¿Cómo se comunican los teléfonos móviles?

Los materiales propuestos son de bajo costo y fáciles de usar.

• Presentación introductoria. 
• Video Link (haga clic en el enlace o vea a continuación): esta es una descripción general de la actividad de los creadores. Está destinado al maestro o voluntario, no a los estudiantes.
• kit imprimible  – El kit contiene los siguientes recursos:

1. Pegatinas con el logo de la actividad, para que los alumnos escriban su nombre y lo lleven.
2. Tabla de códigos binarios.
3. Plantillas de codificación y decodificación:
   • Plantillas de codificación de las palabras relacionadas con la ingeniería.
   • Plantillas de codificación de la frase misteriosa. (Disponible en formato general, agrupado por letras o por palabras, para adaptar la transmisión de la frase al número de equipos de alumnos).
   • Si bien el proceso de decodificación está diseñado para llevarse a cabo en la pizarra, el kit imprimible contiene plantillas de decodificación generales adicionales en caso de que los estudiantes deseen decodificar las palabras/frases por sí mismos.
4. Pegue "I" y circule "O".
5. Frases misteriosas codificadas para decorar el aula.

Todas las imágenes que aparecen en las plantillas pertenecen a https://openclipart.org/, Public Domain Dedication (CC0 1.0)

1. Mostrar presentación

   El taller comienza con una pequeña presentación introductoria.

   Los alumnos se organizan en grupos de 4 o 5 integrantes previo al inicio de la actividad. Los profesores ayudan a los diferentes grupos a lo largo del proceso.

   El objetivo de este paso inicial es introducir:

   • El concepto de ingeniería: definición de ingeniería y presentación de algunos ejemplos de obras de ingeniería conocidas junto con su autor, destacando el papel de la mujer. Se les preguntará a los niños si conocen a algún ingeniero en sus familias o amigos cercanos.
   • Descripción de la ingeniería de telecomunicaciones: explicación de la definición de “Ingeniería de Telecomunicación”. Los alumnos aprenden que los ingenieros de Telecomunicación son los encargados de diseñar todo lo relacionado con televisión, satélites, internet y telefonía móvil.
   • Explique los antecedentes de la actividad práctica: para comenzar con el Paso 2 (actividad práctica), primero se expone a los niños a los antecedentes de la actividad. A modo de ejemplo, el instructor pregunta a los niños por diferentes idiomas de los animales y las personas: los perros se comunican entre sí a través de ladridos, los pájaros se comunican a través del canto y las personas hablan y escriben en diferentes idiomas, por ejemplo, inglés y español, utilizando sonidos (fonemas ) y letras para comunicarse entre sí y crear palabras… Pero, ¿cómo se comunican los teléfonos móviles entre sí? La respuesta está en el uso del lenguaje de los teléfonos móviles: los bits. La actividad consiste en traducir varias palabras al idioma de los teléfonos; este proceso se llama CODIFICACIÓN. Luego, los TRANSMITIREMOS, y finalmente los traduciremos de nuevo a nuestro idioma a través de la DECODIFICACIÓN. La tabla binaria de codificación y decodificación debe mostrarse a los niños, para que puedan ver los bits como "O" e "I" y usarla como un "diccionario".

2. Actividad práctica

   Primero, cada estudiante escribe su nombre en una calcomanía y la usa. Luego, se deben crear varios grupos, idealmente de 3 a 5 niños. Los grupos deben sentarse en mesas separadas. Cada grupo cuenta con una o dos palabras como mensajes para codificar, transmitir y decodificar. Son palabras comunes relacionadas con la ingeniería: BICICLETA, COCHE, ROBOT, TELÉFONO, PUENTE, AVIÓN, TABLETA, HORNO, BARCO y TREN. Las plantillas de codificación y decodificación y las pegatinas se proporcionan en el material imprimible.

3. Codificación

   El objetivo de cada grupo es codificar la palabra dada utilizando la tabla de codificación binaria provista en el material imprimible. Deben escribir las letras codificadas en las plantillas de codificación (con las palabras relacionadas con la ingeniería).

4. Transmisión

   Cuando todos los grupos han codificado su palabra de ejemplo, comienza la transmisión. Para la transmisión se utilizarán tarjetas con un círculo grande (amarillo) y un palo grande (azul), correspondientes a “0” e “I” respectivamente. Cada grupo, en orden, transmite el código binario de las letras de su palabra ejemplo levantando en secuencia la tarjeta “0” o “I” correspondiente. El resto de grupos identifican las letras, uno de los profesores escribe en la pizarra el código binario y la letra asociada que han identificado, y así hasta completar la palabra, lo que supone una sorpresa para los alumnos.

   Las palabras de ejemplo son objetos/máquinas relacionadas con la ingeniería y de uso muy común: COCHE, ROBOT, MÓVIL, PUENTE, AVIÓN, TABLETA, HORNO, BARCO, TREN, etc.

   Para transmitir la palabra codificada, los niños deben utilizar las cartulinas con el “círculo” y el “palo” como bit 0 (“O”) y 1 (“I”), respectivamente. El círculo y el palo se proporcionan junto con el material imprimible. Cada grupo tendrá su turno para transmitir letra por letra su palabra a los demás miembros de la clase. Para transmitir los bits, un miembro de cada grupo es el encargado de levantar el palo y otro miembro es el que levanta el círculo, para que los muestren al resto de sus compañeros y al instructor, siguiendo el orden de bits de los codificados. letras; un miembro del grupo indica las brocas a levantar. El resto de los miembros del equipo tendrán el papel de supervisar que todo esté correcto. El instructor escribe cada círculo "O" y pega "I" en la pizarra.

5. Descodificación

   Cada vez que se escribe una letra codificada en la pizarra, los estudiantes deben decodificarlas utilizando la plantilla de codificación binaria y decir la solución en voz alta. Luego el instructor escribe cada letra en la pizarra, cuando termina la palabra, los niños la dicen en voz alta.

   La llamamos “la frase misteriosa” ya que los estudiantes no la conocen. En este caso, cada grupo transmite una palabra o un grupo de letras de la frase: “LAS TELECOMUNICACIONES NOS AYUDAN A DIARIO”.

6. Frase colaborativa

   El paso final es repetir los pasos de codificación, transmisión y decodificación para comunicar una frase completa. Cada grupo se encarga de comunicar una palabra o, en su defecto, un conjunto de letras.

   A continuación, se realiza el mismo ejercicio de codificación, transmisión y decodificación de una oración de forma colaborativa. La llamamos “la frase misteriosa” ya que los estudiantes no la conocen. En este caso, cada grupo transmite una palabra o un grupo de letras de la frase: “LAS TELECOMUNICACIONES NOS AYUDAN A DIARIO”. Al final, todos lo leyeron juntos, convirtiéndose en una sorpresa para ellos.

   “LAS TELECOMUNICACIONES NOS AYUDAN CADA DÍA”

   Los monitores llamarían a esta frase, “la frase misteriosa”, ya que los niños no la conocen y así despertamos su curiosidad.

   Dependiendo del número de grupos, puede ser más conveniente transmitir la frase por palabras o por juegos de letras. Si la frase se transmite por palabras, el orden sería el siguiente:
   1) TELECOMUNICACIONES
   2) AYUDA
   3) EE. UU.
   4) TODOS LOS DÍAS

   La opción alternativa es dividir la frase en un conjunto de letras y espacios en blanco para que la actividad se adapte al número de equipos. La frase codificada se entrega junto con el material imprimible, como obsequio a los niños, para que decoren su aula y recuerden siempre lo aprendido durante esta actividad.

7. Conclusiones

   En este paso final, el instructor les explica a los niños que, en la vida real, el “círculo” y el “palo” no son cartones, sino cambios hechos a las ondas de radio. En general, las olas no se ven. Sin embargo, algunos de ellos son visibles: la luz. El instructor puede usar la linterna de su teléfono para representar el círculo (0, sin luz) y el palo (1, luz). De esta forma, los niños comprenderán cómo se comunican los bits en la realidad. Como opción, el instructor puede usar una aplicación Li-Fi que podemos proporcionar.

La actividad se puede adaptar fácilmente al número de participantes, a su edad y al tiempo disponible. Lo ideal es que la duración de la actividad sea de 1h30min aproximadamente.

La actividad consiste en codificar, transmitir y decodificar un mensaje, con el objetivo de comprender cómo se envía la información a través de un sistema de comunicaciones inalámbricas. Lo ejemplificamos con el uso de los teléfonos móviles, que les son bien conocidos.

Hemos presentado este taller a alumnos de entre 6 y 10 años durante el curso 2021-22, utilizando materiales muy sencillos, con gran aceptación y participación por parte de alumnos y profesores. Obtuvimos resultados muy satisfactorios en colegios públicos de la región de Madrid (España).

La teoría detrás de "¿CÓMO SE COMUNICAN LOS TELÉFONOS MÓVILES?" está vinculado a los procesos básicos relacionados con la digitalización, como la codificación y decodificación de la fuente, y con la transmisión.

Hay dos tipos de mensajes: analógicos y digitales. Las personas pueden comunicarse mediante voz o imágenes, por ejemplo, que son analógicas, es decir, pueden tomar cualquier valor (nivel de voz, intensidad de color, etc.). Los mensajes digitales solo toman algunos valores, en el caso binario "0" y "1".

El proceso de “traducir” mensajes analógicos a digitales tiene muchas ventajas. Por ejemplo, los efectos de distorsión, ruido y retraso en la transmisión son cualitativamente diferentes. En el caso analógico se degrada la calidad de la señal, mientras que en el caso digital se producen errores de bit. Sin embargo, es más fácil regenerar el mensaje original con una baja probabilidad de error si solo puede tomar uno de dos valores posibles.

La relativa inmunidad a las perturbaciones es lo que justifica las comunicaciones digitales. Además de otras ventajas añadidas como la compatibilidad de distintos tipos de información, almacenamiento, cómputo, y la posibilidad de comprimir el mensaje a transmitir, facilitando una encriptación más eficiente y la detección/corrección de errores (codificación de canales), entre otras.

Una vez que se crean los bits, deben transmitirse por el aire a un receptor que puede estar bastante lejos. Transmitimos cambiando las características de una onda de radio según el mensaje a transmitir. De forma simplificada, podemos transmitir la onda cuando queramos señalar un “1”, y no transmitir nada para señalar un “0”. Aunque no los veamos, el receptor podrá decidir si hay onda o no, pudiendo así recibir y descodificar el mensaje.

Gracias a la solución Sociedad de Comunicaciones IEEE (ComSoc) y sus miembros que crearon esta actividad práctica:

• Lianet Méndez-Monsanto Suárez, Universidad Carlos III de Madrid, España
• Raquel Pérez Leal, Universidad Carlos III de Madrid, España
• Ana García Armada, Universidad Carlos III de Madrid, España