Nancy Carolina Roa Martín

Introduction: In engineering courses being able to connect theory with practice to validate concepts and solve problems from acquired knowledge, critical thinking and creativity, is a challenge. In project-based learning and active learning, it has been validated that developing programming activities in real applications allows appropriate concepts, developing skills and soft competences. Objective: to diagnose the current state of the learning outcomes in the core course of an electronic engineering curriculum in order to propose models to achieve the learning objectives. Methodology: a diagnostic instrument was designed for undergraduate students in electronic engineering, building a matrix of Weaknesses, Opportunities, Strengths and Opportunities (SWOT) to apply data analytics and generate diagrams of co-occurrence/frequency of discourse and from which the results are discussed. The instrument was applied to a cumulative sample of 87 students, identifying keywords related to the use of tools, previous knowledge (mathematical foundation), and experimental work at laboratory. Results: The analysis identified weaknesses in some concepts, deficiencies to operationalize, and the need to complement experimentally, allowing adjusting curricular contents and demonstrating the application of learning models and methodologies. Conclusion: Interdisciplinary topics enable the design of challenging projects to assess competencies and learning outcomes, validating an active and project-based learning approach (A+PBL) in a pilot Digital Signal Processing (DSP) course.

Este artículo presenta una revisión de estado de arte de las técnicas del aprendizaje de máquina para el reconocimiento de patrones, la definición de los algoritmos para la clasificación de objetos (personas) a partir de imágenes construidas desde nubes de puntos adquiridas por sensores de Radar y Lidar, y resultados preliminares de aplicación en escenas reconstruidas a partir de nubes de puntos. En el primer hito del proyecto CLARIFIER (frequenCy-agiLe rAdar-lidaR chIp For surveIllancE moving platfoRms), se ha estudiado e implementado un filtro de Kalman Extendido para fusión de datos de sensores de Radar y LiDAR, cuyo aporte fue la inclusión de la velocidad angular en el modelo cinemático de un drone. En el segundo hito, se ha revisado estado de arte para identificar enfoque (segmentación semántica) y algoritmos que permitan detectar personas en imágenes reconstruidas de escenarios o zonas con requerimientos de supervisión y monitoreo. Como resultado de aplicación preliminar, se ha construido un conjunto de datos de escenas que incluye la clase “personas” y se evaluaron los algoritmos U-Net y Mask R-CNN que aplicas técnicas de segmentación semántica. Dado que la resolución del sensor en particular de Lidar, es mayor a la del radar, así como la diferencia en rangos que cada uno alcanza, se genera un compromiso que requiere múltiples barridos de la escena desde diferentes ángulos y distancias y se requiere aumentar el conjunto de datos, para entrenar los algoritmos y mejorar el porcentaje de detecciones correctas. De acuerdo a las métricas que se han evaluado (pérdidas, exactitud, precisión, exhaustividad y F1 Score), la clasificación de la clase personas en el contexto de segmentación semántica alcanza un 89.91 % para Mask R-CNN, y del 90.53% para U-Net; y con la curva de operación característica del receptor (ROC) y el área bajo la curva (AUC) se obtiene un 90% y 92% en la detección de la clase personas, respectivamente. Este resultado valida la efectividad de estos modelos de redes neuronales convolucionales aplicada a imágenes obtenidas a partir de nubes de puntos.

Se presenta un instrumento para evaluar competencias pedagógicas, didácticas y en tecnología de la información y las comunicaciones, en el marco de la cuarta revolución industrial y definida dentro de las principales tendencias de innovación y cambio en la era del conocimiento en lo que se conoce como Educación 4.0. Existen brechas importantes entre las instituciones de educación básica primaria y secundaria en los sectores público y privado, rural y urbano, y municipios certificados y no certificados. El resultado de las pruebas Pisa a nivel Colombia, identifica unas debilidades en la educación, que fue un reto en la adopción de estrategias conectadas o desconectadas al proceso de enseñanza por la condición de la pandemia COVID-19, y por la diferencia en la formación, conceptualización y aplicación de los objetivos y resultados de aprendizaje desde el profesorado. Aunque de manera ágil se generó un proceso de adaptación y ajuste en la metodología de enseñanza (acceso remoto síncrono), también se identificó una serie de oportunidades para fortalecer los procesos de enseñanza-aprendizaje, desde la docencia e infraestructura, y las capacidades de laboratorio para pasar a un modelo de aprendizaje centrado en el estudiante. Se debe promover las competencias blandas para ofrecer solución a los problemas, desarrollar el pensamiento crítico, incentivar el trabajo interdisciplinar y cooperativo, y la aplicación de nuevos modelos pedagógicos como el aprendizaje basado en proyectos, en problemas, experiencias, etc. Se presenta la hipótesis de que promover el pensamiento computacional en una ruta hacia la educación STEAM+H que permita un diseño curricular para un aprendizaje que ofrezca soluciones transformadoras, innovadoras y creativas en contexto y que atienda los retos globales en los objetivos de desarrollo sostenible. El diseño del instrumento que se propone, pretende ir más allá de la caracterización del profesorado, cuya población objetivo será las instituciones de educación básica y secundaria (posteriormente podrá ser adaptado para educación superior). El instrumento se desglosa por subáreas dentro de la pedagogía, la didáctica y las TIC, desde la realidad del territorio y ajustado a las brechas de acceso a la información y limitantes socio-económicas de las instituciones. Se considera que el aporte al conocimiento se consolida desde un diagnóstico, para potenciar las capacidades docentes como actores cruciales en el proceso disruptivo en esta nueva revolución educativa que demanda habilidades y aplicación de conocimiento. En esta ruta de aprendizaje y enseñanza, la formación a lo largo del proceso educativo permitirá apropiar las herramientas necesarias por los estudiantes para que puedan usarlas y con la fortaleza de que los futuros aspirantes a la Universidad cuenten con una mayor capacidad de análisis y de solución de problemas, siendo éste un reto para el modelo educativo del país por las brechas identificadas en el contexto nacional. El instrumento está en etapa de validación previo a un piloto en Boyacá a nivel de educación pública como preámbulo en el programa de territorio STEAM, con el apoyo de programas de la UPTC, en la construcción de una política educativa para el territoriol.

This paper applies the strength, weakness, opportunity, and threat (SWOT) matrix as a tool to diagnose the learning results on the traditional curricula of analog communication course as a study case in an electronics engineering faculty. An analysis of surveys to students after finishing their courses during three semesters indicates that due to the lack of context, the math