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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.
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• Introducido en el 1994
• Texas Instruments
• TI graphing (calculadora gráfica)
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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Segundo ejemplo de CBL
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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.
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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.
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Cuarto ejemplo de CBL
Cuarto ejemplo de CBL
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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.
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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.
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Sexto ejemplo de CBL
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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.
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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
• 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
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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
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