A didactic proposal designed to favor the learning of the Electromagnetic Induction and the development of digital competences.

En este trabajo se presenta y describe una propuesta de enseñanza diseñada para favorecer el aprendizaje del fenómeno de inducción electromagnética (IE) como así también el desarrollo de competencias digitales generales. La misma fue diseñada teniendo en cuenta diversos aspectos, tales como: los lineamientos curriculares oficiales, los resultados de investigaciones sobre concepciones y razonamientos de estudiantes y las contribuciones relacionadas con la forma en que se aprende y se enseña ciencias, así como la potencialidad de las TIC para favorecer el aprendizaje deseado. La propuesta fue implementada en un curso con estudiantes de 17-18 años de edad y los resultados obtenidos permiten percibir que la secuencia ha contribuido a lograr una mejor comprensión de las ideas claves asociadas a la IE, a la vez que implicó a los estudiantes en el uso de distintos recursos tecnológicos y con ello el desarrollo de habilidades inherentes a dicha utilización.This paper presents and describes a teaching proposal designed to favor the learning of the phenomenon of electromagnetic induction (EI) as well as the development of general digital skills. It was designed taking in account various aspects, such as: the guidelines official curricular, the results of research on conceptions and reasoning of students and the contributions related to how science is learned and taught, as well as the potentiality of ICT to favor the learning desired. The proposal was implemented in a course with students 17-18 years old and the results obtained allow perceive that the sequence has contributed to achieve a better understanding of the key ideas associated with EI, at the same time implied to the students in the use of different technological resources and with it the development of inherent abilities to such use

Gyrotron physics from linear to chaotic regimes: experiment and numerical modeling

Gyrotrons belong to the family of high-power coherent radiation sources known as Electron Cyclotron Masers (ECMs) and are based on the physical mechanism of the ECM-instability, converting electron rotational kinetic energy into coherent electromagnetic radiation. The worldwide gyrotron R&D is mainly driven by the application in heating a magnetically confined fusion plasma, which requires coherent radiation sources with MW power-level in the sub-THz frequency range. In the last two decades, an application for gyrotrons emerged in the field of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy, where a dramatic enhancement in sensitivity can be achieved via Dynamic Nuclear Polarization (DNP), requiring a low-power (~1-10W), sub-THz frequency (<200GHz) coherent radiation. The subject of this thesis is a gyrotron prototype developed at SPC/EPFL for the DNP-application. It is designed for continuous mode (CW)-operation on the TE7,2-mode and has a maximum radio-frequency (RF)-power of P=150W at a frequency of f=260.5GHz. The DNP-gyrotron has demonstrated to be an ideal test-bench for fundamental research on the beam-wave interaction process. The weakly overmoded gyrotron cavity is such that transverse mode competition can be neglected and the studied dynamical regimes concentrate on the 1D-longitudinal dynamics. The main topic of this work concentrates on the experimental measurements and numerical modeling of novel non-stationary regimes, characterized by a multi-frequency spectrum and a modulated RF-power. These experimental results have shown that the very fast dynamics (nanosecond time-scale) observed in non-stationary regimes is such that the usual assumption, in which the cavity electromagnetic field is not varying during the electron time of flight, is no more valid. To overcome this assumption a new model based on a Particle-In-Cell (PIC) approach has been developed and a new code TWANG-PIC has been written and successfully exploited. Also, the linear regime has been revisited from the theoretical point of view by developing a new moment-based model. Based on this model a new code TWANGLIN has been written and used for a detailed analysis of the experimentally measured threshold conditions (starting current) covering operating points from forward to backward-wave gyrotron regimes. Among a large variety of non-stationary regimes, that is described and analyzed, a novel specific nanosecond-pulsed regime was studied, in which the multi-frequency spectrum consists of frequency-equidistant, phase-locked sidebands. This novel regime may open up new applications for gyrotrons. For the first time it has also been possible to experimentally investigate, and model via numerical simulations, the dynamical properties from the linear regime up to chaotic regimes. The numerical simulations with TWANG-PIC are in good qualitative agreement with the experimental results and showed that the observed non-stationary regimes are associated to non-linear axial mode-competition. Another important task was to configure the gyrotron for the DNP-NMR spectroscopy application. Several state-of-the-art features have been included, such as a continuous frequency-tuning over 1.2GHz by varying several control parameters simultaneously, a fast (<15kHz) frequency-modulation over ~100MHz and a feedback-controller for stabilizing RF-parameters. Currently the gyrotron is routinely and successfully operated on a 400MHz DNP-NMR experiment

IDAS: una metodología de enseñanza centrada en el estudiante para favorecer el aprendizaje de la física

Los grandes y continuos desarrollos científico-tecnológicos que caracterizan a los tiempos actuales, sin duda han transformado la sociedad en que vivimos. Por ello, es un objetivo (y obligación) de la educación obligatoria favorecer una alfabetización científico – tecnológica de todos los estudiantes. Para lograr este objetivo, la educación no se puede limitar a la escuela, sino que diferentes sectores sociales deben promover espacios y propuestas de educación formal, no formal e informal que contribuyan a las prácticas del aula. Con esta premisa en mente, un grupo de profesores-investigadores universitarios, especialistas en docencia científica y tecnología educativa, trabajando bajo el paradigma de la investigación basada en el diseño, y de manera conjunta y colaborativa con profesores de física de secundaria, diseñamos la metodología de enseñanza IDAS (Iniciación, Desarrollo, Aplicación y Síntesis). IDAS es una metodología centrada en el estudiante y basada en el aprendizaje, que busca promover la comprensión de conceptos, leyes y teorías relacionadas con la ciencia, así como promover el desarrollo de habilidades relacionadas con la resolución de problemas y el uso critico y estratégico de las tecnologías de la información y la comunicación. En este trabajo se presenta, describe, fundamenta y ejemplifica la metodología de enseñanza IDAS y se comparten algunos resultados obtenidos al implementarlo en el aulaFil: Bravo, Bettina Mariel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Pesa, Marta. Universidad Tecnológica Nacional.; ArgentinaFil: Braunmüller, Mariné Cecilia. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; Argentin

IDAS: una metodología de enseñanza centrada en el estudiante para favorecer el aprendizaje de la física

Los grandes y continuos desarrollos científico-tecnológicos que caracterizan a los tiempos actuales, sin duda han transformado la sociedad en que vivimos. Por ello, es un objetivo (y obligación) de la educación obligatoria favorecer una alfabetización científico – tecnológica de todos los estudiantes. Para lograr este objetivo, la educación no se puede limitar a la escuela, sino que diferentes sectores sociales deben promover espacios y propuestas de educación formal, no formal e informal que contribuyan a las prácticas del aula. Con esta premisa en mente, un grupo de profesores-investigadores universitarios, especialistas en docencia científica y tecnología educativa, trabajando bajo el paradigma de la investigación basada en el diseño, y de manera conjunta y colaborativa con profesores de física de secundaria, diseñamos la metodología de enseñanza IDAS (Iniciación, Desarrollo, Aplicación y Síntesis). IDAS es una metodología centrada en el estudiante y basada en el aprendizaje, que busca promover la comprensión de conceptos, leyes y teorías relacionadas con la ciencia, así como promover el desarrollo de habilidades relacionadas con la resolución de problemas y el uso critico y estratégico de las tecnologías de la información y la comunicación. En este trabajo se presenta, describe, fundamenta y ejemplifica la metodología de enseñanza IDAS y se comparten algunos resultados obtenidos al implementarlo en el aulaFil: Bravo, Bettina Mariel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Pesa, Marta. Universidad Tecnológica Nacional.; ArgentinaFil: Braunmüller, Mariné Cecilia. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; Argentin

The teaching and learning of the phenomenon of Electromagnetic Induction (EI) in the basic cycle of engineering careers

Se implementó un trabajo de investigación exploratorio con el fin de indagar qué y cómo aprenden estudiantes de nivel universitario conceptos, leyes y teorías relacionadas con la inducción electromagnética, cuando se guía su aprendizaje con una propuesta especialmente diseñada. Dicha propuestSe implementó un trabajo de investigación exploratorio con el fin de indagar qué y cómo aprenden estudiantes de nivel universitario conceptos, leyes y teorías relacionadas con la inducción electromagnética, cuando se guía su aprendizaje con una propuesta especialmente diseñada. Dicha propuesta sienta sus bases en los principios teóricos sobre enseñanza y aprendizaje aportados por la psicología cognitiva y atiende a las dificultades encontradas por otros investigadores sobre el tema. Es objetivo de la presente comunicación, compartir el diseño de la propuesta de enseñanza y la investigación desarrollada durante su implementación, junto a los resultados encontrados y las conclusiones arribadas.An exploratory research work was implemented in order to investigate what and how university level students learn concepts, laws and theories related to electromagnetic induction, when their learning is guided by a specially designed proposal. This proposal is based on the theoretical principles of teaching and learning provided by cognitive psychology and addresses the difficulties encountered by other researchers on the subject. The purpose of this communication is to share the design of the teaching proposal and the research developed during its implementation, together with the results found and the conclusions reached.Fil: Braunmüller, Mariné Cecilia. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; ArgentinaFil: Bravo, Bettina Mariel. Universidad Nacional del Centro de la Pcia.de Bs.as.. Facultad de Ingeniería Olavarria. Departamento de Profesorado En Física y Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Juarez, Ana Mabel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría; Argentin

Desarrollo del videojuego “SpaceEscape: The F.E.M.” para una secuencia didáctica de inducción electromagnética

La enseñanza de las ciencias experimentales, y en particular la Física, siempre ha sido un proceso complejo que motiva a la incorporación de diferentes recursos didácticos que faciliten el proceso de enseñanza y aprendizaje. Los videojuegos se presentan en este contexto como herramientas mediadoras con características que benefician la construcción del conocimiento científico. El presente trabajo tiene como propósito compartir el videojuego desarrollado como material didáctico para una propuesta diseñada para la enseñanza y aprendizaje del fenómeno de Inducción Electromagnética (IE) en un curso de Física II perteneciente al ciclo básico de carreras de la Facultad de Ingeniería de Olavarría (FIO) de la Universidad Nacional del Centro de la Pcia. de Bs. As. (UNCPBA). El proceso de desarrollo de un videojuego educativo implica integrar componentes lúdicos, tecnológicos y educativos, lo cual requirió un trabajo articulado y continuo del desarrollador con los docentes investigadores que diseñaron la propuesta educativa.Facultad de Informátic