Logo Studenta

INVESTIGACION_EN_DISENO_DE_GUIAS_DOCENTES_ADAPTADA

¡Estudia con miles de materiales!

Vista previa del material en texto

INVESTIGACIÓN EN DISEÑO DE GUÍAS DOCENTES ADAPTADAS AL 
EEES: PROCESADORES DIGITALES DE SEÑAL 
 
Francisco A. Pujol López 
Depto. Tecnología Informática y Computación 
Universidad de Alicante 
 
 
 
RESUMEN 
La asignatura Procesadores Digitales de Señal es una asignatura optativa de tercer 
curso de ITTSI. Esta asignatura realiza una revisión de las últimas tendencias en 
dispositivos multimedia desde una perspectiva práctica. La investigación en esta subred 
de la red general “Grupo de trabajo para el diseño curricular de tercer curso de 
Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Sonido e Imagen” tiene como 
objetivo principal el diseño de la Guía Docente de la asignatura Procesadores Digitales 
de Señal. El resultado final de este trabajo se plasmará en la guía docente de la 
asignatura, donde se especificarán claramente los objetivos, las competencias, los 
contenidos, la metodología docente, la evaluación, etc. 
 
Palabras claves: ECTS, Proceso de Convergencia, Investigación Educativa. 
 
1 INTRODUCCIÓN 
A fin de alcanzar las metas que nos plantea el Espacio Europeo de Educación 
Superior, la Universidad de Alicante está preparando y adaptando su metodología 
docente al Sistema Europeo de Transferencia de Créditos (ECTS). La Escuela 
Politécnica Superior (EPS) de la Universidad de Alicante también está participando 
activamente en este proceso para adaptar sus titulaciones al EEES. 
En este curso 2007-2008 se ha creado la red de investigación docente “Grupo de 
trabajo para el diseño curricular de tercer curso de Ingeniería Técnica de 
Telecomunicación, especialidad Sonido e Imagen” con el que se pretende realizar un 
estudio en cuanto al diseño curricular, metodologías de aprendizaje y modelos de 
evaluación, en las asignaturas de tercer curso de esta titulación técnica. De esta forma, 
la titulación de Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Sonido e Imagen 
(ITTSI) completa el diseño de guías docentes de todos los estudios, con lo que 
consideramos que está plenamente preparada para el cambio hacia el Espacio Europeo 
de Educación Superior. 
A lo largo de este trabajo se van a resumir los aspectos principales de la 
investigación en cuanto a diseño curricular que se ha realizado para la asignatura 
Procesadores Digitales de Señal a lo largo del curso 2007/2008. 
2 MARCO TEÓRICO Y OBJETIVOS 
A lo largo de nuestra titulación, el tratamiento digital de señales es objeto de 
estudio de importancia fundamental para los estudiantes de ITTSI. Constituye la base de 
lo que conocemos como electrónica de consumo, sistemas multimedia, telefonía IP, 
equipos Hi-Fi, procesamiento de imágenes y, actualmente, se empieza a utilizar incluso 
en aplicaciones domésticas (domótica). Por tanto, la necesidad de que los alumnos 
adquieran competencias suficientes en esta disciplina resulta evidente. En cierta medida, 
el espectacular desarrollo y popularización experimentado por el tratamiento digital de 
señal ha sido debido a la aparición de hardware especializado que permite ejecutar las 
operaciones necesarias de forma eficiente y, en particular, la utilización de los 
procesadores digitales de señal o DSPs ha resultado decisiva. 
Los Procesadores Digitales de Señal (DSP) son un tipo especial de 
microprocesador específicamente diseñado para realizar tareas de tratamiento digital de 
señal; en general, estas tareas se deben realizar en tiempo real. Los DSPs están pensados 
para funciones específicas, realizándolas de forma muy rápida, con un coste muy bajo y 
con poco espacio y consumo de potencia. Algunos de los dispositivos cotidianos que 
incorporan DSPs incluyen: teléfonos móviles, reproductores DVD, equipamiento de 
audio (equipos Hi-Fi, CD-Walkmans, reproductores MP3, tarjetas de sonido, etc.), 
consolas de videojuegos (Playstation, etc.), automóviles (por ejemplo: sistema de 
frenado ABS), módems, dispositivos GPS, etc. 
La asignatura Procesadores Digitales de Señal es una asignatura optativa de tercer 
curso de ITTSI. Su carga crediticia y otros detalles se muestran en la Tabla 1. 
Tabla 1. Descripción de la asignatura Procesadores Digitales de Señal 
CÓDIGO 7055 
TIPO Optativa 
CRÉDITOS 7,5 
CRÉDITOS ECTS 6,25 – 7,5 
CUATRIMESTRE Segundo 
DEPARTAMENTO Tecnología Informática y Computación 
ÁREA Arquitectura y Tecnología de Computadores 
La asignatura optativa Procesadores Digitales de Señal realiza una revisión de las 
últimas tendencias en dispositivos multimedia desde una perspectiva práctica, 
mostrando modelos y técnicas actuales e identificando sistemas comerciales reales, 
como los reproductores MP3, los sistemas GPS o los teléfonos móviles. Para ello, en el 
aula se trabajará con artículos que muestren de forma práctica cómo se utilizan los 
conceptos tratados en clase de teóricamente. Además, se propondrán debates para que el 
alumno participe de forma activa en el desarrollo de las clases. La evaluación, por tanto, 
será continua. 
En cuanto al contexto académico de la asignatura, ésta está estrechamente 
relacionada con las materias que engloban el tratamiento digital de señales, y la 
codificación de audio y video, en las que se estudian los algoritmos que luego serán 
implementados con los DSPs. A nivel conceptual también está ligada con las 
asignaturas que trabajan las comunicaciones digitales, en la que se describen distintos 
sistemas de comunicación, de los que los procesadores de señal son uno de sus 
elementos básicos. 
Esta asignatura está incluida en dos de las tres intensificaciones que posee la 
titulación actualmente: Sistemas Audiovisuales e Ingeniería Acústica. En estas 
intensificaciones se cuenta con una oferta de 7 asignaturas en cada una de ellas, de las 
que el alumno deberá cursar 5 para completar la intensificación. 
A continuación se enumeran las asignaturas con las que Procesadores Digitales de 
Señal interactúa de manera directa: 
Asignaturas de 1er curso 
Troncales 
• Electrónica digital 
Obligatorias 
• Computadores 
• Fundamentos de Programación 
• Inglés Técnico 
Asignaturas de 2º curso 
Troncales 
• Fundamentos Matemáticos II 
• Sistemas Lineales 
Asignaturas de 3er curso 
Troncales 
• Tratamiento Digital de Imágenes 
• Tratamiento Digital de Audio 
Optativas 
 Intensificación en Sistemas Audiovisuales 
Las asignaturas que comprenden esta intensificación, además de 
Procesadores Digitales de Señal, son: 
• Redes de ordenadores 
• Radiodifusión y televisión por cable 
• Sistemas audiovisuales avanzados 
• Laboratorio de vídeo 
• Instrumentos ópticos 
 Intensificación en Ingeniería Acústica 
Las asignaturas que comprenden esta intensificación, además de 
Procesadores Digitales de Señal, son: 
• Síntesis digital del sonido 
• Técnicas de reconocimiento y síntesis del habla 
• Acondicionamiento acústico 
• Aislamiento acústico 
• Redes de ordenadores 
 
En esta subred de la red general “Grupo de trabajo para el diseño curricular de 
tercer curso de Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Sonido e Imagen” 
el objetivo principal es el diseño de la Guía Docente de la asignatura Procesadores 
Digitales de Señal. El modo de trabajo y cómo se ha procedido se muestra en el 
apartado siguiente. 
3 MÉTODO Y PROCESO DE INVESTIGACIÓN 
En este ámbito de los créditos ECTS, el proyecto que se plantea por parte de la red 
general tiene como objetivo principal llevar a cabo la adaptación de todas las 
asignaturas de 3er curso de Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sonido e Imagen) 
a este sistema de créditos europeos. 
En el marco particular de la asignatura Procesadores Digitales de Señal la 
metodología y plan de trabajo son los siguientes: 
• Definición de los perfiles profesionales de la titulación a partir del Libro Blanco 
de Telecomunicaciones. 
• Definición de los objetivos del título ITTSI y de las competencias comunes a la 
titulación de ITTSI y tercer curso en particular 
• Adaptación del programa de la asignatura Procesadores Digitales de Señal al 
sistemade créditos ECTS. 
• Diseño de la Guía Docente de la asignatura Procesadores Digitales de Señal. 
• Valoración del tiempo dedicado por los alumnos en esta asignatura, coordinado 
con el resto de las asignaturas de tercer curso de ingeniería de telecomunicación. 
• Extracción de conclusiones. 
En este momento se han completado ya todas las fases, y el equipo de trabajo 
integrante de la red se encuentra revisando y corrigiendo la guía docente, con lo que los 
objetivos iniciales de esta red están siendo plenamente satisfechos en el plazo previsto. 
4 RESULTADOS 
Como se ha comentado en el apartado anterior, el resultado final de este trabajo se 
plasmará en la guía docente de la asignatura, donde se especificarán claramente los 
objetivos, las competencias, los contenidos, la metodología docente, la evaluación, etc. 
Con el trabajo realizado hasta el momento, los resultados obtenidos se muestran a 
continuación. 
4.1 Definición de competencias y objetivos 
OBJETIVOS/COMPONENTES COMPETENCIALES CONCEPTUALES (SABER) 
OC1: Analizar el tratamiento de la información multimedia desde el punto de vista 
de la arquitectura de computadores. 
OC2: Exponer las características de las arquitecturas de los Procesadores Digitales 
de Señal (Digital Signal Processor, DSP). 
OC3: Conocer el papel de los DSPs en los sistemas de comunicación y el estado 
actual de estas tecnologías. 
OC4: Definir la problemática asociada al desarrollo de los sistemas en los que se 
requiere funcionamiento en tiempo real y las características que los diferencian de otros 
sistemas electrónicos. 
OC5: Describir diferentes sistemas reales que necesitan de DSPs para su 
funcionamiento. 
OC6: Enseñar técnicas de tratamiento de señales de audio y vídeo sobre 
Procesadores Digitales de Señal. 
OC7: Conocer los fundamentos tecnológicos asociados al acceso a Internet de 
banda ancha (ADSL, cable-módem), enfatizando el uso de DSPs para su correcto 
funcionamiento. 
OC8: Analizar la evolución histórica y los principios de funcionamiento de los 
sistemas de telefonía móvil (analógica, GSM, 3G, etc.), mostrando sus características 
fundamentales. 
OC9: Describir el estado actual de la tecnología en sistemas de localización, 
particularizando en el sistema GPS, su filosofía de trabajo y su relación con los DSPs. 
OBJETIVOS/COMPONENTES COMPETENCIALES PROCEDIMENTALES (SABER 
HACER): 
OP1: Saber utilizar diferentes herramientas de desarrollo de aplicaciones para 
sistemas que incluyan procesadores digitales de señal de altas prestaciones. 
OP2: Diseñar sistemas electrónicos dotado de DSPs y ser capaz de programarlos 
adecuadamente. 
OP3: Identificar las características más relevantes a la hora de seleccionar un DSP 
de coma fija o coma flotante. 
OP4: Adaptar técnicas básicas de tratamiento digital de señal al entorno de trabajo 
en tiempo real: FFT, correlación, convolución. 
OP5: Entender y saber utilizar técnicas avanzadas de tratamiento digital de señal 
aplicadas a tiempo real: modulación GMSK, filtrado adaptativo, generación de ruido 
pseudoaleatorio. 
OP6: Aplicar algunas técnicas sencillas para manipular audio de forma digital, 
desarrollando aplicaciones en tiempo real basadas en DSPs. 
OP7: Desarrollar metodologías adecuadas para el análisis y diseño de los sistemas 
basados en DSPs. 
OP8: Investigar los proveedores de Internet de banda ancha en España y Europa y 
saber reconocer las ventajas y limitaciones que posee la tecnología actual en este 
campo. 
OP9: Diferenciar los diferentes sistemas de telefonía móvil existentes hoy en día, 
así como sus fundamentos tecnológicos subyacentes. 
OP10: Emplear herramientas de verificación específicas para comprobar que una 
aplicación cumple sus restricciones temporales. 
OBJETIVOS/COMPONENTES COMPETENCIALES ACTITUDINALES 
(SER/ESTAR): 
OA1: Valorar la importancia de los procesadores digitales de señal en los sistemas 
electrónicos actuales. 
OA2: Discutir la necesidad de los lenguajes y librerías de programación en tiempo 
real como base de una amplia clase de dispositivos multimedia. 
OA3: Trabajar en equipo para la resolución de problemas y desarrollo de sistemas 
basados en DSPs. 
OA4: Asumir responsabilidades y compromisos en el trabajo personal. 
OA5: Colaborar en el mantenimiento y buen uso del material de laboratorio. 
OA6: Participar en las clases de manera activa, formulando preguntas y 
debatiendo sobre las cuestiones que se planteen. 
4.2 Bloques de contenidos de aprendizaje. Estructura 
El programa propuesto consta de dos bloques temáticos. El primero consta de dos 
temas y el segundo de tres. 
Tabla 2. Bloques temáticos de la asignatura de Procesadores Digitales de Señal. 
BLOQUE TEMÁTICO TEMAS 
Tema 1. Conceptos básicos. 
Evolución histórica de los DSPs. 
I. Introducción Tema 2. Arquitecturas de 
Procesadores Digitales de Señal. Diseño de 
sistemas basados en DSPs. 
Tema 3. Acceso a Internet de 
banda ancha. 
Tema 4. Telefonía móvil. 
II. Aplicaciones de los DSPs 
Tema 5. Otras aplicaciones. 
4.3 Metodologías y Estrategias de Aprendizaje 
4.3.1 Metodología docente 
La nueva estructura de las titulaciones se acompaña de una profunda renovación 
de los métodos docentes, con la aplicación de un nuevo modelo de enseñanza y 
aprendizaje. Se trata de conseguir unos objetivos de formación que contemplen tanto la 
adquisición de conocimientos como la capacitación de los alumnos para seguir 
estudiando (competencias académicas y profesionales). La clase magistral tiene un 
papel importante pero no exclusivo en la transmisión de conocimientos y se va a 
complementar con otros procesos. Concretamente, las actividades que se proponen son 
las siguientes, distinguiendo entre clases presenciales y no presenciales. 
Clases presenciales 
Combinan los siguientes aspectos: 
• Presentación de los temas por parte del profesor 
• Proyección de materiales audiovisuales 
• Entrega de documentación 
• Establecimiento de pautas de análisis de la documentación 
• Organización y revisión de las actividades individuales y grupales realizadas 
en el aula 
• Clases prácticas 
• Sesiones organizativas 
Clases no presenciales 
Las actividades se organizarán de la siguiente manera: 
• Tutorizaciones en grupo y/o individuales 
• Organización y seguimiento de la realización de trabajos grupales e 
individuales 
• Asesoramiento académico, profesional y personal 
4.3.2 Estrategias de aprendizaje del alumno 
Las estrategias de aprendizaje ayudan al alumno a elaborar y organizar los 
contenidos para que resulte más fácil el aprendizaje (procesar la información), además 
de permitir controlar la actividad mental del alumno para dirigir el aprendizaje y, por 
último, colaboran en que el aprendizaje se produzca en las mejores condiciones 
posibles. 
El desarrollo de la materia combina actividades individuales, en grupos pequeños 
y en grupo más grande. Incluye la realización de tareas relacionadas tanto con los 
conocimientos disciplinares básicos como con las competencias profesionales más 
relacionadas con la disciplina. 
En particular, se plantean las siguientes estrategias de aprendizaje: 
• Búsqueda de fuentes bibliográficas y documentales. Manejo de los fondos de 
la biblioteca y búsquedas por Internet 
• Debates en el aula 
• Actividades de diverso tipo, individuales y grupales, realizadas en el aula 
• Elaboración individual de trabajos sobre aplicaciones concretas de sistemas 
que integran procesadores digitales de señal 
• Exposición de los trabajos individuales en las sesiones teóricas 
• Realización de tutorías 
o De forma individual: En las que se establece una relación directa 
docente-alumno, y en la que se orienta al alumno sobre la materia 
tratada y se resuelven dudas surgidas en el tema, así como dudas 
relativas a la planificación y organización de la asignatura. 
o De consulta on-line, mediante el Campus Virtual: Esta tutoría evita, 
en determinado tipo de consultas, desplazamientos, y por tanto, 
supone un ahorro de tiempoa los alumnos. 
 
4.4 Plan de trabajo de los alumnos 
A continuación, en la Tabla 3, se resume el número total de horas de dedicación 
que el alumno debe emplear en las actividades de aprendizaje presencial y no 
presencial. 
Tabla 3. Total de horas de dedicación de los estudiantes, a las actividades docentes, 
por bloques. 
Bloque I Bloque II 
ACTIVIDAD 
Tema 1 Tema 2 Tema 3 Tema 4 Tema 5 
Total 
Clases de teoría 3 2 3 3 2 13 
Clases problemas 1 2 1 1 5 
Clases prácticas 3 12 9 12 9 45 
Actividad en grupo pequeño 1 3 2 2 8 
Exposición oral del trabajo 
individual 4 4 
Horas con profesor 8 19 15 18 15 75 
Estudio de teoría 8 12 8 8 8 44 
Estudio de problemas 2,5 6 2,5 2,5 13,5 
Trabajo previo y memorias de 
prácticas 1,5 6 4,5 6 4,5 22,5 
Trabajo en grupos no presencial 2 6 3 5 16 
Tutoría individual 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 2,5 
Consulta on-line-CV 1 1,5 1 1 1 5,5 
Desarrollo del trabajo individual 2,5 8 4 4 18,5 
Horas de actuación personal 18 40 23,5 27 14 122,5 
4.5 Sistema de evaluación 
Dado el carácter eminentemente práctico de la asignatura, la evaluación será 
continua, sin realizar un examen final. 
En particular, la evaluación consistirá en dos partes: 
• La nota de las prácticas (NP) de laboratorio sumará el 50% de la nota final de la 
asignatura. 
Para ello, se evaluará de forma continua el trabajo realizado por los alumnos en 
el laboratorio, además de considerar las memorias de prácticas que se soliciten en cada 
momento. 
• La nota de teoría (NT) tendrá un peso del 50% en la nota final. 
En este caso, la nota se divide entre la nota de los trabajos que se desarrollen en 
clase, tanto a nivel individual como en pequeños grupos, junto con el trabajo de 
desarrollo individual, que será expuesto en el aula al finalizar el curso. Es decir: 
NT = 0,5 * Nota_Trabajo + 0,5 * Nota_Clase, 
SI Nota_Trabajo Y Nota_Clase ≥ 4 
• Como conclusión: 
Nota Final = 0,5 * NP + 0,5 * NT 
Para aplicar la expresión anterior, será necesario tener aprobadas cada una de las 
partes por separado. 
5 CONCLUSIONES 
En este artículo se ha presentado un resumen del trabajo de investigación que 
desde la subred de Procesadores Digitales de Señal se está realizando con el fin de 
elaborar la guía docente de la asignatura. En concreto, se ha presentado la planificación 
de las tareas realizadas, así como los resultados de las investigaciones completadas en 
cuanto a la especificación de los objetivos y competencias de la asignatura, bloques 
temáticos de la asignatura, metodologías y estrategias de aprendizaje, el plan de trabajo 
de los alumnos y, finalmente, el sistema de evaluación. 
En todo momento se ha realizado una investigación coordinada con los miembros 
del equipo investigador de la red de 3er curso de Teleco para compartir experiencias y 
valorar los resultados obtenidos. 
El resultado final de todo el trabajo global de la red de investigación docente 
“Grupo de trabajo para el diseño curricular de tercer curso de Ingeniería Técnica de 
Telecomunicación, especialidad Sonido e Imagen” se plasmará, en breve, en una 
Memoria de la experiencia realizada que contendrá, entre otras cosas, la guía docente de 
todas asignaturas, donde se especificarán claramente los objetivos, las competencias, los 
contenidos, la metodología docente, la evaluación, etc., de cada materia en particular. 
Valoramos muy positivamente la experiencia llevada a cabo, en cuanto a 
incorporarnos al nuevo esquema de planificación de los estudios, además de permitirnos 
obtener una perspectiva clara y necesaria del resto de las materias de la titulación. 
6 BIBLIOGRAFÍA 
[1]- ACM Curriculum Committee on Computer Science. Curriculum 68: 
Recommendations for the undergraduate program in computer science. 
Communications of the ACM, 11(3):151-197, March 1968. 
[2]- Computing Curricula 2001. Computer Science, The Joint Task Force on 
Computing Curricula. IEEE Computer Society y Association for Computing 
Machinery, Final Report, December 15, 2001, 2001 
[3]- Libro Blanco Para los futuros Títulos de Grado en el ámbito de las Tecnologías de 
la Información y las Comunicaciones, Elaborado conjuntamente por: Subcomisión 
de Ingeniería Electrónica Subcomisión de Ingeniería Telemática Subcomisión de 
Ingeniería de Sonido e Imagen, 2004. 
[4]- IFEACHOR, C.E., JERVIS, B.W. Digital Signal Processing: a practical approach. 
Addison Wesley, 2002. 
[5]- GAN, W. S., KUO, S.M. Embedded Signal Processing with the Micro Signal 
Architecture. Wiley-IEEE Press. 2007. 
[6]- LAPSLEY P. DSP Processor Fundamentals. IEEE Press, 1996. 
[7]- KATZ, D. J., GENTILE, R. Embedded Media Processing. Newnes, 2005. 
[8]- BATEMAN A. The DSP Handbook. Prentice-Hall, 2002. 
[9]- ENGINEERING STAFF ANALOG DEVICES INC. Mixed-signal and DSP 
Design Techniques. Newnes, 2002.

Continuar navegando