Laboratori Assistit per Ordinador mitjançant eines ofimàtiques convencionals

El projecte "Laboratori Asssit per Ordinador Mitjançant Eines Ofimàtiques Convencionals" ha estat realitzat en la facultat de Física de la Universitat de Barcelona durant els anys 2007 i 2008 (projecte biennal). El principal objectiu d’aquest projecte és demostrar la possibilitat d’utilitzar les eines informàtiques més habituals en la realització d’experiències de laboratori assistit per ordinador (LAO). En particular, es proposa la utilització del Excel © juntament amb les seves macros (Visual Basic para Aplicacions, VBA) en pràctiques de laboratori d’assignatures en l’àrea de Física Aplicada. Excel és un full de càlcul molt conegut i usat tant per professors com pels estudiants. En aquest treball mostrem exemples concrets que abasten les diferents tècniques de control i adquisició de dades: programació del port sèrie (RS- 232) i paral·lel, i interfase GPIB. La implementació d’aquestes tècniques es realitza mitjançant macros VBA de Excel. La resta de programació de l’aplicació LAO, la representació gràfica i el tractament de les dades, es realitza de forma molt simple a partir del maneig habitual d’un full de càlcul. La realització del projecte ha demostrat la conveniència d’aquesta metodologia. Actualment pràcticament la totalitat de les pràctiques LAO de les quals és responsable el Departament de Física Aplicada utilitzen la programació a través del full de càlcul. La resposta dels estudiants ha estat molt positiva. La combinació de les característiques d’aquesta eina juntament amb la programació VBA té un enorme potencial i representa, probablement, una forma senzilla d’introduir tant a l’alumne com al professor en el món de la programació.

Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica

En el marc del projecte "Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica" s'han desenvolupat un conjunt d'eines numèriques que permeten avançar en l'ús de l'espectroscòpia òptica per a l'obtenció d'informació morfològica de materials compostos consistents en partícules metàl•liques en matriu dielèctrica. S'han implementat esquemes numèrics per a calcular les propietats òptiques de materials compostos on les partícules poden presentar una distribució de mides i formes i diferent graus d'ordenament espacial. Les simulacions s'han realitzat a dos nivells: i) amb l’aproximació quasi-estàtica, que permet descriure el comportament d'aquests materials en termes de constants òptiques efectives i ii) amb càlculs electrodinàmics exactes, que han servit per avaluar la validesa de l’aproximació anterior i que han permès d'estudiar la interacció de partícules amb feixos de llum focalitzats o amb polarització no homogènia. A través de l’anàlisi d'aquestes simulacions, s'han desenvolupat models senzills que permeten parametritzar la influència de diferents quantitats físiques en el comportament òptic del material. Aquests models s'han implementat en un programari de càlcul que permeten trobar el valor òptim dels paràmetres físics d'interès mitjançant l'ajust d'espectres òptics. Els models s'han avaluat amb l'anàlisi de dades experimentals subministrades per altres laboratoris.

Simulació computacional d'incendis en edificis

En la propagació d’un incendi en un edifici intervenen molts processos fisicoquímics degran complexitat: moviment turbulent dels gasos, reaccions de combustió, transmissióde la calor,.... L’avenç en el coneixement científic de tots aquests processos, unit a unincrement constant de la capacitat i velocitat computacional dels ordinadors, fanpossible la resolució de problemes cada cop més complexes i la creació de models desimulació cada cop més realistes.

Final architecture diploma projects in the analysis of the UPC buildings energy performance

A partir de maig de 2003, per iniciativa del Vicerectorat adjunt d’Edificacions de la UPC, el Centre Interdisciplinari de Tecnologia, Innovació i Educació per a la Sostenibilitat (CITIES) treballa en l’elaboració i la implantació del Pla d’Eficiència en el Consum de Recursos (PECR), amb l’objectiu d’establir polítiques i definir línees d’actuació per a l’estalvi i l’eficiència en el consum dels recursos energètics i d’ aigua en els edificis de la UPC.El PECR contempla, en una de les primeres fases, la realització d’avaluacions energètiques en les edificacions de la UPC per valorar l’estat actual dels edificis i poder establir uns indicadors del seu comportament energètic a partir dels quals establir els objectius d’estalvi i d’eficiència. Per fer aquestes avaluacions, es va crear una línea de projectes finals de carrera (PFC) per a estudiants de l’Escola Politècnica Superior de l’Edificació de Barcelona (EPSEB), sota la coordinació de professors tutors de diferents departaments y amb la col•laboració indispensable de totes les unitats de recolzament de la UPC.Aquesta publicació és la ponència presentada al IV Congrès "Sustainable City", a Tallinn, en el que es va presentar aquest projecte com a una eina de treball amb l'objectiu de reduir l'impacte ambiental dels edificis universitaris en les ciutats.

Teaching, sustainability and environment in UPC buildings

Universities must motivate future professionals so that they are able to apply their experience over and beyond the scientific and technological context. These professionals should also be trained so that they are aware of the current position as regards the economy and limited energy resources, and they must be creative, knowledgeable and committed if they are to rethink the current model.The Departments of Architectural Technology II and Applied Physics, in collaboration with the Interdisciplinary Centre of Technology, Innovation and Education for Sustainability (CITIES), believed that students could be given the opportunity to specialise in the area of sustainable development by means of their final theses [2]. With this objective in mind, a line of theses called Energy Assessments was created as part of the Plan for Resource Consumption Efficiency (PECR). The line was based on a learning strategy that focused on the student.The teaching staff was able to observe that, in terms of cognitive aspects, the students improved their knowledge of environmental issues and the associated skills, and that they were more able to solve problems in the area of sustainability and had greater concerns about this subject matter after having completed their theses.

Curso para el aprendizaje de aplicaciones solares térmicas.

Realizado en la Facultad de Ciencias de Valladolid, por 2 profesores del centro, en el Laboratorio de Energías Renovables. Dado la importancia de las aplicaciones solares térmicas tanto para un usuario como para un profesional se considera este proyecto como una gran aportación a toda la comunidad. El proyecto incluye conceptos necesarios del sol, transmisión del calor y fundamentos de la conversión de la radiación solar. Se ha introducido el cálculo de sistemas de calentamiento de agua y se han diseñado prácticas de laboratorio relativas al rendimiento de los colectores para el calentamiento de agua y simulación de una instalación. Se presentan resultados de dichas prácticas de laboratorio, así como un CD de aplicaciones para poder cargarlo en un PC portátil. Es importante que este proyecto pueda seguir siendo ampliado con el resto de energías renovables.

Guía de prácticas de fundamentos físicos de la ingeniería en soporte informático interactivo.

Guía realizada en la Universidad de León, por profesores del área de Física Aplicada en Escuela de Ingenierías.Partiendo de la experiencia en prácticas de laboratorio y consultadas guías de otras universidades se ha desarrollado un sistema que permite acercar el desarrollo de los fenómenos físicos a cualquiera tipo de usuario, bien sea profesor o alumno. Se espera que la guía favorezca el aprendizaje de los alumnos, disminuya el fracaso escolar y potencie la eficacia de las prácticas. La guía esta en soporte CD-ROM interactivo y contiene 15 prácticas.

Realización de una experiencia piloto de enseñanza de la óptica basada en la combinación de tecnologías interactivas y prácticas.

Se ha intentado ajustar en lo posible el programa de máximos que se planteaba con los medios disponibles finalmente. Como se quedó reflejado en la Memoria el coste del soporte multimedia excede ampliamente la subvención concedida por lo que hubo que darle un formato más clásico, en espera de que posteriores asignaciones nos permitan culminar nuestra idea original. De esta manera el proyecto tuvo que limitarse a una de sus primeras facetas, que consistía en la realización física en el laboratorio de una práctica que comportara sino la totalidad de los conceptos propuestos, sí por lo menos las ideas y la instrumentación propuesta. Por este motivo se eligió una nueva experiencia que siendo conceptualmente muy afín a la propuesta nos permitía contar con medios ya existentes en nuestro Laboratorio, optimizando en este sentido los recursos de que disponemos. La práctica que finalmente se eligió tiene en común con la originalmente propuesta los siguientes puntos: utiliza radiación coherente, de ahí la necesidad de adquirir un nuevo láser, detectores y digitalizadores relativamente rápidos, lo que obligó a comprar un sistema de adquisición de datos, sistemas ópticos basados en interferometría, material que ya disponía, instrumentación sofisticada como fibras ópticas sistemas motorizados y controlados por ordenador, mesas antivibratorias, etc..

Problemas de Electrodinámica Clásica.

Corresponde a un trabajo desarrollado por cuatro profesores del Area de Electromagnetismo de las Universidades de Salamanca y Valladolid. El objetivo fundamental del proyecto es paliar la escasez de bibliografía en aspectos prácticos (esencialmente problemas) de la asignatura de Electrodinámica Clásica (troncal de segundo ciclo en la Licenciatura en Física). Para ello se ha partido de las colecciones de problemas de los autores, que durante muchos años han impartido la citada asignatura se ha efectuado una selección, se ha consultado la bibliografía y se ha planteado un borrador que se ha ido discutiendo en diversas reuniones de los autores del trabajo hasta llegar a la redacción final que se presenta. Consideramos que el trabajo, que próximamente someteremos a publicación, constituirá una valiosa ayuda para los alumnos de la Licenciatura en Física.

Elaboración de una guía didáctica sobre prácticas físicas para alumnos de primer curso de la Licenciatura de Ciencias Ambientales.

Este trabajo ha sido realizado en el Departamento de Física General y de la Atmósfera de la Universidad de Salamanca. Ha sido realizado por tres profesores, dos pertenecientes al Departamento indicado y otro al Departamento de Física Aplicada. El objetivo era realizar una Guía Trabajo de Prácticas de Física para alumnos de primer curso de Ciencias Ambientales, proponiendo prácticas adecuadas a la asignatura que se imparte a estos alumnos, y sobre todo hacerlo desde la experiencia de los autores y naturalmente pensando en la viabilidad de las prácticas propuestas. El trabajo se ha llevado a cabo realizando una primera labor bibliográfica exhaustiva. Se ha producido también intercambio de experiencias con colegas de la Universidad Complutense y de la Universidad de Baleares que comparten con nosotros este tipo de preocupaciones. Esto unido a un gran número de reuniones entre los miembros del Equipo tratando de contrastar opiniones sobre el trabajo individual realizado por cada uno. Con la realización del proyecto creemos que hemos conseguido varios objetivos: aumentar nuestra motivación por el tema, fomentar el trabajo en equipo y favorecer el aprendizaje de los alumnos en cuanto que ellos mismos han sido participantes de nuestra propia motivación. Se han elaborado algunos materiales informáticos discos y CD que nos están valiendo para el trabajo diario en la asignatura y además nos han abierto un gran campo que abordaremos próximamente relacionado con la simulación por ordenador. Los resultados del trabajo no están publicados por el momento, no obstante, tenemos en realización un libro de prácticas que está ya en fase avanzada y cuya publicación podrá ver la luz en un plazo corto-medio.

Integración del ordenador en un laboratorio interdisciplinar de Ingeniería : experiencia docente mediante nuevas tecnologías.

El trabajo se ha llevado a cabo en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Béjar por un grupo de distintas. Los objetivos principales son: el uso del ordenador tanto en el laboratorio como en el apoyo docente el aula y la puesta en marcha de un 'sitio web' de las áreas que interviene en el proyecto (Física Aplicada, de Ingeniería de Sistemas y Automática y Tecnología Electrónica) orientado a dar soporte a la docencia que imparten. El trabajo se ha desarrollado principalmente sobre la enseñanza en la Electrónica a un Ingeniero Industrial, aplicando los recursos que nos permiten las nuevas tecnologías para mejorar y optimizar el proceso de aprendizaje. La aplicación en el aula y en el laboratorio de los recursos elaborados contribuyen a despertar el interés de los alumnos por las materias. Además, con este material se permite en algunos casos el trabajo individual del alumno, sin la participación del profesor. Con todo ello se reduce el fracaso escolar. Se han integrado aparatos de prácticas con el ordenador; potenciando el desarrollo de experiencias reales y simuladas de forma integrada. Se han creado materiales didácticos escritos, multimedia e interactivos con simulaciones asociadas. La colaboración entre los profesores permite la homogeneidad del material, lo que facilita la consulta y el uso por parte del alumno. Se han utilizado los recursos informáticos habituales y además un sistema de edición de vídeo digital. Algunos de los resultados de este trabajo se han publicado en el Congreso Internacional Interación Persona Ordenador-Interacción 2001.