Desarrollo de experimentos para ofrecer un ambiente imaginativo/interactivo de aprendizaje de la ciencia.

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Título :	Desarrollo de experimentos para ofrecer un ambiente imaginativo/interactivo de aprendizaje de la ciencia.
Autor :	Ley Koo, Marcos
Fecha de publicación :	2015
Resumen :	Esta propuesta surge al reconocer el rezago que presenta la enseñanza experimental en la Licenciatura en Física, así como de la necesidad de contar con experimentos versátiles, realizables por estudiantes con conocimientos, capacidades, y habilidades de niveles diversos, para la recién creada Licenciatura en Física Biomédica. Asimismo, contempla el diseño de experimentos, a ser realizados por estudiantes, a partir de los cuales adquieran las capacidades y habilidades que les permita, en un futuro, el ejercicio de su profesión. Dichos experimentos serán diseñados teniendo en mente el interés de los estudiantes en problemas, tanto de aplicación como de investigación, y a través de los cuales puedan desarrollar su capacidad deductiva-inductiva y sus habilidades, tanto intelectuales como manuales. Por otro lado, esta propuesta intenta generar un ambiente que propicie la colaboración entre equipos de trabajo, conformados por estudiantes de diferente niveles e intereses académicos. Addemás, los experimentos, y el ambiente que propicien, conducirá, se espera, a que los estudiantes tengan iniciativas para proponer la evolución y/o extensión de los experimentos que realicen, o experimentos nuevos, de manera tal que el riesgo de rezago, en la enseñanza experimental, se reduzca.
URI :	http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5246
metadata.dc.contributor.responsible:	Ley Koo, Marcos
metadata.dcterms.callforproject:	2015
metadata.dc.coverage.temporal:	2015-2016
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	Licenciatura nivel superior
metadata.dc.description.objective:	Ofrecer una alternativa experimental a los estudiantes, tanto de la Licenciatura en Física como de la Licenciatura en Física Biomédica, mediante el diseño y desarrollo de experimentos que estimulen su capacidad de observación, reflexión e imaginación. Asimismo, que les permitan adquirir la habilidad de búsqueda de información, capacidad para sintetizarla, así como la disciplina para documentar sus actividades en el Laboratorio.
metadata.dc.description.hypothesis:	El estudio de los fenómenos de interés para la Física ha involucrado el binomio experimento-teoría, el análisis de algunos experimentos ha conducido a la formulación de algunas teorías, y viceversa. Por lo anterior, la educación de un Físico será incompleta, si una de las componentes del binomio no está incorporada en su formación. Una posible forma de modificar la enseñanza experimental es el desarrollo de experimentos que muestren un fenómeno y, a través de la observación, la reflexión y la imaginación, el estudiante formule hipótesis que acepte o rechace, después de probarlas experimentalmente. El proceso iterativo anterior conducirá al estudiante a conclusiones que le permitan inferir las causas que producen el fenómeno y, posiblemente, a formular un modelo.
metadata.dc.description.strategies:	Tomando en cuenta que el interés principal de esta propuesta es proporcionar a los estudiantes una alternativa para el aprendizaje experimental, los experimentos serán previamente diseñados por el personal académico; de manera tal que puedan ser realizados por todos aquellos estudiantes interesados en la experimentación. Sin embargo, el alcance y el detalle de los resultados contemplarán la formación académica, así como las capacidades y habilidades, de los estudiantes participantes. Inicialmente, se presentará una lista de sistemas físicos, en los cuales se manifiesten uno o varios fenómenos de interés, y de la cual los estudiantes seleccionarán, previa revisión bibliográfica, al menos uno. Para dicho sistema, el estudiante presentará una propuesta de proyecto del estudio experimental, a partir del cual reproducirá el fenómeno que desea analizar; dicha propuesta deberá incluir el alcance del experimento y, previo acuerdo con el personal académico, será aprobado o revisado. Esta propuesta deberá incluir tanto la lista de dispositivos así como de materiales que se requieran. Una vez que los estudiantes han reproducido el fenómeno, y después de la observación, reflexión e imaginación, formularan hipótesis que probaran experimentalmente para su rechazo o aceptación. Debe señalarse que esta etapa es iterativa, y su duración dependerá de la capacidad deductiva-inductiva del estudiante; por lo que es conveniente que el profesor este alerta para guiarlo, ya que esta capacidad se intenta estimular. En esta etapa, sugerirán que propiedades y variables consideran importantes para la descripción del fenómeno, y es posible que sea necesaria la incorporación de instrumentos de medición; para lo cual será necesario que establezcan que medir y cómo hacerlo. Dependiendo del alcance previamente establecido, el experimento puede darse por concluido con un análisis cualitativo del fenómeno; de no ser así, será necesario medir las variables, como se describe en la parte anterior, y realizar un análisis cuantitativo de los resultados e intentar entender las correlaciones entre variables. Adicionalmente al trabajo que el estudiante realice en el laboratorio, deberá documentar las actividades y resultados de cada sesión de laboratorio, incluyendo fecha, hora, diagramas, tablas, gráficas, análisis parciales, etc., en una libreta (no de espiral), con lo cual se espera adquiera la disciplina de documentar sus actividades. Asimismo, deberá presentar un informe al concluir su experimento, el contenido de dicho informe incluirá un resumen, una introducción o antecedentes, el arreglo y desarrollo experimental, los resultados, así como sus conclusiones y sugerencias para trabajos posteriores; con la cual se espera adquiera la capacidad y habilidad de escribir textos técnico-científicos. Estos documentos serán de importancia fundamental, ya que, por un lado, servirán para evaluar los logros del proyecto que se propone y, por otro, pueden incrementar, actualizar el acervo de experimentos, que puedan ser usados en otros cursos, así como generar nuevos. Por último, deberá hacer una presentación de su trabajo frente al grupo, con lo cual adquiera la capacidad y la habilidad de expresarse oralmente. Conviene mencionar que esta metodología ha sido usada en los cursos optativos de Fenómenos Cooperativos I y II, y actualmente se usa en el curso de Metodología experimental de la Física de la Licenciatura en Física Biomédica.
metadata.dc.description.goals:	Por un lado, diseñar, construir, caracterizar y probar los siguientes dispositivos: 1. Celda para estudios de propagación de ultrasonido en fluidos. 2. Túnel de viento portátil. 3. Ubicador portátil de coordenadas polares. Por otro lado, diseñar y probar los siguientes experimentos: 1. Incidencia oblicua de ultrasonido en mezclas de fluidos no-miscibles, 2. Visualización de flujos alrededor de objetos. 3. Ilustración de los principios físicos que fundamentan la tomografía
metadata.dc.description.selfAssessment:	El desarrollo de este proyecto estuvo orientado principalmente hacia el desarrollo, a través del diseño y construcción, de la infraestructura necesaria para contar con los dispositivos para los experimentos: 1. Flujos alrededor de objetos pequeños, 2. Ilustración de los principios físicos en tomografía, y 3. Incidencia oblicua de ultrasonido en mezclas de fluidos no-miscibles, que involucran el Túnel de viento, el Posicionador en coordenadas polares y la Celda para contener fluidos, respectivamente; además de los dispositivos, descritos en este reporte, la adquisición con el apoyo financiero a este proyecto, del instrumento de ultrasonido EUT3160 y los accesorios como los transductores de ultrasonido y las zapatas de ángulo variables. Lo anterior permitirá el inicio de la elaboración de guías para realizar los experimentos mencionados, o afines. Conviene señalar que la manufactura de las piezas, requeridas para la integración de los dispositivos, retardo la integración de los mismos; por un lado, porque el Taller de la Facultad no cuenta con los accesorios, como el denominado plato divisor, ni con herramienta especializada para algunos cortes y, por otro, porque el Responsable del Proyecto no tenía referencias de talleres externos que pudieran ejecutar los trabajos
metadata.dc.description.goalsAchieved:	1.Celda para estudios de propagación de ultrasonido en fluidos. Se diseñó y construyó una cavidad cilíndrica como contenedor de los fluidos sujetos al estudio experimental de la propagación de sonido e ellos. La cavidad esta conformada por placas de acrílico una de 4, dos de 18, y dos de 21 mm. de espesor, todas de 286 mm de ancho y 300 mm de largo; las placas de 4 y 18 mm tienen una perforación central de 103 mm de radio. Para las placas de 21 mm la perforación central es de 127 mm, ya que cada una de ellas aloja un engrane helicoidal de 127 mm de radio externo, 103 mm de radio interno y 19 mm de espesor; asimismo, tiene un barreno de 12.7 mm de radio y 286 mm de largo para alojar el helicoide que mueve el engrane, que a su vez rotará a los transductores para proporcionar la orientación relativa que se deseé entre los mismos. Este dispositivo se encuentra en la etapa de pruebas y correcciones, para reducir los riesgos de fuga de fluido, así como de caracterización. 2. Túnel de viento Se diseñó y construyó un túnel que consta de tres secciones principales una de las cuales aloja la zona de visualización y otras dos requeridas para la "laminarización" del flujo de aire. Las partes son de acrílico de sección transversal cuadrada, dos de ellas de sección uniforme de 160 mm por lado, en tanto que otra desarrolla una sección longitudinal de un cuarto de circulo. Asimismo, se diseñó el sistema que proporcionará el vapor de agua "frío" como medio de visualización. Actualmente se cuenta con las secciones de entrada, de visualización y la de extracción esta en proceso de fabricación, ya que después de probar el vapor "frío" como medio de visualización, se manifestó la necesidad de compensar los cambios de la velocidad de flujo debido al cambio en la densidad y, en consecuencia, el diseño tuvo que modificarse. El generador de vapor "frío" usa una pastilla piezo-eléctrica que emite ondas de ultrasonido al excitarla con un pulso eléctrico. 3. Ubicador portátil de coordenadas polares Incluye dos componentes acoplados, uno que proporciona movimiento angular y otro para el movimiento lineal. a. Movimiento angular Incluye un engrane helicoidal de 25.4 mm de radio y 19.05 mm espesor, al cual se le inserta una flecha de 12.7 mm de radio. Requiere de una base y una tapa, unidas por medio de cuatro postes, de los cuales dos sirven de soporte al tornillo sinfín de 5.57 mm de radio, que mueve al engrane para producir el movimiento angular. La flecha es soportada por un balero axial, alojado en una cavidad conformada por dos anillos que se unen mediante la placa base. b. Movimiento lineal Incluye un tornillo sinfín de cuerda izquierda y derecha, de 165 mm por lado, que sirve de transmisión para el movimiento de los soportes de transductores. los cuales son deslizados n a lo largo de dos guías. Se acopla al movimiento angular por medio de la flecha de la componente angular. Este dispositivo esta en la etapa de pruebas y caracterización.
metadata.dcterms.provenance:	Facultad de Ciencias
metadata.dc.subject.DGAPA:	Física
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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