Modelling in Science Education and Learning

Caracterización de lentes multifocales mediante un laboratorio virtual basado en la óptica de Fourier

Vicente Ferrando, Diego Montagud-Martínez, J, Laura Remón, Walter D. Furlan — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

En este trabajo presentamos un nuevo laboratorio virtual, desarrollado en Python, que permite la caracterización óptica de una serie de lentes multifocales bajo diferentes parámetros de configuración (esfera, cilindro, eje, diámetro de pupila, aberración esférica, ...) mediante diferentes métricas basadas en la óptica de Fourier, tales como la Función de Transferencia de Modulación (MTF), la Función de Dispersión del Punto (PSF) y la simulación de formación de imágenes de diferentes optotipos.

Prácticas en Ingeniería de Vehículos: Programación en MATLAB del procesado de datos experimentales en ensayos de neumáticos

Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

En este trabajo, se pretende involucrar al estudiante en el proceso de medición y procesamiento de los datos en las prácticas de laboratorio de neumáticos en la asignatura de ingeniería de vehículos. El procesamiento de los datos, debido a su complejidad suele omitirse, sin embargo, esta propuesta enseña a los estudiantes a tratar con el ruido de los sensores, el alcance y la precisión de cada medición. Partiendo de una plantilla MATLAB diseñaran métodos de filtrado y procesamiento de datos.

Simulación digital de plantas y procesos con realidad virtual para mejorar la gestión de la producción en la ingeniería

Aitor Ruiz de la Torre, Rosa Maria Rio Belver, Javier Fernández Aguirrebeña — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

La simulación y la realidad virtual están cada vez más presente en la sociedad actual. A pesar de ello, gran parte de la población y los alumnos de todos los niveles incluyendo a alumnos universitarios no están habituados a trabajar con estas tecnologías. Por ello, esta investigación presenta la digitalización de la asignatura de gestión de la producción, simulando casos reales de plantas de fabricación en los que se ha utilizado el software FlexSim para este fin y posteriormente contrastar las simulaciones realizadas mediante la realidad virtual. El objetivo principal de este estudio es analizar si la aplicación de la tecnología de simulación en las plantas industriales beneficia a la pedagogía y al aprendizaje. Tras la exposición del caso, el estudio siguió una metodología cuantitativa mediante un cuestionario ad hoc. En este estudio participaron los 60 alumnos correspondientes a la asignatura de “Gestión de la Producción” impartida en cuarto curso de todos los grados industriales de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz, los cuales fueron los usuarios y evaluadores de las nuevas tecnologías implementadas. Los resultados han aportado que la aplicación de la simulación refleja grandes mejoras en todas las áreas de aprendizaje. En primer lugar, valorando positivamente la utilización de nuevas tecnologías en el aprendizaje como son la simulación y la realidad virtual. En segundo lugar, la utilización de estas tecnologías hace que las prácticas realizadas sean más divertidas. Finalmente, los alumnos consideran esencial gamificar las asignaturas en el futuro para una mejor comprensión de la asignatura. La aplicación de este estudio es transferible a otras disciplinas académicas que utilicen las nuevas tecnologías de simulación con fines pedagógicos.

Jugando y aprendiendo con péndulos y muelles

Fernando Giménez, Juan Antonio Monsoriu — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

Los laboratorios virtuales permiten simular experimentos que, de forma interactiva, pueden apoyar eficientemente su estudio y comprensión por parte de los alumnos. En este trabajo hemos desarrollado seis aplicaciones de Matlab (app designer) para su utilización en la enseñanza de los aspectos físicos y tecnológicos que hay detrás de los péndulos y muelles con el objetivo de mejorar el proceso formativo.

Los sensores de los dispositivos móviles: una herramienta innovadora en la enseñanza de las ciencias físicas

Martín Monteiro, Cecilia Stari, Arturo C. Marti — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

Mostramos como los sensores incorporados en dispositivos móviles pueden ser utilizados como laboratorios portátiles al servicio de la enseñanza de las ciencias experimentales, especialmente de la física, en los últimos años de la educación media y los primeros de la universitaria. Describimos experimentos que antes requerían costosos aparatos o que no eran factibles en laboratorios de enseñanza. Finalmente, discutimos algunas perspectivas del uso de los sensores en la enseñanza de la física.

Implementación de casos de prueba negativos en actividades VPL de Moodle

Pablo Carmona del Barco, J. Álvaro Fernández Muñoz, José M. Perea Ortega — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

VPL (Virtual Programming Lab) es un plugin de Moodle que permite automatizar la evaluación del código de un programa escrito en un determinado lenguaje de programación. Actualmente, VPL solo permite configurar casos de prueba positivos durante la evaluación, es decir, posibilita mostrar un mensaje de error al estudiante cuando la salida del programa difiere de la esperada para cada caso. Esto limita la identificación del tipo de error cometido y su consecuente retroalimentación, ya que podrían existir problemas para los que sea conveniente comprobar si se obtiene una salida específica que no debería darse y que estaría motivada por algún error que se está cometiendo en el programa. Este trabajo presenta una mejora para paliar esta limitación que consiste en incluir casos de prueba negativos en el proceso de evaluación de VPL, de manera que también se pueda mostrar un mensaje de error cuando la salida del programa coincida con la configurada para cada uno de los errores previstos en el problema a resolver. Dicha mejora facilita al docente la identificación de errores previsibles en el código que entrega el estudiante y permite, en cierto modo, orientarle hacia el tipo de error cometido sin que este conozca el caso de prueba que lo provocó.

Elementos de la parábola en el espacio tridimensional y aplicaciones en la enseñanza a través de un proyecto sobre la reflexión de la luz

Ana María Zarco, Fernando Pascual-Fuentes — Fri, 28 Jul 2023 00:00:00 +0200

Este trabajo, estructurado en dos partes principales, está dedicado al tópico de la parábola. Primeramente, se revisan los elementos de una parábola relacionando la definición de intersección de un plano y un cono con un lugar geométrico del plano. Se señalan las transformaciones necesarias para el cálculo de los elementos como curva en el espacio, se incluyen reseñas históricas y propiedades de la luz. En la segunda parte se explican las aplicaciones en la docencia a nivel bachillerato o cursos universitarios. Se propone un proyecto basado en la reflexión de la luz que busca conectar diversas materias en consonancia con el nuevo paradigma educativo de desarrollo de competencias clave, uniendo diferentes campos del conocimiento. Para los cursos universitarios se obtienen aplicaciones del álgebra lineal en el establecimiento de relaciones entre la geometría analítica en la rotación y traslación de planos, y el sistema diedro que se enseña en las asignaturas de dibujo técnico. Como conclusión se obtiene que la ensñanza de la parábola desde diferentes enfoques permite un aprendizaje completo de diversos campos del conocimiento, incluso de diferentes temas de las matemáticas, factor fundamental en el desarrollo del pensamiento en cualquier nivel educativo.