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Aprendizaje experimental en la educación superior: Un estudio de caso con factory i/o y controladores siemens S7-1200 en la
formación técnica. pp. 16 - 27 / Volumen 7, número 3 / DOI: https://doi.org/10.37431/conectividad.v7i3.496
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Aprendizaje experimental en la educación superior: Un estudio de caso con
Factory I/O y controladores Siemens S7-1200 en la formación técnica
Experimental learning in higher education: A case study with Factory I/O and Siemens S7-1200
controllers in technical training
, Marco V. Pilco
Universidad Central del Ecuador, vespinoza@uce.edu.ec, Quito - Ecuador
Autor para correspondencia: pespinoza@itsoriente.edu.ec
RESUMEN
La investigación se aplicó a una población
en la materia de Automatización Industrial. Se
incorporó la herramienta informática Factory
para la simulación el controlador PLC
impacto de la integración de entornos virtuales
y de controladores reales en el proceso de
práctico, aplicándose evaluaciones
diagnósticas como el pretest y postest, con
avances alcanzados por los estudiantes en el
ciclo académico. Los resultados demostraron
de los conceptos de automatización industrial,
sistemas de control y resolución de problemas
de la industria. Se aumentó la motivación y
la comprensión en el transcurso del proceso
de los entornos virtuales y los PLC reales
son una estrategia pedagógica innovadora
teoría y práctica, reforzando el desarrollo de
competencias técnicas y la preparación de
los futuros profesionales para afrontar los
cambios de la Industria 4.0.
Palabras clave:
ABSTRACT
in the Industrial Automation course. The
into the virtualization of industrial processes
PLC controller for simulation purposes.
of integrating virtual environments and
real controllers into the teaching–learning
diagnostic assessments such as pre-tests and
achieved by students throughout the academic
improvement in the understanding of industrial
automation concepts, control systems,
and industrial problem-solving. Students’
motivation and comprehension also increased
during the teaching–learning process. The
combination of virtual environments and real
development of technical competencies and
the challenges and transformations of Industry
4.0.
Keywords: Industrial automation; Factory
Derechos de Autor
de primera publicación de la revista son del Instituto Superior
Tecnológico Rumiñahui, por ello, es necesario citar la procedencia
en cualquier reproducción parcial o total. Todos los contenidos de
licencia de Creative
Commons Reconocimiento-NoComercial-4.0 Internacional.
Citar como:
factory i/o y controladores siemens S7-1200 en la formación
técnica. CONECTIVIDAD, 7 https://doi.org/10.37431/
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Artículo Cientíco
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1. INTRODUCCIÓN
La educación superior se enfrenta a la necesidad de formar especialistas capaces de desenvolverse
se erige como un recurso pedagógico fundamental porque permite que la teoría se haga práctica,
favoreciendo, por lo tanto, el entendimiento y el desarrollo de competencias técnicas. La
innovador donde los alumnos pueden interactuar con situaciones concretas en un entorno
controlado, permiten apreciar una estrecha interacción entre virtualización y sistemas de control.
una enseñanza más efectiva y preparada para que los nuevos profesionales se enfrenten a los
asociadas a prácticas docentes con PLC, captando resultados positivos al respecto y pudiendo ser
podemos encontrar: nivel de tanques/tanques de nivel, control de presión, demuestran la utilidad
de líneas y estaciones para cerrar la brecha teoría–práctica en asignaturas de Automatización
Industrial.
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Desde el punto de vista tecnológico, los gemelos digitales y las fábricas virtuales/VR permiten
técnicas y tecnológicas como lo son: la lógica de control, el diagnóstico y puesta en marcha de
las empresas de la Industria 4.0.
2. METODOLOGÍA
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fueron informados sobre el estudio y dieron su consentimiento para participar, cumpliéndose con
práctica guiada en entornos virtuales de simulación industrial, y en el uso de PLC Siemens S7-
Tabla 1. Población y muestreo.
Grupo Experimental Frecuencia Porcentaje Porcentaje válido
Porcentaje
acumulado
Estudiantes de
Electromecánica
60 100% 100% 100%
Nota. La tabla reeja la totalidad de la población objeto de estudio en la que se aplicó la metodología.
fueron informados sobre el estudio y dieron su consentimiento para participar, cumpliéndose con
práctica guiada en entornos virtuales de simulación industrial, y en el uso de PLC Siemens S7-
de sistemas automatizados. De esta forma, el proceso se fue convirtiendo en un espacio de
el aula se consolidaba como un laboratorio de práctica profesional que permitía el fortalecimiento
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de competencias técnicas, el desarrollo del pensamiento crítico y la capacidad de resolución de
2.1. Aplicación
Se aplicaron dos tipos de evaluaciones, después de las sesiones teóricas se realizó un pretest y
un postest después de completar las sesiones prácticas.
Pretest: se aplicó 10 preguntas técnicas, cinco orientadas a la comprensión de conceptos
relacionados a la automatización industrial y cinco preguntas orientadas en el funcionamiento
de los controladores Siemens S7-1200.
Postest: se aplicó 10 preguntas para medir la capacidad de los estudiantes en la programación
Las pruebas fueron realizadas mediante Moodle que es una plataforma de la institución, lo que
2.2. Rangos y escalas
La evaluación realizada siguió las directrices establecidas en el Instructivo de Evaluación
Tabla 2. Rangos y escalas.
Escala Puntuación Descripción
Muy superior 10 Dominio sobresaliente del tema, resuelve todo
Superior 7 – 9
Medio 4 – 6
1 – 3 Conocimientos limitados.
No realiza 0 El estudiante no participa no realiza.
Nota. Esta tabla es para medir el rango y las escalas al momento de calicar.
Se implementó un pretest con el propósito de diagnosticar el nivel de conocimientos iniciales
adquiridos de los estudiantes en relación, con la asignatura de automatización industrial y
metodológica en la materia.
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la lógica de programación y en la interpretación de procesos automatizados. Únicamente una
En la Tabla 3 se detallan los resultados obtenidos del pretest.
Tabla 3.
Rango Frecuencia Porcentaje Porcentaje válido Porcentaje acumulado
1 – 3 28 46.67% 46.67% 46.67%
4 – 6 24 40.00% 40.00% 86.67%
7 – 10 8 13.33% 13.33% 100.0%
Total 60 100.0% 100.0% 100.0%
Nota. La tabla indica los resultados obtenidos después de las secciones practicas en un pretest.
se aplicó a modo de prueba a los 60 estudiantes de Electromecánica antes de realizar la práctica.
lo que muestra cierta comprensión aunque con importantes lagunas en la resolución de problemas
y en la lógica de programación de PLC, a la vez que un 13.33% ha conseguido ubicarse en el rango
concluimos que el 86,67% del grupo no había logrado la nota mínima de 7 puntos, lo que indica
que, antes de la intervención pedagógica, la mayoría de los estudiantes presentaba importantes
el desarrollo de competencias de los futuros profesionales.
se realizó un postest, para comprobar la evolución de los estudiantes en relación con la medición
como así también los cambios en la comprensión de los conceptos de automatización y la
capacidad de hacer uso de la programación de PLC en situaciones de simulaciones industriales.
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inicial, orientada a que los estudiantes pudiesen demostrar las competencias adquiridas en
interpretación de procesos simulados en un entorno virtual.
Tabla 4.
Rango Frecuencia Porcentaje Porcentaje válido Porcentaje acumulado
7 – 9 50 83.33% 83.33% 83.33%
10 10 16.67% 16.67% 100.0%
Total 60 100.0% 100.0% 100.0%
Nota. Muestra los resultados obtenidos después de aplicar las sesiones prácticas.
lo que indica un dominio de los contenidos y una adecuada aplicación de la programación de
muy superior, evidenciando incluso un desempeño de este grupo por encima de lo esperado
en la asignatura de Automatización I. Además, contrariamente a los resultados del pretest,
se destaca como un importante resultado el que no se registraran estudiantes en los niveles
niveles de alto desempeño, erigiéndose como una muestra de la efectividad de las intervenciones
de simulación industrial y equipos reales de automatización resultan ser una buena estrategia
pedagógica para cerrar las brechas de conocimiento detectadas previamente y favorecer a un
2.3. Prueba T de Student
La Tabla 5 y Figura 1 muestran los resultados del análisis estadístico mediante la prueba T de
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pasó de 3.97 puntos en el pretest a 8.42 puntos en el postest, lo que representa un incremento
promedio de 4.45 puntos.
Tabla 5.
Parámetro Postest Pretest
Media 8.42 3.97
Varianza 0.82 3.51
60 60
Diferencia hipotética de medias 0 —
59 —
Estadístico t calculado 13.12 —
2.001 —
<0.00001 —
Nota. Muestra los resultados de la prueba T para medias de dos muestras emparejadas en el pretest y en el postest.
Figura 1.
Nota. Muestra la distribución comparativa de calicaciones entre el pretest y el postest, evidenciando el
desplazamiento hacia niveles de mayor desempeño tras la intervención pedagógica.
Tal diferencia queda determinada por una menor varianza en el postest, que iguala a 0.82, respecto
al pretest que equivale a 3.51, lo que sugiere que el grupo no sólo ha obtenido una media superior,
en términos estadísticos. La prueba de hipótesis supone que hay evidencias para sostener que
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automatización y la programación de PLC en entornos de simulación de procesos industriales.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
en los estudiantes respecto a la lógica de la programación y los procedimientos automatizados.
La correlación entre las puntuaciones de los resultados de los test antes y después de las prácticas
comprensión de la automatización industrial y facilita la transferencia del conocimiento a las
situaciones reales.
o presión reuniendo la lógica secuencial, con el control PID en espacios seguros, circunstancia
que se aprobó en las sesiones prácticas de este estudio. Al mismo tiempo también son similares
digitales ofertan un aumento de la motivación y la autonomía del compromiso activo del
alumnado. En este ensayo, los participantes mostraron una mayor implicación e interés al
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académico del alumnado, sino que fortaleció competencias transversales relacionadas con la
observación crítica, el diagnóstico y la toma de decisiones sobre la marcha. En cambio, los
digitales y las fábricas virtuales propician espacios de práctica que viabilizan capacidades de
integración, conocimiento y comprensión sistémica. Esta investigación da cuenta de que estas
tácticas, cuando se articulan con metodologías de la investigación-acción en educación superior,
nuevos retos que plantea la automatización y la digitalización en el ámbito industrial.
4. CONCLUSIONES
La implementación del método sustentado en virtual environments of industrial simulation
de 4.45 puntos de media.
y Riera & Vigário
de la lógica de control y facilita la transferibilidad de los conocimientos hacia situaciones reales
de la industria.
mediada por tecnologías inmersivas y digitales contribuye a desarrollar competencias clave
decisiones en tiempo real.
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convierte el aula en un auténtico laboratorio de práctica profesional, permitiendo que los errores se
profesionales técnicos.
Contribución de los Autores (CRediT): PE: Conceptualización, Investigación, Administración del
MP: Concepturalización, Análisis formal,
Recursos, Visualización, Redacción - borrador original, Redacción - revisión y edición. Conceptualización,
Metodología, Redacción - revisión y edición. VE: Curación de datos, Adquisición de fondos, Supervisión.
Conicto de Intereses:
Declaración de Uso de Inteligencia Articial: Los autores declaran que han utilizado herramientas de
REFERENCIAS
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