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Instrucción Automatizada para Experimentos de Mecánica de Fluídos en Educación Subgraduada (CAIFiM)

Walter F. Silva, Depto. de Ciencias de Ingeniería y Materiales.
Universidad de Puerto Rico, Mayaguez, PR 00680

Israel Pabón, Research Engr
Raytheon Corp., MA

Abstract- Este papel describe una red de ordenadores desarrollada en el laboratorio de Mecánica de Fluídos de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez. El objetivo principal del proyecto es proveer soluciones automatizadas a problemas de mecánica de fluídos en experimentos del laboratorio a nivel subgraduado usando aplicaciones informáticas orientadas a objetos, aplicaciones de computadora interactivas dentro del ambiente de Windows 95. El sistema se ha nombrado CAIFiM para " Computer Aided Instruction in Fluid Mechanics". La red incluye aplicaciones informáticas interactivas, clases particulares educativas y otros recursos de computadora para proveer una experiencia completa y agradable durante el proceso de aprendizaje. Estas herramientas también ayudan al profesor a brindar una instrucción acertada de un modo eficaz.

El encargado de integrador de sistema provee acceso fácil y directo a todos los recursos previamente mencionados. Este integrador se compone solamente de tres botones y sirve como enlace entre las herramientas desarrolladas.

El éxito del proyecto se ha observado através de la simplicidad del sistema, de la respuesta positiva de estudiantes y del bajo nivel de inversión requerida. Sobre el 94% de los estudiantes que utilizan CAIFiM están de acuerdo en que la instrucción automatizada los ayuda en ahorrar tiempo durante cómputos repetidos, aprendiendo o repasando conceptos de ingeniería y la preparación rápida de informes. El costo de "hardware" y "software" instalados actualmente es aproximadamente $15,000, que se considera bajo comparado al numero de estudiantes que se benefician por año. La experiencia de desarrollar dicho sistema se puede considerar como la base para otros sistemas similares en otras áreas de la educación.

Introducción

La Universidad de Puerto Rico, Recinto de Universitario de Mayagüez es una institución de alta educación que ofrece programas a nivel subgraduado y graduado en ciencia e ingeniería. Cerca de un tercio del numero total de estudiantes se enlistan en la Escuela de Ingeniería. El Departamento de Ciencias de Ingeniería y Materiales ofrece los cursos básicos en Mecánica Sólida, Mecánica de Fluídos, Programación de Computadoras y Gráficas por Computadora. Todos los estudiantes de Ingeniería deben tomar clases ofrecidas por este Departamento. Estudiandes de Ingeniería Civil y Mecánica deben tomar su curso de Mecánica de Fluídos mas un (1) crédito en Laboratorio de Mecánica de Fluídos. Los mismos usualmente se toman en su tercer año de carrera.

Hasta hace poco, gran parte del "software" utilizado en el Laboratorio de Mecánica de Fluídos fue desarrolado por el trabajo voluntario de varios profesores y estudiantes graduados interesados en reducir la carga de trabajo para los estudiantes y mejorar la calidad de su educación. Estos programas motivaron la idea de desarrollar un buen suplemento a los métodos tradicionales de enseñanza. Este papel describe el proyecto CAIFiM (Computer Aided Instruction in Fluid Mechanics), un centro de cómputos dedicado a la enseñanza de mecánica de fluídos para estudiantes de Ingeniería Civil y Mecánica utilizando sistemas de multimedia. El sistema es esencialmente una seria de programas para procesar data experimental, modulos de auto-instrucción multimedia, procesamiento de palabras y " software" de utilidad. El acceso a todos estos recursos es posible através de un simple Encargado de Sistema Integrador descrito próximamente.

Descripción del Proyecto CAIFiM

Cerca de 320 estudiantes por año son beneficiados de los experimentos desarrollados en el Laboratorio de Mecánica de Fluídos. Tipicamente, se matriculan 16 estudiantes por sección distribuídos en 10 secciones por semestre. Durante las sesiones experimentales, los estudiantes son usualmente divididos en cuatro grupos con cuatro estudiantes por grupo. Los grupos son formados tal que todos los integrantes pertenezcan ya sea a Ingeniería Civil o Mecánica. Esta partición permite correr experimentos de su interés respectivo al mismo tiempo. Por ejemplo, las ondas de choque compresibles es un asunto muy importante para los estudiantes de la ingeniería mecánica, pero éstos no están muy interesados en saltos hidráulicos. Por el contrario, los estudiantes de ingeniería civil sí están interesados en el mismo, pero no muestran mucho interés por el primero. Por lo tanto, ambos experimentos se ofrecen al mismo tiempo según el interés y el campo del estudio de los grupos.

En el presente, CAIFiM es una pequeña red compuesta por 7 computadoras personales con el sisteme Windows 95. Este sistema provee la securidad y protección necesaria y se maneja fácilmente utilizando una computadora como servidor.

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