Post on 27-Apr-2020
Potencialidades que ofrece la Realidad Aumentada en la enseñanza de la Física
Experiencias prácticasExperiencias prácticas
María Blanca IbáñezDpto. Ing. Telemática
mbibanez@it.uc3m.es
Cátedra UNESCO 2015
Antonio de CastroDpto. de Física
decastro@fis.uc3m.es
El futuro nos alcanzaMinority ReportRobocop
Cátedra UNESCO 2015 2
Junaio (publicidad)
Realidad Aumentada.- Visión en tiempo real de un entorno físico al que se le ha superpuesto información digital.
Google Glass (publicidad)
Bases tecnológicas de la RATracking
Cátedra UNESCO 2015 3
Rendering Display
Plataformas de Desarrollo
Cátedra UNESCO 2015 4
¿QUÉ PUEDE APORTARNOS LA RA EN EDUCACIÓN?
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RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Aprendizaje ubicuo, colaborativo y situacional
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http://www.thedaringlibrarian.com/2012/05/qr-code-quest-scavenger-hunt-part-deux.html
RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Al estudiante sentir presencia, inmediatez e inmersión
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Handheld Augmented Reality Project (HARP) (Harvard)Puntos de interésCaracteres que aparecenNarrativaColaboración para resolver problemas
Current status, opportunities and challenges of AR in education.Wu et al. Computers & Education
RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite…
Presentar en contenido educativo utilizando perspectiva 3D
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Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Visualizar lo invisible
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Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Romper la barrera entre aprendizaje formal e informal
…Chemist …Linguist
Cátedra UNESCO 2015 10
…Chemist
…FBI
Agent
…Computer
Expert
…Linguist
Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
RA: Métodos de enseñanza y aprendizaje
• Énfasis en roles– Juego de roles– Jigsaw
• Énfasis en lugares– Aprendizaje basado en la ubicación, – Aprendizaje basado en la ubicación, – Interacción del estudiante con el medio ambiente.– Autenticidad de la tarea.
• Énfasis en tareas a realizar– Juegos– Aprendizaje basado en problemas– Aprendizaje basado en simulación
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Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
ACTIVIDADES EDUCATIVAS
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Construct3D - Sistema de Realidad Aumentada para la enseñanza de Matemáticas y Geometría
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ARIES (Polonia)
Cátedra UNESCO 2015 14
TinkerLamp : sistema de RA para enseñar logísticaLausanne (Suiza)
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EcoMOBILEHarvard Graduate School of Education (EEUU)
Introducción
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Introducción
Instrucciones para utilizar la sonda en lugares designados de activación ("puntos calientes")
Evaluación
Feedback
NUESTRO APORTE
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Aprendizaje vía Descubrimiento
¿Qué efecto tiene el grosor del alambre en su resistencia?
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M.B. Ibáñez, A. Di Serio, D. Villarán, C. Delgado. “Augmented Reality-Based Simulators as Discovery Learning Tools: An Empirical Study”, IEEE Transactions on Education, en prensa.
Aprendizaje Basado en ProblemasTenemos un circuito formado por dos cables separados por una distancia de 0,08 metros.
Sobre estos cables y cerca del medio, colocarás una barra conductora que pesa 10 gramos.
La barra formará un ángulo de 90º con los cables.
Sabemos que la barra conductora tiene una resistencia de 2,4 ohmios.
Debemos garantizar que la intensidad del campo eléctrico que se producirá al introducir tres imanes sea de 3,75 amperios.
Sabemos que el campo magnético ejerce una fuerza sobre la barra de 0,15 Newtons.
Queremos que como resultado de este experimento la barra se mueva hacia la derecha.
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Experimenting with Electromagnetism Using Augmented Reality: Impact on flow student experience and educational effectiveness.M.B. Ibáñez, A. di Serio, D. Villarán & C. Delgado-Kloos: Computers & Education. (2014).
Clase Magistral
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Integración de la RA en cursos
Aprendizaje Síncrono
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Aprendizaje Asíncrono
DEMOSTRACIÓN & APLICACIÓN EN CLASE
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
Algunas reflexiones personales…
Ecuaciones de MaxwellEvidencias experimentalesLeyes físicas
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Ley de CoulombLey de GaussLey de Ampère…
Leyes físicas
Ecuaciones de Maxwell
Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
En un curso de Física de primer año de universidad
Electromagnetismo
Campos independientes del tiempo
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Campos independientes del tiempo
Electricidad y Magnetismo
Electrostática Magnetostática
Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
Ventajas
La electrostática permite de manerasencilla explicvar conceptos como
Inconvenientes
Durante una buena parte del cursolos estudiantes desarrollan la ideaequivocada de que las interacciones
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sencilla explicvar conceptos como- Campos y su tratamiento matemático - Principio de superposición- Comportamiento de la materia
Los estudiantes están más familiarizados con los conceptos básicos de laelectrostática
equivocada de que las interaccioneseléctrica y magnética son diferentes
Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
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ru EqFrr'=
Todos los conceptos básicos de la electrostática se pueden explicar utilizando la superficie del papel
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
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En magnetostática necesitamos una visualización 3D de la geometría, campos y fuerzas. ¡No podemos dibujar un esquema completo en las 2D del papel!
Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
Para bastantes estudiantes esta visualización 3D suponeuna importante dificultad a la hora de comprender el enunciado de un problema de magnetostática.
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RA en la enseñanza de la Física
La RA puede suponer una herramienta muy útilcomo ayuda para superar estas dificultades
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¡Podemos salir de las 2D del papel!
Aporta más que una simulación en internet: nosotros elegimos el punto de vista de una manera muy sencilla
La RA permite introducir información extra de gran utilidad
RA en la enseñanza de la Física
Diseño de simulaciones para visualizar enunciados de determinados ejercicios
• En la región sombreada de la figura (z>0) existe un
campo uniforme ��� = −1.5 � (T). Un protón entra en esta
��
Z
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campo uniforme ��� = −1.5 � (T). Un protón entra en esta región por el origen de coordenadas con velocidad
�� = 2 × 105 ( 2i� + k��) (m/s). a) Calcular el tiempo que permanece el protón en la región de campo magnético. b) Calcular las coordenadas cartesianas del punto de salida del protón de la región de campo magnético.
Y
Z
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Br
RA en la enseñanza de la Física
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RA en la enseñanza de la Física
Herramienta de apoyo al profesor durante la explicación
Ley de Ampère
Cátedra UNESCO 2015 33Cátedra UNESCO 2015 33
¿Qué aprendimos?
Ventajas• Emocionales
– Mejora motivación– Aumenta participación– Mayor concentración– Satisfacción
Dificultades
• Derivadas del uso de una nueva tecnología – Distracción
– Usabilidad– Satisfacción
• Cognitivas– Ayuda a la comprensión de
fenómenos abstractos– Ayuda en la visualización
espacial
• Aprendizaje– Mejora en los resultados de
aprendizaje
– Usabilidad
• Desarrollo– Encontrar metáforas
– Costo
– Escalabilidad
• Despliegue– Evaluación de experiencias
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Equipo
Ángela Di Serio Carlos Delgado KloosAntonio De Castro
35
Ángela Di SerioU.S.B. Venezuela
María Blanca Ibáñez & Diego VillaránUC3M España
Carlos Delgado KloosUC3M España
Antonio De CastroUC3M España
Agradecimientos
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DepartamentoDe Física
Gracias por su atención
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María Blanca Ibáñez
mbibanez@it.uc3m.es
Antonio de Castro
decastro@fis.uc3m.es