Potencialidades que ofrece la Realidad Aumentada en la...
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Potencialidades que ofrece la Realidad Aumentada en la enseñanza de la Física
Experiencias prácticasExperiencias prácticas
María Blanca IbáñezDpto. Ing. Telemática
Cátedra UNESCO 2015
Antonio de CastroDpto. de Física
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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)
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Bases tecnológicas de la RATracking
Cátedra UNESCO 2015 3
Rendering Display
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Plataformas de Desarrollo
Cátedra UNESCO 2015 4
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¿QUÉ PUEDE APORTARNOS LA RA EN EDUCACIÓN?
Cátedra UNESCO 2015 5
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RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Aprendizaje ubicuo, colaborativo y situacional
Cátedra UNESCO 2015 6
http://www.thedaringlibrarian.com/2012/05/qr-code-quest-scavenger-hunt-part-deux.html
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RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Al estudiante sentir presencia, inmediatez e inmersión
Cátedra UNESCO 2015 7
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
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RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite…
Presentar en contenido educativo utilizando perspectiva 3D
Cátedra UNESCO 2015 8
Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
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RA en educación: oportunidades y retos
Esta tecnología permite …
Visualizar lo invisible
Cátedra UNESCO 2015 9
Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
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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
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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
Cátedra UNESCO 2015 11
Current status, opportunities and challenges of AR in education. Wu et al. Computers & Education
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ACTIVIDADES EDUCATIVAS
Cátedra UNESCO 2015 12
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Construct3D - Sistema de Realidad Aumentada para la enseñanza de Matemáticas y Geometría
Cátedra UNESCO 2015 13
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ARIES (Polonia)
Cátedra UNESCO 2015 14
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TinkerLamp : sistema de RA para enseñar logísticaLausanne (Suiza)
Cátedra UNESCO 2015 15
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EcoMOBILEHarvard Graduate School of Education (EEUU)
Introducción
Cátedra UNESCO 2015 16
Introducción
Instrucciones para utilizar la sonda en lugares designados de activación ("puntos calientes")
Evaluación
Feedback
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NUESTRO APORTE
Cátedra UNESCO 2015 17
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Aprendizaje vía Descubrimiento
¿Qué efecto tiene el grosor del alambre en su resistencia?
Cátedra UNESCO 2015 18
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.
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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.
Cátedra UNESCO 2015 19
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).
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Clase Magistral
Cátedra UNESCO 2015 20
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Integración de la RA en cursos
Aprendizaje Síncrono
Cátedra UNESCO 2015 21
Aprendizaje Asíncrono
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DEMOSTRACIÓN & APLICACIÓN EN CLASE
Cátedra UNESCO 2015 22
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
Algunas reflexiones personales…
Ecuaciones de MaxwellEvidencias experimentalesLeyes físicas
Cátedra UNESCO 2015 23
Ley de CoulombLey de GaussLey de Ampère…
Leyes físicas
Ecuaciones de Maxwell
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
En un curso de Física de primer año de universidad
Electromagnetismo
Campos independientes del tiempo
Cátedra UNESCO 2015 24
Campos independientes del tiempo
Electricidad y Magnetismo
Electrostática Magnetostática
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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
Cátedra UNESCO 2015 25
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
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
qruEErr
=
rur
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P
Cátedra UNESCO 2015 26
ru EqFrr'=
Todos los conceptos básicos de la electrostática se pueden explicar utilizando la superficie del papel
P
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Y
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Cátedra UNESCO 2015 27
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Enseñanza de la Física: Electromagnetismo
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30
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ruBBrr
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Br
Cátedra UNESCO 2015 28
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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!
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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.
Cátedra UNESCO 2015 29
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RA en la enseñanza de la Física
La RA puede suponer una herramienta muy útilcomo ayuda para superar estas dificultades
Cátedra UNESCO 2015 30
¡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
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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
Cátedra UNESCO 2015 31
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
p+
Br
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RA en la enseñanza de la Física
Cátedra UNESCO 2015 32
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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
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¿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
Cátedra UNESCO 2015 34
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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
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Agradecimientos
Cátedra UNESCO 2015 36
DepartamentoDe Física
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Gracias por su atención
Cátedra UNESCO 2015 37
María Blanca Ibáñez
Antonio de Castro