Prácticas de Física con un ordenador multimedia

A.J. López, A. Ramil, J.C. Álvarez, E. Saavedra, G. Nicolás y A. Yáñez

Dpto. Ingeniería Industrial II, Universidad de A Coruña, Escuela Politécnica Superior
Mendizábal s/n. 15403 Ferrol

Introducción y objetivos
El material que hemos elaborado tiene como finalidad servir de apoyo a la realización de las prácticas de laboratorio de acuerdo con un modelo de enseñanza en el que se combinen las posibilidades de las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) con las actividades tradicionales de formación.
Este modelo es, a nuestro entender, necesario en las enseñanzas experimentales en las cuales el alumno ha de adquirir habilidades o destrezas de carácter científico que sólo se desarrollan con el manejo real de instrumentos y el trabajo colaborativo con otros estudiantes en el laboratorio.
El sistema desarrollado por nosotros se basa en experiencias reales, registradas con una cámara de vídeo y posteriormente digitalizadas; de manera que están afectadas por las "imperfecciones" e incertidumbres propias de un experimento real. Hoy en día las posibilidades de los entornos multimedia permiten el tratamiento digital o numérico de imágenes y sonidos registrados utilizando estándares hasta hace poco ajenos al mundo del ordenador. La analogía de un ordenador multimedia con los sentidos vista-oído es evidente y permite el análisis físico de la naturaleza a través de dos de los "instrumentos de medida" más importantes y que mayor influencia tienen en el desarrollo de la intuición científica. Si dotamos a estos sentidos de un verdadero carácter cuantitativo y mejoramos su objetividad al analizar sus respuestas numéricamente, estaremos mejorando nuestra percepción de las leyes de la naturaleza además de ampliar el campo de nuestras experiencias de laboratorio a infinidad de temas de la vida cotidiana.
Es evidente que los temas de física que, de forma natural, caen dentro del alcance de nuestro sistema multimedia son los de mecánica, óptica y acústica y es en estos campos donde nos hemos centrado.

Elaboración de los archivos multimedia
Los recursos materiales utilizados en este trabajo consistieron en una cámara de vídeo, una tarjeta digitalizadora de vídeo y una tarjeta de audio. Se utilizaron también diversos sensores electrónicos así como el material del Laboratorio de Física de la EPS.
Se seleccionaron los experimentos teniendo en cuenta el material disponible en el laboratorio y la viabilidad de su análisis a través de los ficheros audio-vídeo. En la mayoría de los casos los experimentos se llevaron a cabo también utilizando las técnicas habituales para poder comparar los resultados y establecer la pérdida o ganancia de fiabilidad con el nuevo sistema.
Posteriormente se inició la preparación de los archivos multimedia definitivos para lo cual se seguía el esquema:

· Toma de audio-vídeo sobre película de 8 mm.
· Captura del vídeo y audio al disco duro con las correspondientes tarjetas.
· Edición del vídeo con el software Pinnacle Studio 7 y del audio con Creative Wave Studio 4.
· Creación del archivo multimedia empleando el mismo software. En este proceso se prestó especial atención a que el tamaño final de los archivos no fuese demasiado grande para facilitar su transferencia por la red con equipos y conexiones de poca capacidad.

Materiales elaborados
Los materiales elaborados son de dos tipos: la colección de archivos multimedia y los documentos que incluyen instrucciones generales para el registro y análisis de archivos multimedia y fichas de cada experimento. En la siguiente tabla se indican las características de los archivos

Archivos		Nº archivos		Tipo
Imágenes		143		JPG
Vídeo		117		AVI
Sonido		32		WAV

Los documentos (en formato PDF) con las instrucciones son los siguientes:

1. Instrucciones generales para el análisis de archivo multimedia. Contiene información sobre las técnicas comunes para el análisis de cada tipo de archivo con distintas herramientas (Excel ®, Matlab ®, VideoPoint ®,...) incluyendo ejemplos de cada caso.
   
2. Fichas para el alumno. Consiste en una colección de más de 30 fichas con las instrucciones precisas para que el alumno pueda realizar los experimentos propuestos.
   
3. Instrucciones generales para el registro y digitalización de audio-vídeo. Resume los pasos que se siguieron para elaborar los archivos de la colección y da una serie de recomendaciones sobre la toma y digitalización de audio-vídeo.
   

Utilización
Este material se ha venido utilizando en los dos últimos cursos obteniéndose unos resultados satisfactorios. Los alumnos, después de un mínimo periodo de entrenamiento, no han apreciado dificultades significativas en su utilización.
En la actualidad estamos trabajando en la elaboración de archivos basados en fenómenos de la vida cotidiana así como en la introducción de mejoras en el sistema a partir de los comentarios y sugerencias de los alumnos.

Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Vicerrectorado de Innovación Tecnológica de la Universidade da Coruña dentro del Programa de Innovación Tecnológica e Ensino Multimedia.