Laboratorio virtual de Acústica básica

M.J. Elejalde-García y E. Macho-Stadler

E.T.S. Ingeniería. Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea
Alameda de Urquijo s.n., 48013 Bilbao (Spain)
wupelgam@bi.ehu.es, wupmaste@bi.ehu.es

Introducción
La enseñanza científica por ordenador permite una gran interactividad, automotivación y flexibilidad en el proceso de aprendizaje. Hemos diseñado un laboratorio virtual interactivo de acústica básica con la finalidad de divulgar unos conocimientos básicos de acústica. El laboratorio permite la observación del comportamiento del sistema, facilitando la comprensión de los conceptos físicos involucrados.
La materia está organizada en pequeñas secciones que contienen unidades didácticas, con textos limitados y gran número de esquemas, gráficos animados multimedia, ejemplos sonoros y visuales y simulaciones científicas. Esta combinación es especialmente poderosa para un mejor entendimiento de los conceptos difíciles y para el aprendizaje de estrategias científicas para la resolución de problemas.

Contenidos
La gran variedad de contenidos en Acústica permite al profesorado confeccionar cursos adecuados a diferentes niveles educativos. En este caso nos hemos centrado en temas y niveles adecuados a una asignatura de libre elección incluida en una licenciatura universitaria. Los contenidos del laboratorio están divididos en varias secciones:

Sección 1: Nociones físicas básicas
Presenta descripciones, esquemas y animaciones que describen el funcionamiento de los instrumentos musicales, del oído humano, de la voz, y de las salas.
Sección 2: Funcionamiento de los aparatos del laboratorio
Se muestra el funcionamiento de diversos aparatos utilizados para el tratamiento, almacenamiento, grabación y reproducción del sonido.
Sección 3: Ejercicios
Incluye una serie de ejercicios, que sirven de complemento al laboratorio. Los ejercicios se han organizado por capítulos, incluyéndose algunos ejemplos resueltos.
Sección 4: Prácticas interactivas
Se han recreado dos prácticas de acústica: las ondas estacionarias en cuerdas y las ondas estacionarias en tubos (abiertos y cerrados). Permite el montaje de los experimentos, la obtención de resultados numéricos y el análisis de los datos.

Desarrollo
El laboratorio ha sido desarrollado por dos estudiantes de cuarto curso de Ingeniería de Telecomunicación de la ETS de Ingeniería de Bilbao, tutorados por las dos profesoras autoras de este trabajo, en el marco de un proyecto del Aula Iberdrola de dicha escuela. El objetivo de estos proyectos es la familiarización de las/os estudiantes con paquetes informáticos que puedan resultar de utilidad durante su posterior vida profesional.
Se han utilizado los siguientes paquetes informáticos orientados al diseño web: Macromedia Studio MX 2003, Corel Graphics Suite 11, Java Builder 9, Swish v2.0 y Swift 3D v3.0; que ofrecen la posibilidad de crear una interfaz gráfica amigable. Entre sus ventajas podemos resaltar la optimización del espacio web, la facilidad y flexibilidad de uso y la posibilidad por parte del diseñador de expresar su creatividad creando ambientes impactantes. Además, esta tecnología funciona en todos los sistemas operativos con un browser equipado con el correspondiente plugin (la mayoría de los browsers modernos ya está equipado).
El primer paso ha sido la creación de un sitio web utilizando Dreamweaver. Posteriormente se han ido construyendo las cuatro secciones del laboratorio, con las siguientes características básicas:

Sección 1:compuesta de una película flash, en la que se incorpora tanto textos como pequeñas animaciones aclarativas, insertada en una página web creada por medio de Dreamweaver.
Sección 2: compuesta por páginas web creadas con Dreamweaver, en las que se han incorporado pequeñas animaciones flash, y enlazadas por una película flash.
Sección 3: compuesta de una película flash, en la que se incorpora tanto textos como pequeñas animaciones aclarativas, insertada en una página web creada por medio de Dreamweaver.
Sección 4: está realizada por medio de películas flash a las que la programación les da una gran interactividad.

Utilización
Durante el presente curso académico 2004/05, la oferta docente del departamento de Física Aplicada 1 de la UPV/EHU incluye la asignatura virtual de libre elección "Acústica" en versiones Euskara y Castellano (cv.ehu.es/oferta/cast/index_cast.htm) apoyada por el "site"www.ehu.es/acustica. Este curso contiene varios módulos, permitiendo la confección de "itinerarios diferenciados" para diferentes usuarios.
En este contexto, el Laboratorio Virtual de Acústica Básica será utilizado como material de apoyo, que permitirá a los estudiantes entre otras cosas realizar prácticas de laboratorio.
Además, el propio laboratorio se beneficiará de esta situación ya que podrá aprovechar los foros y chats del curso virtual de Acústica. Estas herramientas de comunicación permitirán el trabajo en grupo, el intercambio de ideas, sugerencias, etc. Así el trabajo de las/os estudiantes adquirirá mayor importancia, y se reforzarán habilidades tales como la puesta en común y discusión de las ideas, la confección y presentación de informes, etc, que tan importantes son hoy en día en cualquier entorno profesional.

Conclusiones
Se ha desarrollado un Laboratorio de Acústica Básica que puede ser utilizado como material de apoyo de una asignatura virtual de Acústica. Entre sus cualidades podemos resaltar:

· La utilización de textos cortos combinados con una gran cantidad de esquemas, gráficos animados multimedia, ejemplos sonoros y visuales y simulaciones científicas, que permite que sea utilizado por un alumnado con motivación, formación e intereses diversos.
· Su atención al bilingüismo del País Vasco, ya que existen versiones en Euskara y Castellano.
· Su diseño web, con una interfaz gráfica que permite la interacción con el usuario, y optimiza el espacio. Respecto a este último punto podemos decir que el resultado final ocupa menos de 2 Mb. Evidentemente, para que esto haya sido posible se han evitado algunos efectos espectaculares que pueden conseguirse con los programas utilizados en su construcción.

Bibliografía

· "The science of sound", T. D. Rossing, Addison-Wesley, 1990
· "Acoustics laboratory experiments", T. D. Rossing, Autoedición, 1982
· "Fundamentals of Musical Acoustics", A. H. Benade, Dover, 1990
· "Signals sound and sensation", W. M. Hartman, Springer, 1998
· "The art of sound reproduction", J. Watkinson, Focal Press, 1998
· "Noise and vibration control engineering: principles and applications," L. L. Beranek y I. L. Vér, John Wiley & Sons Inc, 1992
· "Architectural Acoustics", M. D. Egan, Mc-Graw Hill, 1988
· "Acoustical measurements", L. L. Beranek, A. I. P., 1988
· "Ingeniería Acústica" M. Recuero López, Paraninfo, 2000
· "Music, Physics and Engineering". H. F. Olson, Dover, 1967
· "The physics of musical instruments". N. H. Fletcher y T. D. Rossing, Springer-Verlag,1991
· "Sonido profesional". C. Tribaldos, Paraninfo S. A., 1999
· "Music, Sound and Sensation". F. Winckel, Dover, 1967
· "Acústica Musical". Varios autores, Prensa Científica, 1989
· "El oído y la Audición". Videocasete. Ancora Audiovisuales
· "Curso de Acústica". M. J: Elejalde, A. Franco, J. Janáriz y E. Macho, www.ehu.es/acustica

Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto 1/UPV 00057.345-E-14783/2002 de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea y por el "Aula Iberdrola" de la ETS de Ingeniería de Bilbao.