gestionar las transformaciones de los procesos de las organizaciones asociados al tratamiento computacional de la información, para tomar decisiones basadas en datos y generar conocimiento, con un enfoque científico y humanista de servicio a la sociedad.
Desarrollar, adoptar y mantener sistemas y servicios informáticos, para contribuir a racionalizar u optimizar, con un sustento socio-económico socialista, los procesos y recursos de las organizaciones.
Gestionar, desde una perspectiva de soberanía tecnológica y ciberseguridad, la infraestructura computacional que soporta los sistemas y servicios informáticos.
La disciplina Sistemas Digitales (SD) aborda la comprensión del funcionamiento y administración de medios de cómputo, sus sistemas operativos y las redes de computadoras, con la correspondiente aplicación de los fundamentos de la seguridad informática. Incluye entre sus asignaturas la de Sistemas Operativos (SO), la que consiste básicamente en la caracterización del funcionamiento de los SO y la profundización en las herramientas que permitan hacer una optimización de un sistema informático desde la personalización y administración del SO.
Esta asignatura tributa a los tres objetivos del plan E de ICI. Sin embargo, se hace más evidente en el tercero, cuando se toma en cuenta el proceso de migración a plataformas de software libre y de código abierto que se realiza en Cuba [3]. El SO es un elemento esencial para lograr la soberanía tecnológica, pues: es el software base que administra todos los recursos de hardware de un equipo de cómputo y sirve de interfaz entre estos y los usuarios [4] [5].
En la Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI) se desarrolla la distribución G NU/Linux NOVA que se ha incorporado en el mencionado proceso de migración a plataformas de software libre y de código abierto. Como parte del programa de estudios que ha mantenido la UCI desde sus inicios, los estudiantes se vinculan a proyectos reales para su Práctica Profesional. El equipo de trabajo de Nova no ha sido la excepción y desde sus inicios (2005-2006) se compone por estudiantes y profesores. Esto representa uno de los elementos más relevantes que demuestra la importancia de la asignatura SO en la carrera ICI.
En correspondencia con el plan de estudio y los programas definidos, la asignatura SO deberá aportar habilidades relacionadas con el desarrollo, mantenimiento y administración de sistemas informáticos desde una perspectiva de soberanía tecnológica. Los medios son el componente del proceso de enseñanza-aprendizaje (PEA) que complementan al método, para la consecución de los objetivos. Cada día, los medios, son más relevantes para el PEA, gracias al vertiginoso avance de la tecnología [6]. Adicionalmente, la situación de aislamiento social provocada por la Covid-19, resalta la importancia de un adecuado sistema de medios que apoyen el PEA. Se hace necesario que los estudiantes cuenten con medios que les permitan estudiar los procesos complejos del funcionamiento y desarrollo de un SO.
Las investigaciones dirigidas al desarrollo y utilización de los medios en el PEA requieren un análisis integral. La integración de tecnologías al proceso de enseñanza-aprendizaje ha sido ampliamente abordada [7] [8] [9]. El término integración, en el contexto educativo, se reconoce como el cambio reflexivo en los modelos pedagógicos destinados a hacer que las TIC satisfagan las exigencias didácticas de un contexto específico. La integración de las TIC se define como un proceso planificado, contextualizado, sistémico, continuo y reflexivo, orientado a la transformación de la práctica pedagógica tomando en cuenta las posibilidades de las TIC con la finalidad de incorporarlas armónicamente al PEA para satisfacer los objetivos educativos [8].
La asignatura SO que se imparte en la carrera ICI de la UCI, cuenta con un curso virtual en una plataforma basada en Moodle, que le permite poner a disposición de los estudiantes todos los medios de enseñanza que se integren a su PEA.
En ese curso virtual actualmente solo se tienen los documentos con las orientaciones de cada clase y guías de ejercicios para ejercitar los diferentes contenidos. Tanto en el curso virtual como en las clases presenciales se evidencia un limitado uso de medios que apoyen el cumplimiento de los objetivos de la asignatura. Por otro lado, no se ha logrado una estabilidad en la utilización de los medios disponibles, debido a escasas indicaciones metodológicas para su integración al PEA.
Partiendo de esta situación se elaboró una estrategia de integración de medios en la asignatura SO de ICI1La primera etapa de dicha estrategia, encaminada a la preparación de las condiciones, incluye dentro de sus acciones la identificación de las necesidades de medios por cada tema de la asignatura. De ahí que el objetivo de la presente investigación es definir una guía metodológica de medios de enseñanza para su posterior integración al PEA de SO en ICI. En la elaboración de la guía se tomó como referencia fundamental el estudio realizado, para la estrategia mencionada, sobre los medios utilizados en diferentes universidades y la propia UCI para el PEA de la asignatura.
Materiales y métodos
Se utilizaron métodos científicos tanto en el orden teórico como empírico. El método analítico-sintético a partir de una revisión bibliográfica, permitió definir qué son los medios didácticos y las diferentes clasificaciones. Los medios de enseñanza son motivo de investigación por un gran número de pedagogos [10] [11] [12] [13]. Se comparte con los autores consultados que son recursos que han sido diseñados para ser utilizados como parte de un PEA, para a través de registros visuales, auditivos, verbales y manuales, articular en un determinado sistema de símbolos, ciertos mensajes con propósitos instructivos. Un elemento importante que resaltan algunas investigaciones [10] [14] es que el efecto de los medios no depende solamente de sus características, sino, entre otras variables, de la estrategia instruccional que se aplique sobre el mismo.
Dentro de las clasificaciones de los medios educativos, la más clara es la brindada por Área [12], tomando como criterio la naturaleza tecnológica y simbólica del medio:
Medios manipulativos: Objetos y recursos reales.
Medios impresos: En su mayor parte son los materiales que están producidos por algún tipo de mecanismo de impresión.
Medios audiovisuales: Representados por la imagen en combinación con el sonido como modalidad de codificación simbólica.
Medios auditivos: Emplean el sonido como la modalidad de codificación exclusiva.
Medios digitales: Se caracterizan porque posibilitan desarrollar, utilizar y combinar indistintamente cualquier modalidad de codificación simbólica de la información. Hipertextualidad y multimedia.
Es de destacar que investigaciones más recientes [15], [13], [14] hacen énfasis en los medios digitales y la integración de las TIC en los PEA. Esta última puede tener potenciales beneficios, sin embargo, debe hacerse examinando cuidadosamente el uso educativo de las tecnologías [16]. De la misma manera que los medios por sí solos no logran el efecto de elevar el aprendizaje, las TIC para su integración requieren de un modelo pedagógico que fomente estrategias activas [17].
En investigaciones previas, se pudo evidenciar que en la enseñanza de la asignatura SO resaltan como medios de enseñanza los cursos en plataformas virtuales (mayormente Moodle), el uso de audiovisuales y el software educativo.
A partir del análisis documental del programa analítico de la asignatura, los objetivos y los temas, se pudieron observar los contenidos que, por su abstracción o complejidad, requerirán medios de enseñanza para su comprensión. El programa de SO para el Plan E, propone como objetivos de la asignatura:
Identificar los componentes funcionales de un Sistemas Operativo, así como las técnicas de programación aplicadas en la implementación de cada uno de ellos.
Aplicar un sistema operativo libre a un entorno de trabajo, utilizando las herramientas y técnicas que permitan su personalización y optimización.
Para lo cual se estructura en cuatro temas:
1. Gestión de procesos: Procesos e hilos. Jerarquía de procesos. Tabla de procesos. Bloque de control del proceso. Concurrencia y sincronización. Comunicación entre procesos. Planificación de procesos. Detección, recuperación y prevención del bloqueo.
2. Gestión de memoria: Mapa de la memoria. Heap. Segmentación. Paginación. Memoria virtual. Fallo de página. Reemplazo de página.
3. Gestión de Entrada/Salida: Controladores de Entrada/Salida, manejadores de dispositivo. Algoritmos de planificación del acceso al disco duro mecánico. Sistemas de archivo. FAT32, vFAT y Ext3-4.
4. Arquitecturas y tendencias actuales de desarrollo: Arquitecturas de SO. SORT, SO embebidos, SO móviles. Virtualización, distribuciones GNU/Linux, GNU/Linux Nova. Programación scripting.
En el sistema de contenidos asociado a cada tema, se evidencian algunos que por su nivel de abstracción dentro del SO pueden ser complejos de comprender, por ello la importancia de los medios de enseñanza adecuados.
Este análisis permitió sintetizar qué tipo de medio se debía utilizar en cada contenido. Teniendo en cuenta los referentes internacionales y el método de observación, se delimitaron los elementos necesarios que componen la guía metodológica elaborada en esta investigación.
Resultados y discusión
La guía de medios de enseñanza-aprendizaje para su integración al PEA de SO en ICI tiene como objetivo general:
Definir metodológicamente los medios de enseñanza digitales o audiovisuales necesarios en los contenidos que lo requieran, para el desarrollo de un sistema de medios de enseñanza adaptado a la asignatura.
La asignatura de SO en su sistema de conocimientos y habilidades evidencia un conjunto de contenidos que solo manejan información teórica, por lo que se recomienda en estos casos utilizar materiales audiovisuales. De los cuales debe puntualizarse las características de calidad para este tipo de medio de enseñanza.
Sin embargo, tomando como referencia las experiencias del colectivo, se puede delimitar que para integrarlo en el PEA debe cuidarse que no exceda los 10 minutos.
Otros contenidos son más complejos de asimilar por el nivel de abstracción del hardware, a continuación, se describe por tema: objetivo del contenido, tipo de medio recomendado y características esperadas desde el punto de vista metodológico.
Tema: Gestión de procesos
Tema: Gestión de memoria
Tema: Gestión de Entrada/Salida(E/S)
Tema: Arquitecturas y tendencias actuales.
El resto de los contenidos de este propio tema se trabajarán directamente sobre una máquina virtual, pues van dirigidos a crear habilidades en la administración de los SO actuales y la instalación de diferentes entornos de trabajo. Por lo que se caracterizan por clases de laboratorios donde a partir de una guía basada en problemáticas específicas y el uso de una plataforma de virtualización, los estudiantes trabajarán en desarrollar estas habilidades. Por tanto, los medios de enseñanza predominantes serán los video tutoriales de las herramientas de software con las que deben desarrollar las actividades.
La asignatura necesita 11 vídeos instructivos que no excedan de los 10 minutos y permitan ilustrar los contenidos teóricos. También, una herramienta, que integre la propuesta de software educativo a utilizar en los diferentes temas. De esta manera se quedará conformado un sistema de medios para integrarlo al PEA de la asignatura SO de ICI.
Según los resultados de Albo y Coca1, se pudo apreciar que pocas universidades publican información sobre el sistema de medios de enseñanza que utilizan.
En algunos de los programas de asignaturas estudiados solo mencionan los SO educativos y/o software educativo. En búsquedas realizadas en la red se ha comprobado que, en plataformas como Youtube, existen canales de profesores de SO de otras universidades y/o materiales audiovisuales dispersos, sin una orientación metodológica que indique a qué objetivo o contenido tributa o a qué programa responde.
La guía presentada en este trabajo permite delimitar las necesidades de medios de enseñanza para la asignatura SO de ICI, tanto de contenidos teóricos como prácticos, estableciendo indicaciones metodológicas para su elección.
Conclusiones
Los medios de enseñanza son uno de los componentes sustantivos del proceso de enseñanza-aprendizaje. El análisis de estos en la asignatura Sistemas Operativos de la carrera Ingeniería en Ciencias Informáticas evidenció la necesidad de una guía que oriente metodológicamente la selección o elaboración de medios de enseñanza para cada contenido.
La guía presentada muestra las características que deben poseer los medios de tipo audiovisual para mostrar gráficamente los contenidos que así lo requieren. Además, para los contenidos que lo necesiten, el software educativo que permita simular el comportamiento de los componentes del SO.
La guía elaborada sienta las bases para continuar con la estrategia que permitirá transformar el PEA de la asignatura a partir de la integración de los medios de enseñanza-aprendizaje. El trabajo realizado plantea como trabajo futuro la necesidad de investigar en las características para garantizar la calidad de los medios audiovisuales con fines educativos.
