COMPUTER BASED

LABORATORY

Michael Rodríguez Delgado

Santia E. Velázquez Vera

Carlos Muñiz

22-Sep-09 1EDU 621-Dra. Padial

¿Qué es un Computer Based Laboratory?

• Sistema de adquisición de datos a través de

sensores controlados por computadora.

– Utilizado mayormente en experimentos de química y física.

– Adquiere, ayuda a analizar y a presentar datos

experimentales a través de la computadora.

– Emplea ¨hands on¨ approach.

22-Sep-09 2EDU 621-Dra. Padial

• Introducido en el 1994

• Texas Instruments

• TI graphing (calculadora gráfica)

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 3

Origen

Texas Instruments

• Una empresa americana en Dallas, Texas, Estados

Unidos.

• Fabricante de semiconductores por todo el mundo

después de Intel, Samsung y Toshiba.

• No 1 en procesadores de señales digitales (DSPs) y

semiconductores análogos, entre una amplia gama de otros

productos de semiconductores.

• La empresa fue catalogada en el número 215 de las 500

empresas mayores de Estados Unidos.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 4

Algunos Modelos

• Z80-based graphing:

• TI-73 · TI-81 · TI-82 · TI-83x · TI-84x ·

TI-85 · TI-86

• m68k-based graphing:

TI-89 · TI-92x and Voyage 200 PLT

• ARM-based graphing:

TI-PLT (cancelled) · TI-Nspire–TI-NspireCAS

• Other graphing: TI-80

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 5

Características

• Permite una mejor

visualización de los datos y la

facilidad de análisis y

manipulación.

• Los educadores creen que

cuanto más se exponen a los

estudiantes a las computadoras,

mejor preparados estarán en el

futuro.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 6

Relación Educativa

• No hay duda de que el tiempo es un

recurso escaso en el salón.

• La recolección de datos se produce

rápidamente.

• Los estudiantes pasan la

recopilación de datos en mucho

menos tiempo y poseen mucho más

tiempo de analizarlo.

• Se evitan errores y la precisión es

mucho mayor.

• Uso de la CBL permitirá a los

estudiantes llevar a cabo más

experimentos, obteniendo así una

mejor comprensión del fenómeno

estudiado.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 7

Primer Ejemplo de CBL

• Personal Science Laboratory (IBM)

– Forma interactiva de explorar las ciencias, las

matemáticas, y la tecnología.

– Incluye sensores o aparatos para medir:

• Intensidad de la luz

• Temperatura

• Movimientos rotativos

• Voltaje AC/DC

– Software provee adquisición & presentación

de datos en tiempo real.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 8

Segundo ejemplo de CBL

• Malus’ law of light polarization using a

Computer-Based Laboratory

– Busca medir la luz transmitida a través de dos

polarizadores.

– Busca determinar en que momento de este proceso se

adquieren los datos para el análisis.

– Datos son adquiridos por software matemático

• Creación de gráficas para análisis inmediato.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 9

Segundo ejemplo de CBL

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 10

Datastudio Software Calculator

• Crea gráficas para examinar intensidad de la luz vs. el coseno del ángulo

• Crear cálculos del coseno del ángulo y coseno del ángulo entre los polarizadores.

Optical Bench

• Laser generador de luz

• Dos analizadores de polarización

• Sensores para medir intensidad de la luz

• Sensores para medir movimiento rotativo

•Elementos para realizar este laboratorio

• Car collision process using a Computer-

Based Laboratory

– Utiliza un resorte compresible para proveer

interacción entre los objetos en la colisión.

– Brinda el tiempo necesario para adquirir los datos

necesarios.

– Se hacen cálculos antes, durante y después de la

colisión y se registran en gráficas.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 11

Tercer ejemplo de CBL

• Climate prediction

– Experimento para producir predicciones del clima del

planeta hasta el año 2080.

– Para lograrlo, solicitan a las personas mundialmente a

bajar un programa específico que trabajará colectando

data mientras las computadoras estén encendidas, pero

no en uso.

– Ya se han registrado más de 96,000 computadoras y

cada participante recibe una tarea única para completar

en días o meses, depende de la complejidad.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 12

Cuarto ejemplo de CBL

Cuarto ejemplo de CBL

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 13

BOINC Software

Software de código abierto utilizado para conectar computadoras en experimentos voluntarios.

Voluntarios

Personas de todas partes del mundo se unirán comovoluntarios. Una de las investigaciones será el conocer cuánto afectan las computadoras encendidasy sin uso a nuestro ambiente.

Elementos:

• Signal generator

– Experimento para reemplazar costosos instrumentos

generadores de señales de alta precisión .

– Utilizarán PCs, tarjetas de sonido, y manuales

interactivos de laboratorio.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 14

Quinto ejemplo de CBL

• Implementing computer-based labwork in

radioactive samples

• Consiste en un objeto físico, tubo con sensor digital

conectado a la interface, interface conectada a la

computadora y la computadora equipada con programados.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 15

Sexto ejemplo de CBL

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 16

Séptimo ejemplo de CBL

Equipo moderno VERNIER para escuelas.

Métodos de búsqueda

• Biblioteca Virtual de USC

– Búsqueda en la base de datos de artículos electrónicos.

• Search engine Google

– Búsqueda de definiciones

– Ejemplos

– Artículos de uso de CBL en cursos de ciencia &

matemática.

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 17

Referencias

• Amrani, D. & Paradis, P. (Mayo 2009). Malus’s law of light polarization using a

Computer-Based Laboratory. Recuperado el 11 de Septiembre de 2009 de

http://www.journal.lapen.org.mx/May09/LAJPE%20255%20preprint%20f

.pdf

• Carlsson, H., Igglund, R. & Bernhard, J. (1998, May. 20). Implementing

Computer Based Labwork in Physics. Physics Conference. Copenhagen.

• Climate Prediction. The world's largest climate forecasting experiment for the

21st century. Retrieved September 13, 2009, from

http://climateprediction.net/

• N.D (Julio 2009). Calculator-based laboratory. Recuperado el 11 de Septiembre

de 2009 de http://en.wikipedia.org/wiki/Calculator-Based_Laboratory

• N.D. (1995). Computer-based lab provides hands-on approach to scientific exploration.

Recuperado el 11 de Septiembre de 2009 de

http://www.questia.com/googleScholar.qst;jsessionid=KlpZscr1GTHDvw

glJTzQp6vVV2HZn5gBnH3c1MJL2Gr8STsvhGCb!846852835!-

1813158499?docId=5000353064

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 18

Referencias

• Riordan, J. O., O'Sullivan, C., Twomey, P. & Vandyck, M. The Coefficient

Of Restitution Model: How Realistic Is It? University College Cork - Physics

Department. Retrieved September 10, 2009, from

http://www.physics.ucc.ie/staff/Girep06%20O'R.pdf

• Thanakittiviroon, T. & Liangrocapart, S. (May 2005). A computer-based

physics laboratory apparatus: Signal generator software. American Journal of

Physics, 5(73), 1-6. Retrieved September 11, 2009, from

http://www.mut.ac.th/~physics/papers/AJP2005.pdf www.google.com.

• Vernier. Vernier Software & Technology. Retrieved September 13, 2009,

from http://home.ntelos.net/~rollinso/SciComp.html

22-Sep-09 EDU 621-Dra. Padial 19