CONSTRUCCIÓN
DE TABLEROS TÁCTILES PARA
FACILITAR EL APRENDIZAJE EN NIÑOS
CON DISCAPACIDAD INTELECTUAL
UTILIZANDO MICROCONTROLADORES
Revista TECH Carlos Cisneros ISNN 2737-6036, Año 2023, Congreso CICT2023, páginas 9
CONSTRUCCIÓN DE TABLEROS TÁCTILES PARA FACILITAR EL APRENDIZAJE EN NIÑOS CON
DISCAPACIDAD INTELECTUAL UTILIZANDO MICROCONTROLADORES
CONSTRUCTION OF TOUCH BOARDS TO FACILITATE LEARNING IN CHILDREN WITH
INTELLECTUAL DISABILITY USING MICROCONTROLLERS
1 Instituto Superior Universitario Carlos Cisneros, Ecuador, leticia.zabala@istcarloscisneros.edu.ec
RESUMEN
El presente trabajo se desarrolló en el marco del proyecto de Vinculación con la sociedad en la Unidad
Educativa Especializada Carlos Garbay, con estudiantes del Instituto Tecnológico Superior Carlos Cisneros
con condición Universitaria. Mediante la solicitud de repotenciar las diferentes unidades. En la entrevista con
los profesores se evidencia el uso de pictogramas en los procesos educativos para niños con discapacidad
intelectual, ya que es una de las principales técnicas usadas por los profesores con sus estudiantes. Existen
láminas para la enseñanza de procesos de aseo personal, hora de la comida, aprendizaje de colores, números,
etc. Se ha considerado que esta técnica es susceptible de mejora incluyendo la capacidad de que el estudiante
escoja mediante botones las tareas adecuadas, como colores, números, etc.
En este sentido el proyecto se enfoca en modernizar y mejorar la automatización del proceso educativo al
reemplazar las hojas de papel con módulos didácticos desarrollados mediante el uso de microcontroladores.
Para la obtención del prototipo se han desarrollado varias etapas, desde el diseño del circuito impreso,
desarrollo y programación del algoritmo para el microcontrolador y el ensamblaje de los componentes. Se
destaca la importancia del modelado en 3D para la visualización y las pruebas antes de la construcción física.
El diseño del tablero parte de las láminas con pictogramas que usan los profesores de la Unidad Educativa
especializada Carlos Gargay, las mismas son usadas como apoyo sensorial a las actividades que desarrolla
cada profesor en clase. el presente módulo pretende ser el punto de partida para un estudio sobre las mejoras
que se pueden obtener en los procesos de enseñanza de los niños con discapacidad intelectual al incluir
material didáctico que usa nuevas tecnologías.
.
Palabras clave: aprendizaje, módulos táctiles, microcontroladores, discapacidades.
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3
Zabala Barragan Leticia Aurelina1,
Alvarez Brito Héctot Vicente 2,
Maza Salazar Stalyn Vladimir
2Instituto Superior Universitario Carlos Cisneros, Ecuador, hector.alvarez@istcarloscisneros.edu.ec
3 Instituto Superior Universitario Carlos Cisneros, Ecuador, stalyn.maza@istcarloscisneros.edu.ec
Revista TECH Carlos Cisneros ISNN 2737-6036, Año 2023, Congreso CICT2023, páginas 9
ABSTRACT
This work was carried out within the framework of the Community Engagement project at the Carlos Garbay
Specialized Educational Unit, in collaboration with students from the Carlos Cisneros Higher Technological
Institute. The project aimed to enhance various teaching units. During interviews with the teachers, it became
evident that pictograms are used in the educational processes for children with intellectual disabilities, as one
of the primary techniques employed by the teachers with their students. There are visual aids for teaching
personal hygiene, mealtime, learning colors, numbers, and more. It has been considered that this technique
can be improved by allowing the students to select appropriate tasks through buttons, such as colors, numbers,
etc.
In this context, the project focuses on modernizing and improving the automation of the educational process
by replacing paper sheets with didactic modules developed using microcontrollers. To obtain the prototype,
several stages were undertaken, including the design of the printed circuit board, algorithm development and
programming for the microcontroller, and component assembly. The importance of 3D modeling for
visualization and testing before physical construction is highlighted.
The design of the board is based on the pictogram sheets used by the teachers at the Carlos Garbay
Specialized Educational Unit. These sheets serve as sensory support for the activities carried out by each
teacher in the classroom. This module aims to be the starting point for a study on the improvements that can
be achieved in the teaching processes for children with intellectual disabilities by including didactic materials
that utilize new technologies.
Keywords: learning, tactile modules, microcontrollers, disabilities.
Recibido: 18/09/2023 Aceptado: 27/10/2023
Received: 18/09/2023 Accepted: 27/10/2023
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1. INTRODUCCIÓN
La inclusión educativa es un derecho fundamental
que permite a todos los niños aprender juntos,
independientemente de sus habilidades o
discapacidades. La inclusión educativa es un
derecho fundamental lo determina la constitución de
la república del Ecuador. Sin embargo, los niños con
discapacidad intelectual pueden enfrentar desafíos
únicos en el proceso de aprendizaje. En este
contexto, surge la necesidad de herramientas
pedagógicas innovadoras y accesibles que puedan
facilitar su aprendizaje.
Trabajos afirman que el uso de herramientas
computacionales favorecen el aprendizaje en este
tipo de discapacidades especiales [1], El uso de
dispositivos electrónicos permiten captar la atención
de los niños facilitando que las terapistas puedan
realizar de mejor manera los procesos de enseñanza
con las terapias. Otro aspecto importante fue la
facilidad de uso que tiene el dispositivo al utilizar los
pacientes en cada una de las terapias [2]
Cada niño con discapacidad es un mundo único que
requiere cuidado y atención personalizada. La
realidad actual que viven los países de
Latinoamérica, tanto en el ámbito económico como
en el de desarrollo, hace que el cuidado y la
educación de estos niños represente un reto para
sus familiares, maestros y su entorno en general [3]
Según el artículo [4], indica que la discapacidad
intelectual afecta la manera en que se recibe,
procesa y organiza la información, también dificulta
el aprendizaje de aptitudes académicas y dificulta la
relación social.
Por otro lado en el artículo [5], hace énfasis en la
falta de equipamiento adecuado, y la necesidad de
aportar con este sector vulnerable. A si también. El
articulo [6] exponen que las herramientas didácticas
desarrolladas alcanzan impacto social representado
en integración escolar, equiparación de
oportunidades, costos y tecnología.
En este contexto, surge la necesidad de
herramientas pedagógicas innovadoras y accesibles
El objetivo del trabajo es la automatización de las
plantillas de hojas por tableros didácticos y
proporcionar una herramienta educativa que sea
tanto funcional como atractiva para los niños.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
En el diseño del tablero didáctico se ha utilizado
únicamente metodología cualitativa, ya que se ha
partido de la experiencia docente de los
profesionales que desarrollan su labor en la Unidad
Educativa Carlos Gargay, mediante entrevistas y
reuniones de trabajo se levantaron requerimientos
funcionales del mismo. Posterior al proceso de
construcción se utilizará metodologías tanto
cualitativas como cuantitativas, para medir el efecto
de la utilización del mismo en los procesos de
enseñanza, tales como entrevistas, resultados de
pruebas diagnósticas, registros de calificación,
tratando de determinar estadísticamente si han
existido mejoras significativas en los procesos de
aprendizaje.
En el desarrollo del módulo didáctico para el
aprendizaje de niños con discapacidad mediante el
uso de un teclado basado en microcontroladores, se
propone 4 etapas principales que se listan a
continuación:
- Circuito electrónico de control.
- Algoritmo de control.
- Ensamblaje y pruebas.
- Validación inicial
Figura 1: Etapas del desarrollo del tablero didáctico
Fuente: los autores
El detalle del desarrollo de cada etapa se puede
encontrar a continuación:
En el proceso de desarrollar un módulo prototipo
para el aprendizaje de diversas temáticas, como
actividades diarias, comidas, objetos, colores y otros
•Diseño
•Implementación
Circuito electrónico de
control
•Desarrollo del programa.
•Grabado de los microcontroladores
•Pruebas de funcionamiento.
Algoritmo de control
•Prototipo
•Pruebas
Ensamblaje
•Demostración a los docentes de la U. E.
•Retroalimentación para correcciones y
mejoras
Validación inicial
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temas, se parte de la idea de automatizar el material
didáctico con el que cuenta la institución.
En lugar de utilizar láminas de papel, se emplean
módulos didácticos que han sido desarrollados
mediante el uso de microcontroladores.
Este enfoque busca modernizar y mejorar la
automatización del proceso educativo,
proporcionando una experiencia interactiva y
efectiva para los estudiantes mediante el uso de un
teclado.
Figura 2: Material didáctico de la unidad educativa.
Fuente: Unidad Educativa Carlos Garbay
La implementación del prototipo se inicia con la
etapa de diseño del circuito impreso, la cual es
esencial para el desarrollo del proyecto. A
continuación, se procede a la transferencia de este
diseño a una placa de cobre mediante el proceso de
estampado. Este paso es fundamental ya que
permite obtener de la tarjeta impresa final que será
empleada en la fase de pruebas y ensamblaje final.
Como siguiente paso en el desarrollo del proyecto,
se realiza el modelado en tres dimensiones (3D) del
circuito. Esta representación tridimensional permite
visualizar la ubicación de los componentes y
prestablecer el producto final para el proceso de
ensamblaje que se llevará a cabo en una fase
posterior. Este modelado es esencial para realizar
pruebas y verificaciones necesarias antes de
proceder con la construcción física del prototipo.
Figura 3: Diseño del circuito
Fuente: los autores
El diseño del circuito y su posterior transferencia a la
placa de cobre son pasos cruciales en el camino
hacia la implementación exitosa del prototipo. Estos
procesos aseguran la fabricación de una tarjeta de
circuito impreso funcional que servirá como
componente esencial en la construcción final del
dispositivo.
Figura 4: Placa sumergida en el corrosivo.
Fuente: los autores
Figura 5: Circuito impreso al salir del ácido.
Fuente: los autores
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Una vez que se ha obtenido el circuito impreso, el
siguiente paso crítico consiste en llevar a cabo la
programación de los microcontroladores. Esta fase
es esencial, ya que permite la gestión y control de
los diferentes módulos que serán necesarios en las
etapas posteriores del ensamblaje. A través de la
programación, se habilita la funcionalidad y la
coordinación de estos componentes de manera
eficaz.
La programación de los microcontroladores se
posiciona como una etapa clave en la secuencia de
desarrollo, brindando la capacidad de gobernar los
diversos módulos que serán incorporados
posteriormente. Esta programación es de gran
importancia para asegurar que el prototipo opere de
manera óptima y cumpla con los objetivos
previamente establecidos.
Figura 6: Módulo de programación de
microcontroladores
Fuente: los autores
La programación de los microcontroladores marca
un hito significativo en el proyecto, y a partir de este
punto, se procede con el ensamblaje de los distintos
circuitos y elementos que conformarán el prototipo.
Mediante este proceso se materializa la
funcionalidad y la interacción de los componentes
diseñados, dando vida al proyecto en su conjunto.
Como se puede evidenciar el ensamblado
representa un paso primordial hacia la culminación
del proyecto, ya que integra todos los elementos
programados y físicos en una unidad funcional. Esta
fase es crucial para garantizar que el prototipo
operará de acuerdo a las especificaciones
previamente definidas y cumplirá con los objetivos
de diseño.
Figura 7: Ensamblaje de componentes electrónicos
Fuente: los autores
Después de haber llevado a cabo la fase de
ensamblaje, se da inicio a una serie de pruebas que
son necesarias para alcanzar una configuración
óptima del prototipo. Estas pruebas desempeñan un
papel fundamental en el proceso, ya que tienen
como objetivo garantizar que el proyecto funcione de
manera eficiente y esté en línea con los estándares
de funcionales establecidos. A través de estas
pruebas, se verifica el funcionamiento de los
componentes individuales, así como su integración
en el conjunto, permitiendo ajustes y mejoras según
sea necesario.
Por lo tanto, esta fase permite la integración de
cambios o reajustes que resuelvan cualquier
problema potencial para el perfeccionamiento del
prototipo, asegurando que esté listo para cumplir con
sus funciones previstas.
Figura 8: Inicio de la fase de pruebas
Fuente: los autores
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Figura 9: Implementación ampliada
Fuente: los autores
Paralelamente al progreso en el desarrollo de su
circuito de control, es necesario la implementación
previa de los diversos componentes, para las
pruebas de funcionalidad inicial, en este proceso se
refleja la creación y configuración de la interfaz
visual que permitirá la interacción y visualización del
prototipo.
La atención dedicada al diseño y la implementación
del componente de presentación es fundamental
para asegurar que el proyecto funcione de manera
integral y efectiva. Estas figuras proporcionan una
visión clara de cómo se aborda este componente,
destacando su importancia en el desarrollo global
del prototipo.
Figura 10: Carcasa básica del
Fuente: los autores
Figura 11: Tapa superior del prototipo
Fuente: los autores
Figura 12: Cubierta superior con sus respectivos
pulsadores
Fuente: los autores
Una vez culminadas todas las etapas de
construcción requeridas, se presenta el prototipo
funcional.
El prototipo ha pasado por una etapa inicial de
validación donde el personal docente de la Unidad
Educativa Carlos Garbay ha verificado las
funcionalidades del tablero didáctico.
Este prototipo ahora se encuentra preparado para su
adaptación mediante la incorporación de las
plantillas de aprendizaje pertinentes. Esta fase de
personalización permitirá ajustar el prototipo según
las necesidades específicas de enseñanza y
aprendizaje.
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3. RESULTADOS
La presentación del prototipo ensamblado marca un
hito importante en el proyecto, ya que señala la
transición hacia la etapa de personalización y
adaptación del dispositivo para su aplicación
educativa.
Como resultados relevantes del primer proceso de
validación se pueden anotar los siguientes:
- El prototipo responde a los requerimientos
levantados en los procesos de entrevistas.
- Mediante la presión de un botón cambia
entre las diferentes funcionalidades.
- Las funcionalidades actualmente
disponibles son: actividades de aseo
personal, aprendizaje y reconocimiento de
colores, juego didáctico con canciones, con
el control de volumen respectivo.
Figura 13: Prototipo básico ensamblado
Fuente: los autores
3. DISCUSIÓN
De acuerdo a la investigación realizada se han
analizado trabajos orientados a atender
necesidades de las personas con diferentes
discapacidades como es el caso del “SEMLEB una
Herramienta Para La Enseñanza De La Lecto-
Escritura En Niños Con Discapacidad Visual” [7], el
“Desarrollo de algoritmos de aprendizaje automático
basados en plataformas open-hardware y open-
software, aplicados a un módulo de educación
básica inclusiva” [8], también el “Desarrollo de un
módulo “off-line” que permita el funcionamiento de
un dispositivo de aprendizaje del alfabeto braille” [9].
Por otro lado el “Diseño y desarrollo de un módulo
para determinar la postura humana empleando
técnicas de visión artificial y reconocimiento de
patrones como herramienta de soporte en el
desarrollo de la motricidad gruesa de niños con
discapacidad” [10]. Finalmente el “Desarrollo de un
módulo lector braille electrónico para personas con
discapacidad visual orientado a portabilidad y
ergonomía” [11], entre otros, que en su conjunto se
enfocan a la implementación de herramientas que
ayudan a mejorar aspectos como lectura, escritura,
motricidad fina, aportando así de forma significativa
a procesos de enseñanza aprendizaje.
Es necesario discernir que las técnicas tradicionales
han sido un eje fundamental para la aplicación de
metodología al momento de generar aprendizaje
significativo en niños con discapacidad, sin
embargo, la inclusión de la tecnología apoya al
proceso de alfabetización, motricidad y autonomía,
tal como lo exponen en los trabajos [9], [11], [12].
En cuanto a módulos similares al que se desarrolla
en el presente trabajo no se identifica la existencia
dentro del entorno, por lo que serviría de base para
otros investigadores que quieran emprender en
enfoques similares que se encuentran descritos en
las conclusiones.
4. CONCLUSIÓN
El trabajo se ha centrado en la automatización del
material didáctico de la Unidad educativa
especializada Carlos Garbay, buscando reemplazar
las hojas de papel con módulos didácticos basados
en microcontroladores, listo para personalizarse
mediante la incorporación de las plantillas de
aprendizaje necesaria, ofreciendo una experiencia
interactiva y efectiva para estudiantes.
Se ha considerado la etapa de programación como
el elemento más relevante del desarrollo donde se
debió conjugar tanto el manejo de dispositivos de
almacenamiento como lo es una memoria SD para
los archivos de audio, dispositivos de salida de audio
con etapa de amplificación y el manejo de teclas
para la manipulación por los usuarios.
En la realización de los audios se debió considerar
las recomendaciones de los profesores de la unidad
educativa para que estén acordes a las necesidades
de los niños con discapacidad intelectual.
El presente proyecto es el punto de partida para
investigaciones futuras donde se pretende
cuantificar el efecto que tendría la inclusión de
material didáctico interactivo en procesos educativos
en niños con discapacidad intelectual, en donde las
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primeras valoraciones se harán con el teclado
presentado.
El módulo con las funcionalidades descritas será
entregado a los docentes de la Unidad Educativa
especializada Carlos Garbay de la ciudad de
Riobamba, donde el mismo será incluido dentro de
los procesos de enseñanza a niños con
discapacidad intelectual.
5. AGRADECIMIENTOS
Quiero expresar mi más sincero agradecimiento y
admiración por el excepcional trabajo que realizan
día, a día los docentes de la Escuela especializada
Carlos Garbay en atención a niños y jóvenes con
discapacidad en la ciudad de Riobamba, así también
por la apertura para que los jóvenes de la institución
aporten con un granito de arena.
También quiero felicitar a los jóvenes que bajo mi
supervisión han realizado no solo un trabajo técnico,
sino también por su dedicación al hacer del mundo
un lugar más inclusivo y accesible para todos. Han
demostrado que la tecnología puede ser una fuerza
poderosa para el bien, y estoy seguro de que su
proyecto inspirará a muchos otros jovenes.
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