Facultad de Ciencias Médicas "Dr. Ernesto Che Guevara de la Serna". Pinar Río

Sistema tutorial para el estudio de la fisiología del aparato respiratorio del cuerpo humano

Lic. Luis Martín Viera,1 Dra. Lourdes María Medina Hernández,2 Dr. Pedro Alexis Díaz Rodríguez, 2 DrC. Carlos Paz Paula 3 y DrC. Oscar González Chong 4

Resumen

Para dar respuesta al problema que presentan los estudiantes de Ciencias Médicas con el nivel de abstracción necesario para la comprensión de los complejos procesos originados en el interior del cuerpo humano, entre de los que se encuentra la respiración, se realizó un análisis entre los profesores de los departamentos de Fisiología y Computación atendiendo el criterio de los estudiantes de años superiores, y se concluyó que era posible aplicar una solución computadorizada, unida a cierta estrategia pedagógica que puediera constituir una alternativa viable para resolver las dificultades existentes. Se explica cómo fue concebido y ejecutado el proyecto; lo que permite conocer diversos enfoques teóricos actuales sobre la utilización de la enseñanza asistida por computadoras, estrategia pedagógica seguida y características del sistema, entre otros aspectos de interés. Se realizó con éxito la validación del sistema con profesores de Fisiología y Computación y un grupo de estudiantes de Medicina.

Palabras clave: Sistema tutorial inteligente, hipertexto, medio de enseñanza, recurso del aprendizaje, fisiología respiratoria.

La computación es una ciencia relativamente nueva, hace solo unos años, el hombre no podía ni imaginar lo que hoy en día se puede lograr mediante el uso de un microprocesador; los primeros equipos, grandes y relativamente lentos, en medio siglo se transformaron, su tamaño disminuyó cientos de veces y su velocidad aumentó en miles de operaciones por segundos.

Actualmente se trata de incluir este avance tecnológico indisolublemente ligado a la vida moderna de finales del siglo XX en todas las actividades que se realizan. En las universidades cubanas, pioneras de su utilización, es común observar el uso de software que faciliten el trabajo de los docentes y permitan que los estudiantes obtengan un medio de mayor potencialidad y mucho más motivante para el estudio que el propio libro de texto.

Durante el análisis que se realizó en la confección del presente trabajo se tuvo en cuenta el entorno económico, el desarrollo científico alcanzado y la calidad exigida por cada profesional, lo que se pone de manifiesto en el encargo social de las universidades de Medicina cubanas: "Formar un médico generalista con dimensiones éticas y humanísticas y con un alto nivel de preparación científico-técnica, capaz de dominar las tecnologías de avanzada y dar respuesta a su encargo social de garantizar la salud del pueblo, a través de un enfoque clínico-epidemiológico-social que permita alcanzar altos índices de promoción, prevención, cura y rehabilitación de los pacientes atendidos".1

En Cuba, para el logro del encargo social en la formación de los futuros médicos y profesionales de la salud se ha creado una red de universidades de Medicina en todo el país, que tienen entre sus objetivos más importantes el perfeccionamiento del proceso docente, por lo que en todos los centros se atienden las principales dificultades afrontadas por los estudiantes y el colectivo docente en el proceso de enseñanza-aprendizaje y se observan un grupo de problemas que son estudiados en los centros y trasladadas las experiencias al resto, con lo cual se fortalece cada día la calidad de los egresados y la atención que estos brindan.

Se ha observado que en los resultados docentes que alcanzan los estudiantes en el tema Sistema Respiratorio que se imparte en Fisiología II en el tercer semestre de la Especialidad de Medicina y cuarto de Licenciatura en Enfermería, existen dificultades de comprensión por parte de los alumnos debido al nivel de abstracción requerido que no permite comprender con objetividad los complejos mecanismos que se producen en el interior del cuerpo humano en el proceso de respiración y por contener conocimientos de elementos de Física que no están presentes en el estudiante. El problema científico consiste en cómo perfeccionar la enseñanza del tema Sistema Respiratorio en la disciplina de Fisiología II con el uso de un material de estudio computadorizado que pueda contribuir a eliminar las deficiencias existentes.

Profundizando en los medios de enseñanza computadorizados pudo conocerse un grupo de criterios de personas expertas en la materia, que permitieron elegir el diseño del trabajo.

"Los materiales educativos computadorizados (MEC) tratan, ante todo, de complementar lo que con otros medios y materiales de enseñanza aprendizaje no es posible o es difícil de lograr. A diferencia de lo que algunos educadores temen, no se trata de reemplazar con MEC, la acción de otros medios educativos cuya calidad está bien demostrada. Este punto de vista racionalizante no es extraño si se piensa que el computador es un bien escaso y costoso, cuyo uso debe ofrecer máximos beneficios, en este caso, educativos".

Se tomó en consideración que "...No tiene sentido usarlo como un simple libro de texto, pues un libro de texto es portátil, no requiere equipos para poder leerlo, se puede subrayar y es barato. Es ilógico pretender reemplazar el libro de texto por un material que se limite a duplicar sus costos y mayores requerimientos para su uso. Por el contrario, es importante complementarlo con materiales que superen su limitación, como puede ser su falta de interactividad (no se puede mantener diálogo lector y libro) y su limitada capacidad para brindar información de retorno diferencial a las respuestas que dan los que usan el material ante los ejercicios".2

Los ambientes vivenciales altamente deseables cuando se requiere experiencia directa sobre el objeto del conocimiento no siempre están disponibles para que los estudiantes los exploren. Con los medios audiovisuales convencionales se pueden capturar algunas imágenes de los ambientes vivenciales, pero esto no brinda al estudiante la oportunidad de participar en la experiencia. El computador por su parte, permite crear o recrear situaciones que el usuario puede vivir, analizar, modificar y repetir a voluntad, dentro de una perspectiva conjetural en la que es posible generar y someter a prueba sus propios patrones de pensamiento.

El trato humano que da el profesor difícilmente puede ser reemplazado con un MEC. Los sistemas de comunicación hombre-máquina aún son bastante primitivos como para que haya una verdadera relación dialogal pensante entre el usuario y la máquina, a pesar de que los esfuerzos en el área del lenguaje natural, dentro de la inteligencia artificial han dado logros significativos. El personal docente con el uso de recursos educativos para apoyar las funciones que pueden mediatizar con materiales de aprendizaje se convierte así en un creador y administrador de ambientes de aprendizaje significantes y pertinentes para sus alumnos, en lo que desea que aprendan. La computadora puede ser uno de estos medios complementarios a los que puede acudir el profesor.3

El éxito del proceso de enseñanza-aprendizaje depende en buena medida de las capacidades creadoras del docente, ello incluye la definición correcta de los objetivos y la selección adecuada del contenido, los métodos y los medios, todo en función de elevar la calidad.3

El autor coincide plenamente con lo planteado por el profesor Rodríguez Lamas en su tesis de maestría sobre el éxito del proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que independientemente de la calidad de los equipos disponibles, es la estrategia pedagógica y la dirección del maestro la que garantiza y enriquece extraordinariamente el material educativo computadorizado.

Una de las clasificaciones de los MEC es la propuesta por Thomas Dwyer, que atiende al enfoque educativo que predomina. Pero antes, es necesario analizar 2 términos: primero algoritmo, que no es más que un conjunto ordenado y finito de operaciones que permiten encontrar la solución a un problema y en segundo lugar, heurística que se refiere al arte de inventar, de descubrir o encontrar y también constituye un principio general para resolver problemas.2

MEC Algorítmico. Es aquel en que predomina el aprendizaje vía transmisión de conocimientos (desde quien sabe hacia quien se desea aprenda). Se encapsulan frecuencias bien diseñadas de actividades de aprendizaje (que conducen al estudiante desde donde está hasta donde desea llegar). El rol del alumno es asimilar al máximo lo que se le trasmite.2

MEC Heurístico. Predomina el aprendizaje por experencia y descubrimiento, donde el diseñador crea ambientes ricos en situaciones que el alumno debe explorar conjeturalmente. El alumno debe llegar al conocimiento a partir de su experiencia y crear sus propios modelos de pensamiento, sus propias interpretaciones del mundo (las cuales puede someter a prueba con el MEC).

Entre los MEC algorítmicos están: 2

• Sistemas tutoriales.
  
• Sistemas de entrenadores.
  
• Sistemas evaluadores.

Las definiciones sobre MEC expuestas, aceptadas por el autor, reúnen los elementos técnicos suficientes que explican su concepto y caracterización.

Teniendo en cuenta que el software a realizar es un sistema tutorial, se consultaron algunas de las definiciones dadas acerca de este tipo de MEC:

Balboa R. "Un programa para la ejercitación controlada sobre un grupo de tareas que guía al estudiante sobre la base de una estrategia de instrucción previamente definida por el profesor que lo diseña".4

Bonet A. "Se caracterizan en su mayoría por ser capaces de resolver problemas con soluciones elaboradas de antemano y que una vez ejecutadas, determinan el mismo resultado".5

Alessi S. "Un programa de computación que enseña mediante el diálogo".6

García D. "Constituye un programa especializado en la enseñanza de un dominio específico del conocimiento, apoyándose para ello en el diálogo con el estudiante, en la consolidación de un conjunto de aspectos esenciales que por su complejidad requieren de un nivel de abstracción que permita la representación adecuada del conocimiento".7

Rivero A. "Un software que trata de emular la acción del maestro que imparte un contenido nuevo. A diferencia de otros autores que emplean el término de forma general englobando en la categoría tutorial a prácticamente todos los software de intención docente, restringiendolo a aquellos que se proponen específicamente enseñar y no, a los que se proponen repasar, ejercitar o consolidar un conocimiento previamente impartido".8

Galvis A. "Típicamente un sistema tutorial incluye las 4 grandes fases que forman parte de todo proceso de enseñanza-aprendizaje: en la introductoria se genera la motivación, se centra la atención y se favorece la percepción selectiva; en la orientación inicial se lleva a cabo la codificación, el almacenaje y la retención de lo aprendido; la fase de aplicación conlleva evocación y transferencia de lo aprendido; en la fase de retroalimentación se demuestra lo aprendido y se recibe retroinformación y refuerzo".2

Teniendo en cuenta lo estudiado en cuanto a sistemas tutoriales, el autor coincide con lo planteado por García D. "...Es un material educativo computadorizado que brinda información objetiva, mediante diálogo interactivo con el alumno, que atiende a sus características individuales, que brinda un amplio marco para la actuación individual, guiado por una estrategia pedagógica definida de forma clara y precisa por el profesor". A diferencia de otros autores citados anteriormente se defiende aquí el término de estrategia pedagógica, ya que es a partir de este elemento que el tutorial refuerza su actividad hacia una u otra vertiente. No todos los sistemas tutoriales son concebidos para estudiantes de iguales características socio-culturales, políticas, psicológicas, educacionales e instructivas, por lo que estas son definitivas para utilizar determinada estrategia pedagógica y enfocar los aspectos desde muy diversos ámbitos.

La teoría expuesta permitió al autor definir para su diseño una estructura de sistema tutorial, poque los elementos que debía introducir tenían conceptos teóricos, pequeños diálogos, elementos de simulaciones, hipertextos, análisis gráfico, inteligencia artificial y un solucionador de ejercicios, todo lo cual podía nuclearse en un sistema tutorial y no en otro tipo de software educativo.

Los sistemas tutoriales, de acuerdo con los tipos de aprendizaje existentes, son utilizables sólo para niveles de aprendizaje reproductivos, pues el aprendizaje productivo exige desarrollar modelos propios de pensamiento. A pesar de ello, la utilidad de estos sistemas es sumamente importante ya que ofrecen un grupo de posibilidades vinculadas a la transmisión de conocimientos como:

• Alta motivación.
  
• Información de retorno diferencial e inmediata .
  
• Ritmo propio.
  
• Secuencia controlable por el usuario parcial o totalmente.
  
• Un ambiente entretenido, amigable y excitante.

Rodríguez Lamas en su mencionada tesis plantea que: "La historia de los tutores está relacionada con las técnicas con que se han programado, es decir, con la metodología de su diseño. Así surgió el diseño lineal, basado en la teoría de Skinner, donde en general el contenido a presentar no tiene distinción de un alumno a otro. Teoría de la cual se han derivado diversos métodos como el sistema Ruleg, método de los 5 pasos, y el método de Gilbert. En el diseño ramificado se utiliza la respuesta del alumno para controlar la información. También se considera el sistema generativo donde ya se pueden definir problemas diferentes, generados con el nivel de necesidades del alumno y enriquecidos con los sistemas de dialogo". 2

El presente trabajo tuvo como objetivo analizar las condiciones para la introducción de la computación como medio de enseñanza con tecnología de avanzada en la asignatura Fisiología II en el tema Sistema Respiratorio, de tal manera que pudiera contribuir a perfeccionar la calidad de la enseñanza en dicha disciplina.

Métodos

Se realizó un estudio bibliográfico actualizado sobre los elementos teóricos requeridos para tomar decisiones metodológicas sobre el diseño y confección del software y sobre la inserción del medio computadorizado en la asignatura de Fisiología II, en el tema de la respiración.

Se realizaron entrevistas a profesores de los colectivos docentes de Fisiología, Computación y del Centro Nacional de Cibernética Médica Aplicado a la Medicina, así como a estudiantes de años superiores a los que se imparte la asignatura para conocer sus criterios sobre las dificultades docentes de la asignatura.

Se hicieron coincidir los resultados del estudio teórico y las modificaciones propuestas con los objetivos de la enseñanza de la Fisiología dictados por el Ministerio de Salud Pública en la formación de profesionales de la Salud.

El tipo de software a seleccionar se concretó mediante el estudio detallado de la bibliografía sobre los diferentes medios dentro de la enseñanza asistida por computadoras, 9,10 y se llegó a la conclusión de que el sistema tutorial era el tipo ideal para dar solución al problema planteado. Se denominó: Fisiología del Aparato Respiratorio del Cuerpo Humano, dirigido a estudiantes de Ciencias Médicas. Para su elaboración se tomó el método de programación ramificada múltiple como el predominante.

El uso del software está orientado hacia las clases de la asignatura de Fisiología en Medicina, tanto en el aula como en estudio individual del estudiante, con la presencia del profesor o sin ella. Además, puede ser usado por estudiantes de otras especialidades como en las facultades de Cultura Física y otras carreras, también pueden usarlo los profesionales con el objetivo de profundizar o reactivar sus conocimientos sobre tan importante tema o cualquier persona que de forma autodidacta desee conocer como se produce el fenómeno de la respiración en el hombre.

Para comprobar la calidad del software se desarrollaron 2 actividades validantes con resultados satisfactorios: una prueba de expertos realizada con los profesores de los departamentos de Computación y Fisiología, y otra consistente en su aplicación experimental a una selección de 16 estudiantes de cuarto semestre de la carrera de Medicina en el laboratorio de Computación, a los que se les indicó cómo cargar el sistema para recorrer posteriormente todas las opciones.

Características del sistema tutorial

Mediante la explotación del programa elaborado, los estudiantes podrán de forma individual o colectiva ampliar sus conocimientos y utilizar la forma gráfica, reforzada por algunas animaciones, en las que se explican cómo ocurren ciertas transformaciones de la mezcla gaseosa en el interior del organismo, que permiten al hombre respirar y mantener la vida.

También posee una base de datos compuesta por un grupo de preguntas, elaboradas por el colectivo de expertos del departamento de Fisiología de la Facultad de Ciencias Médicas de Pinar del Río que ayuda de forma significativa a que los alumnos alcancen un grado de dominio y conocimiento de la asignatura suficiente para interpretar correctamente este complejo fenómeno en el cuerpo humano.

Habilidades que el sistema propuesto debe desarrollar en el estudiante:

• Leer e interpretar textos con agudeza.
  
• Interpretar gráficos ayudados por el texto.
  
• Interpretar el efecto físico del fenómeno de movimiento de un fluido gaseoso en la formación y descomposición de una mezcla gaseosa (aire).
  
• Comprender fenómenos mediante simulaciones que le permitan aumentar su nivel de abstracción.
  
• Dominar el trabajo con equipos de computación de alta tecnología.
  
• Profundizar sus conocimientos acerca del funcionamiento del cuerpo humano, lo que en el desarrollo de su profesión influirá en el logro de mejorar la respiración en sus pacientes.
  
• Formar valores éticos y morales acordes con los principios socialistas.

El estudiante podrá viajar por cualquiera de los temas básicos que se brindan en el menú de inicio e incluso dentro de una de estas opciones, seleccionar la materia que constituya dificultad para él dentro de la asignatura, este estudio puede concluir o no con una evaluación, que también puede optar por hacerla de forma parcial. El tiempo total destinado al estudio comprenderá aproximadamente 45 min, considerando las habilidades individuales en lectura e interpretación de los estudiantes.

El sistema creado para los estudiantes de Ciencias Médicas, el profesor puede llevarlo al aula como parte de sus medios audiovisuales cuando trata el tema de referencia, y puede también ser utilizado por los alumnos en el estudio individual o colectivo en el equipamiento existente en todas las Universidades del país, que poseen los requisitos suficientes para la instalación de este software. A su menú principal se accede de forma táctil y en él puede encontrarse:

Personalizar. Un software educacional debe cumplir con la condición de conocer quién lo utiliza, qué resultados alcanzó y dar al profesor la posibilidad de actualizar, en la medida de su interés, los datos de los distintos alumnos. De igual forma, cuando es utilizado para impartir algún contenido en un aula no requiere pasar por las condicionantes planteadas. Ante esta situación se decidió:

• Utilizar la identificación de los estudiantes mediante su nombre y apellidos, especialidad, brigada, año de estudio y número de lista.
  
• Guardar los datos en una base de datos que el sistema actualiza constantemente y que puede ser mostrada al estudiante, incluso con la nota alcanzada en la solución de los ejercicios.
  
• Permitirle a los profesores después de revisar la nota de los estudiantes eliminar los artículos que les interese de la base de datos, mediante una clave desconocida para el alumno.

Con los elementos expuestos, el software permite al profesor una retroalimentación, que desde el punto de vista docente es indispensable para el logro de los objetivos de la asignatura.

Después de que el estudiante concluye la actualización de los datos de identificación puede iniciar el trabajo con la aplicación y navegar por todos los temas tratados.

Morfología. Se recorren los órganos y elementos importantes dentro del Sistema Respiratorio (vínculo con la asignatura Anatomía impartida en secundaria básica), y se muestra en cada caso el nombre indicado mediante la ayuda operacional, por lo que el estudiante deberá señalar solamente una de las 7 posibilidades en cada caso y no podrá repetir la selección, puede realizar 6 selecciones en toda la opción, 1 para cada pregunta, y al completar la cifra o llegar a la sexta, se inactiva el botón de nueva pregunta y el usuario debe regresar al menú principal para realizar una nueva incursión o simplemente seleccionar otra opción.

Al concluir su navegación por este aspecto del menú principal, el estudiante estará en condiciones de preguntarse cómo se logra que el aire que llega hasta los alvéolos, explicado hasta el momento desde el punto de vista macroscópico, sea transportado hacia todas y cada una de las células del complejo cuerpo humano. Ello constituye en realidad el interés fundamental de la aplicación y forma parte del menú principal.

Temas de estudio. Los botones fueron creados teniendo en cuenta los intereses de cada tema, para facilitar a los usuarios la interacción adecuada con la imagen que se brinda. A partir de este menú se puede acceder a cada uno de los temas en los que se comienza la introducción de los contenidos mediante una situación intrigante para el estudiante, y es cuando puede valorarse la importancia que tiene la aplicación para el uso del profesor en las clases, sobre todo, si puede unir a la técnica de computación, tecnologías que le permitan ampliar la imagen para ser utilizada en un salón de conferencias.

• Ventilación. Uno de los temas más complejos de la aplicación, relacionado con la entrada y salida del aire hacia y desde los pulmones, en el que como característica importante se utiliza la programación de funciones matemáticas que brindan las formas en que las presiones se modifican en el interior de los pulmones; se muestra también el funcionamiento del espirómetro mediante una animación que permite tener una idea clara de lo que ocurre con las capacidades y volúmenes pulmonares explicadas a continuación, después un breve paseo por las modificaciones de la capacidad respiratoria forzada y las posibles alteraciones que se clasifican en 3 tipos: trastornos ventilatorios obstructivos, trastornos respiratorios restrictivos y trastornos respiratorios mixtos.
  Como elemento significativo en el tema de referencia se sigue una estrategia pedagógica que obliga al estudiante a transitar por determinado concepto o idea para después profundizar en ella, de manera tal, que pueda acercarse a la verdad, probando sus habilidades y fortalezas en la materia. Por ejemplo, si el estudiante quiere estudiar las capacidades y selecciona la E, se le brindan 3 posibles respuestas, los errores de selección se acompañan de retroalimentación y se le indica el camino correcto.

• Intercambio de gases. Se Inicia este importante tema con algunos conocimientos previos que sobre Física debe tener el alumno para poder comprender el complejo mecanismo que se produce. Es precisamente este tema uno de los que requiere mayor abstracción, ya que las moléculas de oxígeno se mueven a través de las membranas a una velocidad mucho menor que las moléculas de CO2, debido a la diferencia de permeabilidad entre las membranas, por tanto, se lleva al estudiante desde el reconocimiento de las distintas capas de la membrana hasta una animación donde claramente observa cómo se produce el movimiento molecular a diferentes velocidades. Además, se le muestran otras características como las diferencias de presiones originadas en el interior del organismo en distintos puntos y que son las encargadas de permitir el intercambio gaseoso. En otro momento significativo, se muestra cómo se produce el intercambio de sangre desde el corazón hacia los pulmones y en sentido contrario y las modificaciones que se originan en el líquido de la vida como producto del intercambio gaseoso. Ambas animaciones fueron dibujadas en Paint y animadas haciendo uso de Adobe Premier 4.0.
• Transporte de gases. Después de conocer que en los pulmones, la sangre capta O2 y libera CO2, se hace necesario transmitir la idea de cómo son transportados esos gases hacia los tejidos. Se explica en las formas de transporte de O2 cómo llega por gradiente de presión a todas y cada una de las células del cuerpo y cómo es liberado. Se destaca además, la diferencia conceptual que tenían los alumnos de sus estudios en la secundaria básica acerca de la respiración y cómo han podido enriquecer esta idea hasta llegar a los finos conceptos de respiración celular.
• Regulación de la respiración. Se explica lo concerniente a la regulación de las presiones de O2 y CO2 , lo que se logra por acción del arco reflejo, lo que constituye un tema vital para comprender todo el proceso, de igual forma difícil de valorar a partir de las condiciones actuales de los estudiantes, por lo que la computación ha venido a desempeñar un papel de vanguardia en el tratamiento de estos temas en la asignatura de Fisiología.

Ayuda. Para la confección de la ayuda se utilizó el Help Magician, software profesional, que tiene como objetivo brindar a los programadores una forma fácil de confeccionar un hipertexto con la profesionalidad de la programación visual y en el que el usuario puede navegar libremente por una documentación gráfica y escrita que le dará elementos suficientes para profundizar en los temas tratados y en el manejo de la aplicación.

Evaluación. Constituye uno de los elementos del menú más significativos dentro del trabajo realizado, ya que se tuvieron en cuenta los siguientes elementos:

• Nivel de los usuarios.
  
• Profundización sistemática de los contenidos.
  
• Acercamiento a la realidad.
  
• Nivel de problematización en espiral ascendente.
  
• Aspectos científico-pedagógicos, éticos, políticos y morales, vitales en la
  formación de los alumnos de las carreras de Ciencias Médicas.

Para la confección de los ejercicios mencionados se partió de la base de datos de preguntas que durante varios años han confeccionado los profesores del departamento de Fisiología de la Facultad de Ciencias Médicas de Pinar del Río, validados por el colectivo docente, después de haber sido ilustrados y llevados al software, con un criterio general favorable acerca de la calidad y forma escalonada con que son tratadas y vinculadas las animaciones, los elementos gráficos y los textos.

Se decidió la utilización de cuestionarios de tipo test por 2 razones fundamentales: la posibilidad de mantener un mejor control sobre los resultados de las respuestas y la utilización casi generalizada internacionalmente de este tipo de examen en casi todos los niveles de enseñanza.

Es importante destacar, que los alumnos cuentan con la posibilidad de recibir retroalimentación a medida que utilizan el cuestionario y al final, obtienen los resultados de las calificaciones tanto totales como parciales de las distintas preguntas a que se enfrentó. Ello tiene un doble objetivo: para el estudiante, que al autoevaluarse conoce dónde están sus principales dificultades y puede resolverlas en la ayuda, en el desarrollo de los temas y en consultas con los profesores y otros documentos, y para los profesores, que pueden conocer dónde están los problemas de los estudiantes y dedicarles atención individualizada con óptima calidad.

Diseño de las bases de datos

El autor consideró guardar en las bases de datos, lo relacionado con la identificación de los estudiantes o usuarios y las calificaciones obtenidas en su incursión por el solucionador de ejercicios, de manera que el profesor pueda utilizar esta vía para conocer los resultados de los alumnos y el estudiante pueda saber los puntos obtenidos y los temas en que tiene mayores dificultades.

Protección y seguridad

Cuando se almacena información en un sistema de computación, una de las mayores preocupaciones es protegerla de daños físicos (confiabilidad) y del acceso inadecuado (protección). La necesidad de protección surge de la capacidad de acceder a los archivos, y en aquellos sistemas donde no se permite el acceso a los archivos de otros usuarios no es necesaria la protección.

Conforme los sistemas de computación se han vuelto más complejos y sus aplicaciones se han difundido más, también ha crecido la necesidad de proteger su integridad. El autor decidió utilizar el sistema de seguridad dentro de la personalización del sistema, de forma tal que los usuarios no conozcan la clave de acceso a la base de datos, esto hace que solamente puedan anotar sus datos personales. A la evaluación y posibilidades de eliminación de artículos se accede por la clave profesor, ello garantiza que el estudiante pueda quizás tener dos o más notas, depende de la cantidad de veces que utilizó el sistema, pero lo que no puede es eliminar una de esas notas para evitar el control del profesor.

Herramientas computacionales

Se usaron en el sistema las siguientes herramientas:

• Paint - herramienta de accesorio del Windows.
  
• Help Magician - sistema profesional para la confección de ayudas.
  
• Óptima - conjunto de aplicaciones sobre inteligencia artificial, que permite a partir de una base de conocimientos transmitir conocimientos y entrenar a los estudiantes en la clasificación y selección de problemas.
  
• Adove Premier - sistema profesional para el montaje de animaciones.
  
• Database Desktop - herramienta de Delphi para la construcción de bases de datos.
  
• Win dat - herramienta para la grabación y edición de sonido.
  
• Win cap - herramienta para la captura de imágenes.
  
• Install Shield - herramienta para la instalación de sistemas computadorizados.

Archivos con los que cuenta el sistema:

• exe    Fichero ejecutable del sistema.
  
• hlp     Fichero de Ayuda y de Hipertexto.
  
• dt      Almacena el árbol de decisión del Tree (Óptima)
  
• cdt     Fichero compilador del Tree.
  
• dll      Bibliotecas de enlace dinámico.
  
• ans    Ficheros de preguntas del Óptima.
  
• avi     Animaciones creadas en el Adobe Premier.
  
• waf    Ficheros de sonido.
  
• bmp   Imágenes realizadas en el Paint.
  

Requerimientos de instalación

Se requieren 7 discos de 3 y media, máquinas 486 ó superiores con 40 Mb de capacidad libre en el disco duro, 16 Mb de RAM o superior y 200 Mhz de velocidad o superior, debe utilizarse un display super VGA, mouse y técnica de multimedia para escuchar algunas grabaciones sonoras.

Costo y beneficio

En Cuba, la elaboración del software por estar insertada en un sistema financiado por el estado constituye un esfuerzo económico en función de la preparación científico-técnica del país, el estado lo solventa atendiendo al beneficio social que reporta, pero es importante para su realización definir el nivel del problema a solucionar y el costo.

Según la metodología propuesta por el Departamento de Informática del ISPJAE (Alvarez, 1993) pudo definirse el costo del software de referencia, que cuenta con 3 500 instrucciones y un total de 120 h mensuales invertidas durante 6 meses en su elaboración.

La introducción del software en la carrera de Ciencias Médicas contribuirá a continuar elevando la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje y permitirá ahorro de recursos al país, por cuanto todos los años por cada 100 estudiantes que llegan a segundo año pierden la carrera por Fisiología, 5 de ellos, lo que ocasiona gastos infructuosos durante los 2 años de formación transcurridos.

Conclusiones

A partir del problema planteado, el análisis realizado y la vía de solución dada, la utilización de un MEC dirigido al perfeccionamiento del proceso de enseñanza de la asignatura de Fisiología II que se imparte a los estudiantes de las carreras de Ciencias Médicas puede constituir mediante el sistema tutorial Fisiología del Aparato Respiratorio del Cuerpo Humano, un material eficiente para dar solución a problemas que presentan los estudiantes de las carreras de Ciencias Médicas en dicha asignatura.

El diseño e implementación del sistema tutorial creado no solo contribuye a elevar los resultados de los estudiantes sino también a facilitar el trabajo de los profesores, que contarán con un material capaz de mejorar la clase, apoyar la atención individual de los alumnos y controlar los resultados de la asignatura.

El trabajo realizado resulta novedoso porque constituye un medio de enseñanza interactivo que promueve la adquisición de conocimientos que difícilmente pueden lograrse con los medios actuales, presenta la solución de algunas situaciones problémicas sobre el funcionamiento del organismo mediante el ordenador, lo que prepara al futuro medico para enfrentar situaciones complejas en el decursar de su vida como científico encargado de la salud del hombre.

En la validación realizada sobre el uso de la aplicación del sistema tutorial de referencia con un grupo de estudiantes que concluyeron su segundo año de estudios y examinaron la asignatura, todos coincidieron en afirmar que reunía las características necesarias para facilitar el esfuerzo a realizar en el logro de los objetivos de la asignatura.

Se recomienda utilizar el software en otros centros de enseñanza superior donde se impartan los contenidos de referencia, para recibir en retroalimentación, modificaciones sugeridas por profesores, estudiantes y usuarios en general.

Summary

To give an answer to the problem the medical students have with the level of abstraction necessary to comprehend the complex processes originated inside the human body, such as respiration, it was made an analysis among the professors of the departments of Physiology and Computers, taking into account the criterion of students from higher years. It was concluded that it was possible to apply a computerized solution, together with certain pedagogical strategy that may be an alternative to solve the existing difficulties. It was explained how the project was designed and implemented, which allowed to know diverse current theoretical approaches on the utilization of computer-assisted education, the pedagogical strategy followed and the characteristics of the system, among other aspects of interest. The validation of the system was successfully carried out with professors of Physiology and Computers and a group of medical students.

Key words: Smart tutorial system, hypertext, teaching aids, learning resource, respiratory physiology.

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Recibido: 12 de mayo de 2004 Aprobado:29 de mayo de 2004
Lic. Luis Martín Viera. Departamento de Bioestadística y Computación, Facultad de Ciencias Médicas de Pinar del Río. Carretera Central Km 88. Pinar del Río, Cuba.

1 Master en Informática Educativa.
2 Especialista de II Grado en Fisiología Normal y Patológica. Master en Educación Medica Superior.
3 Doctor en Ciencias Medico Biológicas.
4 Doctor en Ciencias Matemáticas.