Técnicas experimentales en física del estado sólido .- Práctica 9: Determinación de la temperatura de Curie de una cerámica ferroeléctrica

laboratorio cultivo celular 1

  • Título del Recurso: Práctica 9.- Determinación de la temperatura de Curie de una cerámica ferroeléctrica.
  • Keywords: Realidad virtual, Simulador Virtual de Prácticas, horno, muestra, Sulfato de Triglicina, pastilla.
  • D.O.I.: 

  • Autores (Profesores): Ángela Gallardo López y Rocío Moriche Tirado.
  • Autores (Equipo Técnico): Fernando García Jiménez e Inés Casado Parada.
  • Teaser ( Vídeo demostrativo):

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  • Descripción del Recurso:

Recurso de Realidad Virtual que ubica al usuario en un laboratorio de Física de Estado Sólido para realizar un montaje práctico con el que estimará la temperatura de Curie de dos materiales ferroeléctricos. Estos materiales son titanato de bario y sulfato de triglicina.

El recurso permite al alumno seleccionar el material de laboratorio necesario y va planteando cuestiones sobre el montaje y realización de la práctica. Tras las selecciones correctas aparecen videos explicativos. En la escena final se activa un informe de resultados para descargar. Analizando los datos de los vídeos se obtendrá la temperatura de Curie de los dos materiales propuestos.

Para llevar a cabo el recurso es necesario que el alumno-a haya leído previamente el guión o boletín de la práctica correspondiente donde se hace una breve introducción teórica y se proporcionan los detalles prácticos para su correcta ejecución.

El recurso está diseñado para ser disfrutado plenamente con el navegador en modo 360° con equipos de escritorio. Aunque su visionado en dispositivos móviles es posible, no se aconseja ya que no se ven algunos botones y no se puede interactuar adecuadamente.

  • Aplicación del recurso:

Este recurso está dirigido a estudiantes de la asignatura Técnicas Experimentales I (Grado en Física, Doble Grado en Matemáticas y Física y Doble Grado en Física e Ingeniería de Materiales) y a las prácticas de la asignatura de Física de Estado Sólido del Master en Ciencia y Tecnología de Nuevos Materiales. También puede usarse como soporte en las asignaturas de Comportamiento Eléctrico y Térmico (CETER; Doble Grado en Física e Ingeniería de Materiales), y en las prácticas de Termodínámica (Grado en Física).

  • Concepto, teoría, fenómeno, etc… al que el recurso producido contribuye a entender. Breve desarrollo teórico.

El alumno-a aprenderá un método experimental simple para estimar la temperatura a la que un material ferroeléctrico a temperatura ambiente deja de comportarse como tal. Se trata de una transición de fase. Se utilizarán una cerámica de titanato de bario y un policristal de sulfato de triglicina que se colocarán como condensadores en un circuito. El usuario-a operará un equipo con un horno que le permite medir la capacidad de las muestras en función de la temperatura. Esta capacidad se relaciona directamente con la constante dieléctrica de los materiales.

La toma de datos para el informe puede realizarse a partir de los vídeos que se muestran durante el recurso o al final. Para concluir, el alumno-a deberá representar estos datos gráficamente y estimar los resultados, siguiendo las pautas del informe.

La aplicación es práctico-didáctica: permite evaluar la destreza en la realización del procedimiento experimental al tiempo que ilustra también el proceso gracias a los videos explicativos integrados en el recurso. Dada la situación actual de distanciamiento social y restricciones de movilidad, es una herramienta idónea para sumergir al usuario de forma real y activa (se ha priorizado en todo momento la toma de decisiones) en un laboratorio de técnicas experimentales en física sin necesidad de presencialidad, permitiéndole familiarizarse con los distintos materiales, equipos y procedimientos experimentales.

  • Otras utilidades:
    • Aunque la motivación original de este proyecto es la finalidad didáctica, este recurso puede cumplir también una función de motivación, dado su carácter gamificado y de aplicabilidad a una situación real.
    • Se presenta como una herramienta útil para aquellas personas que por cualquier circunstancia no puedan llevar a cabo la práctica de manera presencial en el laboratorio.
    • Puede resultar muy conveniente en casos puntuales de deterioro del material o avería de los equipos de medida, en los cuales la realización de la práctica se vuelve inviable.
    • Podría tener un efecto “preventivo” de accidentes y mal uso de equipos y material, al tener los estudiantes un contacto previo con el entorno virtual simulado, en el que un paso erróneo sólo se traduce en un punto negativo, y no en el deterioro del material o en un accidente real.

 

  • Efectos esperados, observados o posibles en los alumnos o público del recurso:

La utilización de este recurso didáctico está programada para el curso 2021-2022 en la asignatura de Técnicas Experimentales I y en las prácticas de la asignatura de Física de Estado Sólido del Master en Ciencia y Tecnología de Nuevos Materiales

Se espera que los alumnos, al pasar de un papel pasivo de lectura de un guión o visualización de un vídeo explicativo a un papel activo con toma de decisiones, adquieran un alto grado de habilidad para realizar el experimento, de forma similar a la realización “in situ”. Al ser un recurso individual, el alumno debe trabajar de forma autónoma y activa, y no puede escudarse en la “pareja” o “compañero” de prácticas

  • Sugerencias de investigación a partir del recurso

Podría llevarse a cabo un estudio comparativo del impacto de diferentes recursos didácticos en el aprendizaje de la práctica “Conductividad térmica en metales” ((1) recurso virtual / (2) utilización de vídeo didáctico / (3) clase presencial o no presencial). Dada la variedad de grupos involucrados (grado en física, doble grado en física y matemáticas, doble grado en física e ingeniería de materiales, grado en ingeniería de materiales, master en ciencia y tecnología de nuevos materiales), el estudio podría tener en cuenta la variabilidad de resultados en las distintas titulaciones.

  • Mejoras posibles o previstas:
    • Exportación instantánea de los resultados obtenidos al finalizar el recurso por parte de los alumnos de manera personalizada.
    • Mejora de la calidad de la imagen, véase detalles de equipos, material, etc.
    • Posibilidad de volver atrás en las escenas para repetir o volver a visualizar detalles o etapas pasadas.
    • Posibilidad de pausar los vídeos durante el recurso.