Modelo de Visualización del Conocimiento en el uso de tecnologías y tecnologías digitales

Proyecto de Investigación.La visualización del conocimiento es un campo de estudio reciente(2005) que aparece en el área de la administración del conocimiento, este juega un papel importante en la transferencia del conocimiento. La visualización del conocimiento alcanza el objetivo de transferir el conocimiento haciendo uso de distintos tipos de visualización. Por lo que los tipos de visualización que se utilizan, la intensidad con la que deben ser aplicados, la complementariedad que deben tener, la claridad y la estructura con la que se lleve a cabo su ejecución son factores importantes a considerar. El marco y el modelo de visualización del conocimiento fue desarrollado por el arquitecto suizo Remo Burkhard, este marco general de visualización orienta el uso de las representaciones visuales para la transferencia del conocimiento. Además han colaborado en este nuevo campo de investigación: Martín Eppler, y Michael Meier entre otros. En estos procesos de visualización la tecnología viene a convertirse en un muy buen aliado, nos da la posibilidad de tener múltiples representaciones de un concepto en pantalla y con la posibilidad de que por su naturaleza dinámica se puedan realizar generalizaciones sobre el mismo. Estos procesos de múltiples representaciones son fundamentales en la teoría de representaciones semióticas de Duval. Con el marco general de visualización y la teoría de representaciones semióticas, parecía oportuno la búsqueda de un modelo para el uso de tecnologías digitales y no digitales que incorporaran la visualización del conocimiento. Este fue el objetivo principal de este proyecto. Partimos del campo de la visualización del conocimiento, pasamos por la teoría de representaciones semióticas de Duval, nos trasladamos al modelo para formación de profesor desarrollado por Shulman y denominado PCK, el cual posteriormente fue visto como un modelo integrador por Gew-Newsome y por último Mishra y Koehler incorporan la componente tecnológica dando origen al TCPK. Este acrónimo fue cambiado en el 2008 a TPACK por Thompson y Mishra. Es en este modelo donde consideramos oportuno incorporar la visualización del conocimiento y lo he denominado TPACK*. El reto parece ser muy claro, tomar el modelo e implementarlo en la enseñanza con tecnología por un periodo considerable y evaluar su ejecución. Lo considero un reto, dado que por su composición el profesor debe en principio tener el dominio sobre la parte disciplinar, a esto se le agrega el saber y las habilidades necesarias para la implementación de la tecnología y por último el conocimiento y competencias necesarias en el campo de la visualización del conocimiento.Instituto Tecnológico de Costa Rica

Visualización del Conocimiento en la Enseñanza de la Matemática

Proyecto de Investigación.Objetivos: El objetivo principal era analizar la influencia de la intervención de la Visualización del Conocimiento como estrategia metodológica en la enseñanza-aprendizaje del tema de derivada de funciones reales de variable real en un curso de Cálculo Diferencial. Los métodos: Como se pretendía trabajar sobre una temática particular, se partió con un enfoque teórico respaldado por profesionales con experticia en el tema de cálculo diferencial y de un material diseñado bajo los estándares de la visualización del conocimiento y visualización de la información. La intervención se realizó por un periodo de tres semestres consecutivos con dos profesores cada uno a cargo de dos grupos, uno control y el otro experimental. Ambos profesores colaboraron durante todo el periodo que duró la investigación. Se diseñaron tres instrumentos de evaluación los cuales fueron validados en términos de la fiabilidad estadística. El análisis estadístico que se realizó consistió principalmente de análisis descriptivos, pruebas normalidad y homogeneidad, contraste de hipótesis, ANOVA de un factor y pruebas post hoc. Resultados: Los resultados confirmar la eficacia de la visualización del conocimiento en la transferencia de conocimiento, su impacto positivo en la percepción de los estudiantes respecto al uso de tecnología en el aula, su impacto positivo en el conocimiento conceptual y confirma que el marco general de visualización del conocimiento es un marco teórico capaz de conceptualizar el uso de la tecnología en los procesos de transferencia de conocimiento. Otro resultado de interés nos enfoca en considerar la actitud del profesional que quiere transferir conocimiento a través de de la tecnología, para que esta transferencia sea efectiva. Conclusión: La visualización del conocimiento se pocisiona como un marco referencial a la hora de utilizar tecnología para la transferencia de conocimiento.Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática

Visualización del conocimiento como metodología en el aprendizaje y enseñanza de la matemática

La investigación realizada ofrece un estudio que se fundamenta en la Visualización del Conocimiento (Burkhard, 2005) y en especial en el uso del marco general de visualización aplicado en el ámbito educativo, particularmente en la enseñanza del cálculo diferencial. De este campo destacamos características como la efectividad en la comunicación, la motivación y la atención del receptor, las cuales permiten la reducción en la sobrecarga de información y como consecuencia una mejora en el proceso de transferencia de conocimiento. Además más allá de transportar hechos, la visualización del conocimiento tiene como meta la transferencia de ideas, experiencias, actitudes, valores, expectación, perspectivas, opiniones y predicciones, y de esta forma sean utilizadas para recordar, reconstruir y aplicar estas ideas correctamente (Burkhard, 2002). Otro aspecto importante en la visualización del conocimiento señalados por Eppler y Burkhard (2005), es que también examina métodos que permiten reducir la sobrecarga de información, la mala interpretación y el mal uso de la información, dándole por tanto un valor agregado. Entre estos métodos considerados en la elaboración de cada uno de los materiales desarrollados para llevar a cabo la intervención están: leyes de la Gestalt y elementos de la comunicación de información como, jerarquía de información. Ya propiamente en el campo de la enseñanza de la matemática investigadores como Hitt (2003), Duval (1999), Presmeg (2003), Dreyfus, Muznner (1996) y Guzman(1996) entre otros, destacan el papel fundamental de la visualización en la enseñanza y aprendizaje de la matemática. Por ejemplo para Hitt la visualización tiene que ver con un conocimiento directo e intuitivo, Duval señala que no hay entendimiento sin visualización y para Muznner los proponentes de la visualización matemática apoyados por la computadora argumentan que la visualización puede ayudar a construir la intuición necesaria tanto para crear pruebas de teoremas como para entenderlas y esto va en línea de pensamiento de Guzman. Una de las ideas planteadas por Hitt (1998), es la consideración de aspectos teóricos del aprendizaje de las matemáticas, los cuales toman en cuenta el papel de las representaciones semióticas en la construcción de conceptos matemáticos. Estas pueden ser consideradas para un marco metodológico que den soporte al aprendizaje de las matemáticas por medio de la visualización. Esta teoría de representaciones semiótica fue plantea por Duval (1999). Esta investigación tomó lo que se consideró adecuado del campo de la visualización del conocimiento y el papel que juega la visualización en el campo de la matemática, principalmente aportes de la teoría de representaciones semiótica. La posibilidad de que los estudiantes manejen varias representaciones matemáticas permitirá formas de construcción de imágenes mentales de un concepto matemático (Hitt, 2003). Así nuestra investigación utiliza la visualización del conocimiento para potenciar estas distintas representaciones en el contexto matemático. En este mismo campo de la matemática: los gráficos, los diagramas, las imágenes y formas geométricas o modelos son herramientas para la visualización del concepto abstracto. Por medio de estos, los sentidos humanos ponen una elevada relación entre el mundo físico o externo y los conceptos abstractos (Konyalioglu et al. ,2005). Este mismo autor concluye que la visualización en el proceso de enseñanza, incrementa el aprendizaje conceptual del estudiante. En cuanto al tema en que se realiza la investigación: El Cálculo Diferencial, específicamente el tema de la derivada. Se considera relevante el uso de diversas representaciones para la compresión del concepto de derivada, por ejemplo Zandie (2000) considera las representaciones gráfica, verbal, física y simbólica. Además cabe mencionar que el estudiante por lo general no tiene problemas en la aplicación de las reglas de derivación, pero sí lo tienen cuando al resolver un problema requieren manejar el concepto de derivada. Según el trabajo realizado por Sánchez et al. (2008) esto se debe a que el estudiante no ha construido un significado adecuado del concepto de derivada. La motivación es una de las funciones de las representaciones visuales y está considera dentro de la perspectiva funcional del marco general de visualización. En nuestra investigación esta perspectiva fue considerada y de acuerdo con Coll (1988), es una de las condiciones necesarias en el estudiante para que se alcance el aprendizaje significativo. El primer objetivo específico de la investigación era “Indagar la influencia de la intervención de la Visualización del Conocimiento en el ambiente de aprendizaje en el aula en un curso de Cálculo Diferencial” . En este caso cuando nos referimos a ambiente de aprendizaje en el aula, es en el sentido de cómo perciben los estudiantes las actividades realizadas en clase. Nuestro segundo objetivo iba en la dirección de “Investigar la influencia de la intervención de la Visualización del Conocimiento como estrategia metodológica en la compresión de conceptos del tema de derivadas de funciones reales en variable real” En la comprensión de este concepto se considero el manejo de la perspectiva analítica de la derivada y la comprensión del concepto mismo. En el primer caso el uso de la visualización del conocimiento no implicó diferencias estadísticas significativas. Esto fue positivo debido a que en comparación al grupo control, el tiempo dedicado a la parte analítica en el grupo experimental fue mínimo. Respecto a la comprensión del concepto de derivada, sí hubo diferencias. En su mayoría a favor del grupo experimental. Aunque la variable profesor fue muy influyente en los resultados a lo largo de la intervención. El último de los objetivos específicos planteados era “Analizar la influencia de la intervención de la Visualización del Conocimiento como estrategia metodológica en el rendimiento académico de los estudiantes en el tema de derivadas de funciones reales en variable real”. Para analizar el rendimiento se utilizó además del instrumento desarrollado para el tema de derivada,’ y los tres exámenes parciales aplicados normalmente en el curso. En este objetivo se logró establecer diferencias significativas estadísticamente entre los grupos, de igual forma el resultado varió en función del profesor. Lo destacable es que, en el proceso de intervención se evidenció un crecimiento en los grupos experimentales en cuanto al rendimiento general de los estudiantes

iReal 2.0: Interfaces en ambientes de realidad virtual

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática, Escuela de Diseño Industrial, 2014El objetivo de iReal 2.0 era desarrollar una herramienta que permitiera visualizar y analizar los datos generados por los sensores del proyecto eBridge en el laboratorio de visualización inmersiva del programa de eScience. Para el proyecto se tenía que definir una estrategia sobre el uso y el desarrollo de los elementos de la interface, así como el software y hardware necesarios para proyectar, en tiempo real, ambientes tridimensionales en los que se pueda experimentar fenómenos espaciales de forma que el usuario esté inmerso en el ambiente, ya sea física o virtualmente. Estas interfaces tridimensionales ya fueron exploradas inicialmente por varios integrantes del grupo eScience (incluyendo a los investigadores Franklin Hernández y José Castro), quienes visitaron en marzo del 2010 el encuentro PRAGMA 18 en San Diego California. En esta visita se pudo observar el estado del arte en varios países de los más avanzados en esta área, entre ellos Estados Unidos, Canadá, Japón, India y Corea. Estas interfaces fueron investigadas y se desarrollaron varias iniciativas en el proyecto iReal 1.0., lo que claramente fue la base para el desarrollo de iReal 2.0. El proyecto iReal ha ido consolidando el laboratorio de visualización que se había planteado años atrás. El desafío consistía en la visualización de información (en alta resolución) en forma de ambientes tridimensionales virtuales y aun más retador: la manipulación de esos sistemas. Este último es el objetivo fundamental alanzado en iReal 2.0 Métodos: uno de los aspectos importantes en este proyecto era contar con una configuración adecuada del sistema de visualización inmersiva “cave”. Esta configuración adecuada a la tecnología elegida en su momento (Alioscopy), nos permitió tener un sistema más robusto y estable, de tal forma que centramos nuestros esfuerzos en dos líneas: desarrollo de contenido 3D Aliocopy (autoestereoscopico lenticular) y el desarrollo de la interface. En cuanto al contenido para visualizar en el “cave”, primero se hizo la configuración del cluster, poniéndose a funcionar el sistema completo, para posteriormente iniciar pruebas en el desarrollo de contenido 3D de Alioscopy. En este caso, este fue el mayor desafío y el principal aporte de este proyecto. La configuración final para controlar, vía software el clúster del “cave”, se realizó a través de la implementación del framework de Realidad Virtual “CalVR”, un sistema desarrollado por la Universidad de California, San Diego. Proyecto que inicio en el año 2010 y el cual ha sido pionero en el campo de la investigación visual (https://ivl.calit2.net/wiki/index.php/CalVR). Para la etapa relacionada con la interface, se utilizaron las herramientas de desarrollo que utilizan las aplicaciones para OS X sistema operativo de Apple y el iOS 7 sistema operativo de las iPads, iPods y iPhone. Esta decisión se basó principalmente en el hecho de que este sistema es el más maduro del mercado en el uso de gestos y por tanto la parte de la investigación que se desarrolló sobre estos sistemas touchscreens se vio beneficiada por esta condición. El grupo de datos base para el desarrollo de la interface fue el proyecto de eBridge. pág. !5 de !48 Resultados: A nivel de hardware, se logró una configuración estable del laboratorio de visualización científica ”cave”, con 6 nodos que cuentan con GPUs de alto desempeño, con comunicación de red basada en fibra óptica. Por el lado del software se logró implementar el framework de visualización inmersiva CalVR, el cual nos permite por medio de algunos parámetros, definir las configuraciones para la autoestereoscopia que requiere los monitores Alioscopy. A nivel de interface, se logró desarrollar una aplicación para iPhone y iPad para controlar el “cave” (disponible en App Store de Apple llamada iReal), basada en los requerimientos de visualización del proyecto eBridge. Además la aplicación incorpora la funcionalidad de comunicarse con el “cave” a través de un socket de forma inalámbrica. A nivel del clúster y el desarrollo de contenido 3D, se logró sistematizar el desarrollo y despliegue de contenido Alioscopy en el “cave” que nos permitirá diversificar las aplicaciones de este sistema de visualización. Además, paralelamente se a instalado una nueva configuración para el control del TDW (sistema normal de visualización) a través de SAGE (“Scalable Adaptive Graphics Environment”) y OmegaLib. La idea de este trabajo en paralelo es contar con un sistema de visualización más robusto y complementario. El SAGE es una arquitectura de transmisión de gráficos que habilita un acceso interactivo, una visualización y la capacidad de compartir gran cantidad de datos, en una variedad amplia de resoluciones, formatos, fuentes, con mucha facilidad de uso, permitiendo hacer pruebas de concepto con el objetivo de llevar todo el sistema a una nueva configuración del “cave”. OmegaLib es un Framework de aplicaciones de multivista para ambientes de realidad híbrida (HREs), que consiste en una combinación de ambientes immersivos, con mosaicos de monitores de alta resolución. Un HREs logra crear un ambiente 2D/3D transparente que soporta un análisis rico en información, como también una simulación en realidad virtual. Conclusión: El objetivo de desarrollar una herramienta que permitiera visualizar y analizar los datos generados por los sensores del proyecto eBridge en el “cave” fue satisfactoriamente alcanzado.Instituto Tecnológico de Costa Rica

Visualization of 40 Years of Tropical Cyclone Positions and Their Rainfall

Correos de investigadores: [email protected] || [email protected] || [email protected] || [email protected] article focuses on a visualization of tropical cyclone track data occurring over a 40- year period (1970–2010) and their relationship with (extremely) heavy rainfall reported by 88 Central American weather stations. The purpose of the visualization is to associate the paths of tropical cyclones in oceanic areas with heavy rainfall inland. Thus, the potential for producing a set of rainfall patterns might somehow help in predicting where different impacts like flooding might occur when tropical cyclones develop in specific oceanic regions. The visualization will serve as a key tool for CIGEFI scientists to apply in their work to determine critical positions of the tropical cyclones associated with extremely heavy rainfall events at daily timescales.Universidad de Costa Rica/[805-B9-454]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-610]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[EC-497]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-074]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A1-715]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Interfaces en Ambientes de Realidad Virtual (iReal 2011-2012)

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Matemática, Escuela de Diseño Industrial, Escuela de Ingeniería en Computación, 2012El objetivo de iReal era desarrollar la tecnología para dotar al TEC de una instalación de realidad virtual. Para el proyecto se tenía que de!nir una estrategia sobre el uso y el desarrollo de los elementos de la interface, del software y hardware necesarios para proyectar en tiempo real ambientes tridimensionales en los que se pueda experimentar fenómenos espaciales de forma que el usuario esté inmerso en el ambiente ya sea física o virtualmente. Estas interfaces tridimensionales están muy poco desarrollado en el mundo. Al inicio del proyecto varios integrantes del grupo eScience (incluyendo a los investigadores Franklin Hernández y José Castro ) visitaron en marzo del 2010 el encuentro PRAGMA1 18 en San Diego California. En esta visita se pudo observar el estado del arte en varios países de los más avanzados en esta área, entre ellos Estados Unidos, Canadá, Japón, India y Corea entre otros. La parte de hardware del área está muy adelantada, sin embargo, el problema que persiste radica en la visualización de información (en alta resolución) en forma de ambientes tridimensionales virtuales y aun más crítico: la manipulación de esos sistemas

Plicatura Gástrica

Dentro de la cirugía bariátrica se ha desarrolladodiversas técnicas, con diferentes mecanismos deacción e indicaciones. Recientemente se haimplementado la plicatura gástrica como unaalternativa para el tratamiento de la obesidadmórbida, mostrando resultados comparables aotras técnicas como la manga gástrica. Ofreceademás distintas ventajas respecto a otrosprocedimientos debido a la naturaleza noresectiva de la plicatura. Al ser una técnicanueva, la describimos y presentamos losresultados obtenidos más importantes hasta elmomento

PLICATURA GÁSTRICA

In bariatric surgery several different techniqueshave been developed, with different mechanismsof action and indications; recently gastricplication has been implemented as an alternative for the treatment of morbid obesity. It has shownresults of excess weight loss compared to othertechniques such as gastric sleeve. It also offersdistinct advantages over other proceduresbecause of the non-resective nature of plication. Being a new technique, we describe it andpresent the most important results obtained sofar.   Dentro de la cirugía bariátrica se ha desarrolladodiversas técnicas, con diferentes mecanismos deacción e indicaciones. Recientemente se haimplementado la plicatura gástrica como unaalternativa para el tratamiento de la obesidadmórbida, mostrando resultados comparables aotras técnicas como la manga gástrica. Ofreceademás distintas ventajas respecto a otrosprocedimientos debido a la naturaleza noresectiva de la plicatura. Al ser una técnicanueva, la describimos y presentamos losresultados obtenidos más importantes hasta elmomento

SkyGraph: visualización de vientos en Costa Rica

Proyecto de Investigación (Código: 1330006) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Diseño Industrial, Escuela de Matemática, Escuela de Física, 2018La influencia que tiene el relieve del territorio del país sobre el movimiento de los vientos es muy notable. Las barreras naturales, como las montañas que conforman las cordilleras de Costa Rica modifican el flujo del viento y definen la distribución de la humedad y la variación de otras magnitudes físicas en las distintas regiones del país. El objetivo del proyecto fue desarrollar skyGraph, una herramienta para visualizar cada una de las componentes del viento en tres dimensiones y su interacción con la superficie de Costa Rica. Por la experiencia del grupo iReal en la visualización de datos científicos, ya se contaba con un sistema para visualizar la geografía 3D de Cota Rica, gracias a la colaboración con el laboratorio PRIAS-CeNAT. Sin embargo, este nuevo proyecto nos obligó (por la gran cantidad de datos) a migrar todo el sistema a uno nuevo sobre la base de C++, utilizando la biblioteca OpenFrameworks . Para la elección de la base de datos se tomó en cuenta que la fuente de información más confiable para conocer la velocidad del viento son los datos de las estaciones meteorológicas, ya que son mediciones directas de la magnitud y dirección del viento. Sin embargo, estas estaciones requiere de una gran inversión económica y en capital humano para garantizar su funcionamiento de manera correcta. Por esta razón no existen muchos puntos en el país en los cuales se generen datos confiables para monitorear el movimiento de la atmósfera sobre Costa Rica. Debido a esta situación se decidió, en conjunto con el Centro de Investigaciones Geofísicas, Universidad de Costa Rica (CIGEFI), utilizar datos provenientes de modelos computacionales mediante el proceso de re-análisis. Este método utiliza mediciones directas, observaciones satelitales y modelos teóricos de predicción para generar un set de datos uniformes que cumplan las ecuaciones de movimiento planteadas, las que funcionan también a modo de validación. Estos datos permiten un primer acercamiento a la visualización de las corrientes sobre Costa Rica en distintas capas de la atmósfera y al análisis de su relación con el relieve del territorio. En conjunto con los científicos de CIGEFI se establecieron las necesidades que el sistemas debía satisfacer y en un proceso de constante retroalimentación se desarrolló skyGraph. Herramienta que permite la visualización de vientos en 11 niveles de altura (capas isobáricas), durante 12 meses y con la posibilidad de establecer perfiles de datos en cualesquier zona del país

El Ray Tracing

Con este artículo, se pretende dar una idea intuitiva de la técnica de representaciones de imágenes: el Ray Tracing. En este sentido se explica, comoel ray tracing trata de garantizar el realismo en el diseño de una escena. Para ello se acude a algunos conceptos físicos relacionados con la naturaleza de la luz y su interacción con los objetos