Educación

CI-TEAM

Proyectos CI-TEAM financiados por la NSF

tony_oliver_haitiEl programa de financiación CI-TEAM de la NSF proporciona apoyo a KeckCAVES. En nuestra investigación, formación y educación, construimos entornos de investigación interdisciplinarios para preparar a los estudiantes de geociencias, informática, estudios de ciencia y tecnología, antropología y física para que tengan éxito en sus carreras técnicas. Involucramos a los estudiantes en equipos interdisciplinarios para desarrollar, utilizar y difundir conjuntamente herramientas y técnicas de ciberinfraestructura (CI) utilizando la realidad virtual y la visualización científica para la investigación y la educación. Hasta la fecha, la financiación del CI-TEAM ha influido en más de 20 tesis doctorales, 7 tesis de máster y 10 proyectos de investigación de estudiantes.

En el aula

Visualizaciones de terremotos

Las visualizaciones y el software de KeckCAVES pueden utilizarse para mejorar la comprensión de los terremotos y las placas tectónicas. Una serie de módulos de tres partes presenta visualizaciones en 3D de datos de terremotos globales para enseñar a los estudiantes de geología de nivel introductorio los procesos y la dinámica básicos que producen los terremotos (‘Global Earthquakes: Enseñanza de los terremotos con datos y visualizaciones en 3D»). Estas visualizaciones en 3D permiten a los estudiantes visualizar y experimentar fácilmente conceptos geológicos complejos y muy visuales, ya que las características pueden verse desde muchas escalas y perspectivas diferentes. Los módulos educativos pueden descargarse del Centro de Recursos para la Educación Científica. Si está interesado en descargar el software de visualización del Modelo de la Tierra en 3D y los conjuntos de datos sísmicos y volcánicos que lo acompañan, envíenos un correo electrónico a [email protected]

Mapeo de campos virtuales

Crusta, un globo terráqueo virtual que permite elaborar mapas geológicos a distancia, y LiDAR Viewer, que permite visualizar nubes de puntos LiDAR y extraer medidas de orientación, se utilizan como herramientas didácticas en las clases de geología de la división superior de la UC Davis. Tras un ejercicio tradicional de cartografía sobre el terreno, los estudiantes vuelven a visitar esta misma zona de forma virtual utilizando ArcGIS, Crusta y LiDAR Viewer. Este ejercicio de cartografía virtual permitió a los estudiantes explorar rápidamente la región que rodea el área de campo original e interpretar el contexto tectónico regional sintetizando sus observaciones de campo con las realizadas mediante el análisis virtual. Crusta y el visor LiDAR están disponibles para su descarga.

Investigación sobre el aprendizaje

¿Por qué utilizar la realidad virtual en la enseñanza de las geociencias?

* Las visualizaciones, los modelos tridimensionales y los entornos de realidad virtual pueden mejorar la comprensión de los estudiantes de conceptos y fenómenos complejos y abstractos. * La geología es una de las ciencias más visuales, por lo que los estudiantes de geología se benefician enormemente de la visualización en un entorno de realidad virtual 3D. * Las visualizaciones en 3D permiten la percepción directa de conceptos geológicos que no pueden manipularse o experimentarse en el mundo real, como las complejas relaciones tridimensionales y las vastas dimensiones espaciales y escalas temporales. * Los entornos virtuales son atractivos y se ha demostrado que ganan y mantienen la atención de los estudiantes, lo que aumenta su motivación para aprender.

Capacidad espacial y visualizaciones

La visualización espacial es necesaria para entender muchos conceptos geológicos. Se espera que los alumnos sean capaces de visualizar y rotar mentalmente los objetos para comprender muchos conceptos geológicos clave. Sin embargo, las investigaciones sobre la enseñanza de las geociencias y las ciencias cognitivas demuestran que no todos los alumnos han desarrollado por igual sus capacidades de pensamiento espacial, y que algunos alumnos son naturalmente mejores que otros en la visualización espacial. En particular, los alumnos muestran dificultades conceptuales para interpretar diversos diagramas 2D que muestran fenómenos 3D. La incorporación de visualizaciones en 3D en la enseñanza de la geología puede eliminar las barreras relacionadas con el pensamiento espacial y puede ayudar a mejorar la capacidad espacial

Alcance

Visualización de lagos en 3D

Lake Visualization 3D es un proyecto de KeckCAVES, Tahoe Environmental Research CenterECHO Lake Aquarium & Science Center, el Lawrence Hall of Science y el Institute for Learning Innovation colaboran en el desarrollo de exposiciones museísticas que mejoran la concienciación del público y aumentan la comprensión y la administración de los ecosistemas de los lagos de agua dulce, los hábitats y los procesos de las ciencias de la tierra (las películas prototipo del lago Tahoe y del lago Champlain pueden verse aquí y aquí respectivamente). Este proyecto está financiado por la NSF y ha aparecido recientemente en Wired.

El laboratorio de visualización de Otellini

El Laboratorio de Visualización Otellini, situado en el prestigioso Centro de Investigación Medioambiental de Tahoe (TERC), es una instalación de vanguardia y la pieza central de los esfuerzos del TERC tanto para comprender las complejidades del lago Tahoe como para educar e inspirar a la próxima generación de científicos e ingenieros. Este laboratorio de educación científica pública es un laboratorio de simulación y visualización por ordenador que utiliza recursos de simulación numérica y visualización de última generación desarrollados en UC Davis y en instituciones colaboradoras, incluyendo KeckCAVES. KeckCAVES ofrece visualizaciones de datos científicos para proporcionar a los estudiantes y al público una mejor comprensión de temas complejos. El laboratorio es inmediatamente visible desde el Gran Vestíbulo del Centro Educativo y funciona en conjunto con las otras exhibiciones educativas ubicadas dentro del centro educativo.

El Macroscopio en la Maker Faire 2012 y 2013

flujo

Llevamos un sistema de visualización 3D TV – Razer Hydra, llamado The Macroscope a Maker Faire. Mostramos Mycelia, Flow, LidarViewer, pyVrui/VRoom y EarthquakeViewer. Más de 500 participantes de edades comprendidas entre los 2 y los «demasiado mayores para decirlo» vieron e interactuaron con nuestro software y nuestra gente cada año. Este proyecto se coordinó a través del Centro de Ciencias de la Complejidad de la UCD.

Presentaciones de KeckCAVES al público

En 2008, el equipo de KeckCAVES mostró nuestra investigación en una gran pantalla 3D en el pabellón de la UC Davis en la Feria Estatal de California, con motivo del centenario de la universidad. La muestra fue visitada por 16.000 personas durante un periodo de dos semanas. En el Día de Marte de 2011, se proyectó una película de Crusta en el Museo Nacional del Aire y del Espacio. En 2011, llevamos un sistema de televisión en 3D a la reunión anual de la AGU.

Visitas a KeckCAVES

NOTA: Lamentablemente, el KeckCAVES no ofrece visitas en este momento. En colaboración con las organizaciones del campus, varios miembros de KeckCAVES realizan visitas guiadas a grupos de estudiantes de secundaria y jóvenes para mostrarles lo que hacen los científicos. Por ejemplo, Marisol Juárez Rivera, estudiante de grado, y Tyler Mackey, estudiante de posgrado, mostraron KeckCAVES a unos 30 estudiantes latinos de un club de fútbol de Richmond durante su visita a UCDavis.

Talleres y cursos

Simposio de Verano de Astrobiología Computacional 2011

El Simposio de Verano de Astrobiología Computacional 2011, patrocinado por el Instituto de Astrobiología de la NASA, incluyó el software de visualización KeckCAVES en un sistema de TV 3D. El postdoctorado Tony Bernardin asistió y ayudó a montar y demostrar el sistema de visualización.

Talleres y cursos

COLAPSO (caída repentina)

En otoño de 2007, colaboramos con Della Davidson, profesora de Teatro y Danza, y con Physical Sideshow Theater para proporcionar animaciones estereoscópicas en 3D como telón de fondo y escenografía interactiva para un espectáculo de danza moderna, COLLAPSE (caída repentina). Instalamos una pantalla polarizada de 16’x9′ como parte del escenario y un sistema de captura de movimiento de gran superficie para que los bailarines pudieran controlar la pantalla 3D en vivo y en directo, y repartimos gafas 3D polarizadas al público. Mostramos animaciones de vuelo de datos LiDAR con guión y controladas de forma interactiva, y un programa de pintura 3D interactivo controlado en directo por un bailarín en el escenario. El espectáculo ganó un Izzie («Isadora Duncan Dance Award») por el diseño visual.

El vórtice del sueño

The Dream Vortex es un trabajo en curso que representa una colaboración entre Meredith Tromble y Dawn Sumner con la ayuda de Chris Ellison y Jim Crutchfield. Utiliza Mycelia para representar los sueños de KeckCAVES y del Centro de Ciencias de la Complejidad como nodos y dibujos que capturan las imágenes y las conexiones entre los sueños. Vea una presentación del proyecto aquí.

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