En el Laboratorio Virtual de Física (ETSI Aeronáutica y del Espacio), el estudiante puede visualizar los conceptos que subyacen tras las ecuaciones fundamentales de la Mecánica controlando un helicóptero.
Aprender física y descubrir lo que encierran las leyes de la mecánica mediante el control de un helicóptero 3D y la manipulación virtual de peonzas con distinta geometría. Este es uno de los objetivos del Laboratorio Virtual de Física de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
Su diseño pedagógico ha sido desarrollado por los profesores Consuelo Fernández, Laura Hernando y Federico Prieto del Departamento de Física Aplicada a las Ingenierías Aeronáutica y Naval, responsables también de su dirección. Han contado con la colaboración de Daniel Contreras Masedo y José Carlos Salazar Calderón del Gabinete de Tele-Educación, (GATE), para el diseño gráfico y la programación.
La primera práctica de este laboratorio consiste en la virtualización del efecto giroscópico. Dentro del “escenario” del laboratorio virtual, el alumno recorre los distintos elementos del módulo de aprendizaje correspondiente a dicho concepto.
Hay una primera sala con una pantalla virtual en la que se proyectan los conceptos teóricos básicos que explican el movimiento de un giróscopo. En un segundo espacio, se encuentran varias peonzas con distinta geometría sobre las que se pueden representar y manipular los diferentes parámetros que afectan a este movimiento. Pulsando una serie de botones, el alumno elige qué magnitudes desea visualizar, gira la peonza y observa el movimiento, la variación del módulo y de la dirección de los vectores.
Conocidos los principios del efecto giroscópico, en una segunda práctica los alumnos han de conseguir que un helicóptero describa determinadas rutas previamente establecidas por el profesor o por él mismo, permitiendo en un futuro las competiciones entre estudiantes.
Es importante señalar que durante cada una de estas actividades existen cuestionarios de autoevaluación con distinto formato y nivel de dificultad.
El laboratorio de Física se ha desarrollado completamente en un entorno 3D virtual. Se ha optado por un diseño modular, agrupando las actividades relacionadas con un determinado concepto físico en los denominados módulos de aprendizaje.
Cada módulo está constituido por actividades de tipo teórico, práctico y de autoevaluación. De este modo, el alumno, con su avatar, hace un recorrido por las distintas salas del laboratorio realizando actividades que le permitirán comprender el concepto que se está estudiando. Esta organización del material ofrece la ventaja de permitir un crecimiento ordenado del laboratorio mediante la incorporación de nuevas prácticas o módulos de aprendizaje.
En el vídeo https://youtu.be/0WHan8_Fcpo se puede visionar el proyecto.
En principio, el laboratorio se utilizarán en la práctica docente de la asignatura de Mecánica Clásica de 2º curso del Grado en Ingeniería Aeronáutica y del Espacio. Además, durante el segundo semestre de cada año académico, podrá cumplimentarse como práctica en abierto por parte de cualquier persona interesada.
Todavía en fase experimental, los alumnos han señalado la facilidad de uso y la flexibilidad del entorno. En el futuro se pretende mejorar la velocidad de proceso y simplificar el uso del visor.
La plataforma se ha construido utilizando el software de código abierto OpenSim, que gestiona los mundos virtuales en 3D, y el lenguaje LSL (Linden Scripting Language, que imprime funcionalidad a los objetos.
El laboratorio está integrado dentro del servicio de laboratorios virtuales del GATE. Cualquier persona interesada, perteneciente o no a la UPM, pueden solicitar la creación de un avatar invitado para realizar un paseo virtual por este servicio cumplimentando un simple formulario.
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