estrategias de diseño de laboratorios remotos para ... 2008... · 10. conclusiones y trabajo...
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Laboratorios remotos para electrónica: el futuro en las aulas
Capítulo español de la Sociedad de la Educación IEEE
Madrid, 8 de julio del 2008
Javier García Zubía Facultad de Ingeniería, Universidad de Deusto
Facultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos para electrónica
Estrategias de diseño de laboratorios remotos
Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Grupo de investigación en laboratorios remotos de la U. Deusto
Javier García Zubía
Pablo Orduña Fernández
Ignacio Angulo Martínez
Unai Hernández Jayo
Jaime Irurzun
Facultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Índice
1. Introducción
2. Características, ventajas y desventajas de un weblab
3. Tipos de laboratorios remotos
4. Requisitos de un weblab
5. Escenarios y actores en un weblab
6. Ejemplos prácticos de weblabs
7. Arquitecturas y estrategias de diseño de un weblab
8. Cómo desplegar un weblab en nuestra universidad
9. Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
10. Conclusiones y trabajo futuroESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción
• ¿Qué es un laboratorio remoto? (WebLab, iLab)
• ¿Qué no es un laboratorio remoto?
• ¿Qué es un laboratorio clásico? (hands-on)
• ¿Qué es un laboratorio virtual? (Matlab, LabVIEW)
• ¿Para qué vale un laboratorio?
• ¿Están enfrentados los laboratorios remotos y los
clásicos?
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• ORGANIZATIVAS
• Siempre conectado: 24/7
• Es económico: un equipo para todos. Tamaño del
laboratorio.
• Apertura de laboratorios
• Mantenimiento de laboratorios y monitores menos
preparados
• Tiempo de prácticas (relación coste/alumno)
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• ORGANIZATIVAS
• Seguridad en las prácticas
• Menos averías por mal uso
• La universidad refuerza su imagen
• La universidad se abre a centros de secundaria
• Favorece el desarrollo en zonas desfavorecidas en
el ámbito local y en el mundo. Descentralización
• Permite la enseñanza a distancia en ingeniería
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• ORGANIZATIVAS
• Permite compartir gastos con otros centro sin
pérdida de calidad compartiendo horarios.
• Puede alquilar equipos de laboratorio a otras
universidades, empresas y centros tecnológicos, y
VICEVERSA.
• Un laboratorio remoto puede ser un indicador de
calidad
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• El alumno organiza su tiempo
• Fomenta el aprendizaje autónomo y significativo:
Bolonia (programar y organizar el esfuerzo)
• Tiempo ilimitado de experimentación
• Adaptable al conocimiento de cada individuo:
entorno adaptativo
• Libertad de pruebas sin “ojos en la nuca”
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• El caso especial de la diferencia de genero
• Favorece el trabajo individual
• Todo en el ordenador: sw (entorno de diseño y
simulador), hw (equipo de prácticas),
documentación, trabajodel alumno, ¿tutoría? etc.
• Favorece el trabajo colaborativo, incluso con
alumnos extranjeros: chat, wiki, skype, Moodle, etc
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• El profesor puede hacer demostraciones prácticas en
el aula de teoría (todo en el PC)
• El profesor puede entregar ejemplos prácticos
“running”
• Alumnos Erasmus (in/out)
• ¡Integra a los alumnos con necesidades especiales!
• Permite prácticas de análisis, además de diseño.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Ventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• Seguimiento de las actividades del alumno vía
loggin
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Desventajas de un laboratorio remoto
• ORGANIZATIVAS
• Es un nuevo servicio profesional (amateur):
equipamiento, instalaciones, responsable, apoyo
constante, diseñadores, etc. Lab. vs Universidad
• Un WebLab puede ser peligroso para el SS.II.
• ¿En qué posición queda un laboratorio de la
facultad sin acceso remoto? Ambiente
• Muerte por éxito y frustración.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Desventajas de un laboratorio remoto
• ORGANIZATIVAS
• Tecnología avanzada, no asentada, y muy
dependiente del diseñador
• Falta de estándares en laboratorios remotos (IVI,
VISIR, PXI, LXI, etc.)
• Problemas de seguridad (escaneo de ficheros)
• Problemas con los servidores
• Usabilidad del WebLab: multiplataforma, drivers,
etc. ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Desventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• Sensación de irrealidad, ¿es real? Soysal
• ¿vale de algo trabajar “muy lejos” del equipo?
Sensación de control del experimento
• Relaja la actitud frente al riesgo en el alumno
• Cambio en el modo de experimentar ¿cambio en el
modo de pensar? Reflexivo vs Atolondrado
• Favorece la copia de trabajos
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Desventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• Depende mucho de la calidad de la red
• Integración WebLab, simulador, LMS, etc.
• Falta relacionar competencias y WebLabs
• Falta un estudio serio de la idoneidad didáctica de
un WebLab en el ámbito educativo ¿qué asign.?
• Más trabajo del alumno suele suponer más trabajo
del profesor, ¿no?
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Desventajas de un laboratorio remoto
• DIDÁCTICAS
• ¿No bastaría con un buen simulador con
animación: PSPICE, DEEDS, Matlab, LabVIEW,
easyJava, etc?
• ¿Supone usar un laboratorio remoto prescindir del
clásico?
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Características de laboratorios remotos
• Electrónica: analógica, digital, CPLD, FPGA, PIC, DSP…
• Automática
• Robótica y visión
• Química (consumibles)
• Biotecnología (ADN)
• Mecánica
• Óptica (microscopios), Astronomía
• Electricidad, Informática, redes
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Características de laboratorios remotos
• Tipos de control de un WebLab: Observabilidad y
Controlabilidad
• READ. El usuario solo puede ver la evolución de
una práctica. DEMO.
• READ. El usuario puede configurar la
instrumentación para observar el experimento.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Características de laboratorios remotos
• Tipos de control de un WebLab: Observabilidad y
Controlabilidad
• WRITE. El usuario puede modificar algunos
parámetros del experimento. ¿junto al otro?
• WRITE. El usuario puede modificar la lógica o
estructura del experimento.
• Ejemplos: demo, regulador, VHDL, ¿un circuito
analógico?
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Escenario de un laboratorio remoto
• Actores
• Laboratorios: investigadores
• Asignatura: alumnos y profesores
• Universidad: Servicios informáticos, vicerrectorado
IP, comunicación, etc.
• Sociedad: rectores, ministro, ONGs, etc.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Introducción: Escenario de un laboratorio remoto
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Labs e Investigadores
Asignatura: Profesor/Alumno
Universidad: Servicios IT y Vicerrectorado IP
Sociedad: Rectores, ministros
microservidores
IDE, Mash-up, Swift,
SOLA, Grid computing
Semántica, Google
S
e
r
v
i
c
i
o
s
w
e
b
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos de laboratorios remotos
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• Electrónica analógica y digital
• Microcontroladores, DSP, sistemas embebidos, etc.
• Lógica programable: CPLD y FPGA.
• Instrumentación electrónica para telecomunicaciones.
• Ingeniería de control: reguladores, ajuste, etc.
• Mecánica, química, biología, microscopio electrónico,
astronomía, etc.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos de laboratorios remotos
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• http://es.youtube.com/watch?v=yTrjkP187K8
• http://es.youtube.com/watch?v=SV-KRb9uj9o
• http://es.youtube.com/watch?v=aS7JQVJ7MQk
• http://es.youtube.com/watch?v=yVEqeVjLkN8&feature
=related
• http://como.cheng.cam.ac.uk/proj.wbt.html
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos de laboratorios remotos
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• http://dynamics.soe.stevens-tech.edu/, U. Stevens
• http://rr.informatik.tu-
freiberg.de/index.php?con=home&sel=&lang=eng&js=
1&
• http://telerobot.mech.uwa.edu.au/Telerobot/instruction
s.html
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: http://www.dii.unisi.it/~control/act/home.php
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• Universidad de Siena, Marco Casini (ver vídeos)
• There are 2 known reasons for this kind of problem.
1. Your computer is behind a firewall. Since ACT try to connect through a
specified TCP port, firewalls do not allow this. To know more about which tcp
ports are involved, please contact us.
2. Your browser does not a have a Java Virtual Machine (JVM), or your JVM is
not work properly. A solution consists in installing a working JVM. You can
download it at the following address
www.java-virtual-machine.net/download.html.
If you need a JVM for Microsoft Windows platforms, you can download it directly
from here.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: http://lab.dia.uned.es/rlab/index.html?page=5
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• UNED, Sebastián Dormido
• 1. Computador personal (Pentinum 4 o superior, 1GB de memoria RAM o superior y CPU de
1.6 GHz o superior). 2. Sistema operativo Windows 2000/XP (service pack 2). Resolución
mínima de 1024x768 pixeles.
• 3. Disponer de un navegador web estándar con soporte Java (ver paso 5). 4. Permitir el
despliegue de páginas emergentes desde el menú herramientas -> opciones -> contenido de
Mozilla Firefox, deshabilitando la opción Bloquear ventanas emergentes (la figura de
abajo muestra estos pasos para la versión 2.0.0.2 de Mozilla Firefox).
• 5. Instalar el kit de desarrollo de Java 2 Edition Estándar (JDK). La versión recomendada
en el momento de escribir estas páginas es la 1.5.0_11. 6. Conexión a internet con una
velocidad de 1024 kbps o superior.
• 7. Si la red desde la que se conecta es inalámbrica, procure tener buena calidad de señal al
punto de acceso o router.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: http://ilab.mit.edu/ServiceBroker/ , iLab, J. Álamo
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• iLabs’ design separates online labs into three distinct modules connected by a Web
service architecture.
• The Lab Server is operated by the lab’s owner and deals with the actual operation of the
lab hardware.
• The Lab Client runs on the end user’s computer, and provides the interface to the
operation of the lab.
• The Service Broker mediates exchanges between the Lab Client and the Lab Server
and provides storage and administrative services that are generic and can be shared by
multiple labs within a single university.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: WebLab-DEUSTO
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• http://weblab.deusto.es/weblab, 2002-2008
• Asignaturas: Lógica programable, diseño electrónico,
instrumentación electrónica, electrónica analógica,
tecnología electrónica y sistemas electrónicos
digitales. Más en el futuro.
• weblab-deusto: CPLD, FPGA, PIC, VISIR, GPIB y LXI.
• Más de 400 alumnos y miles de accesos
• Apoyo de la facultad y del vicerrectorado de IP
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , CPLD
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• El alumno codifica y simula en VHDL su propuesta.
• El alumno genera el fichero jedec correspondiente.
• El alumno accede al weblab.deusto.es
• El alumno descarga el jedec
• El alumno interactúa con las entradas y observa las
salidas
• El alumno acepta o refuta lo codificado
• Problemas: código malicioso o peligroso e imagen
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , CPLD
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , CPLD
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , PIC
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No me digas por qué, pero al final no se por qué narices no me
funciona sobre firefox, solo sobre Internet Explorer. Ya lo
arreglaré, pero si quieres hacer pruebas --> sobre IExplorer.
Creo que es un timeout que más o menos tengo localizado.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , PIC
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , VISIR, Ingvar Gustavsson, Blekinge Institute of Technology, BTH.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , VISIR
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , VISIR
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , VISIR
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008Capítulo Español IEEE, julio del 2008
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: laboratorio remoto con LXI
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• Propuesta con LXI
• LXI es el continuador de PXI y quiere convertirse en
un estándar de instrumentación remota.
• Cada dispositivo hw tiene asociada una página web.
• Conexión directa basada en estándares ya diseñados.
• Compromiso tiempo de diseño vs dinero: ¿cómo hay
que diseñar? ¿cómo diseña la universidad?
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: laboratorio remoto con LXI
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• LAN eXtensions for Instrumentation (LXI) is a standard developed by the LXI Consortium, it
was officially released in September 2005 by Agilent Technologies and VXI Technology. The
LXI Consortium now has over 50 member companies, whose strategic members are (in
alphabetical order) Agilent Technologies, Keithley Instruments, Pickering Interfaces, Rohde &
Schwarz and VXI Technology. Further significant LXI Consortium members include: The
Department of Defense, Aeroflex, BAE Systems, Anritsu, Geotest, Lambda, Bruel and Kjaer,
EADS North America Defense Test & Services (Racal Instruments), The MathWorks, National
Instruments, ADLink, California Instruments, Data Translation, JDS Uniphase, [Kepco],
Teradyne, Yokogawa, Xantrex and ZTEC Instruments.
• The first fully comformant LXI devices were approved in Dec 2005 from Agilent and Pickering,
there has since been rapid growth with 498 approved LXI instruments as of April 2008[1]. The
LXI market has exceeded annual sales of $200m within 2 years of launch, much faster ramp up
than any previous standard[2] and is expected to replace the >$5bn GPIB market.
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: http://130.206.138.35/LXI/lxi_lab.html
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , GPIB
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Casi directo
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Ejemplos: https://weblab.deusto.es/weblab , GPIB
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RFSignal Generator
GPIB_2
GPIB_1
WebLab-GPIBServer
SpectrumAnalyzer
La arquitectura hw es exactamente la misma que en el laboratorio clásico
Laboratorio GPIBWebLab-GPIB
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Requisitos de un laboratorio remoto
• It runs!!!! Oye, que se puede acceder al PIC,
“¿dónde?”
• En http://120.313….., “no me va”
• Mejor ven a mi despacho/laboratorio, “mañana..”
• Ahora acepto el .exe, “no fastidies”
• Fíjate escribes com(1,1,,,seg, ), “qué”.
• “Bueno, dame el manual para los alumnos”, NO
• “Podrán llegar varios alumnos a la vez, ¿no?” NO..
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Requisitos de un laboratorio remoto
• ¿Quién es el usuario final? ¿Quién es el cliente?
Profesor ���� Estudiantes ���� Asignatura ���� Universidad
• ¿Quién diseña los weblabs? ¿Quién es el servidor?
Laboratorio ���� Investigadores ���� Universidad
• ¿Cómo está el weblab?
Desconectado ���� Conectado ���� Funcionando ���� En uso
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Requisitos de un laboratorio remoto: ¿Ing. SW?
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� ¿Que sistemas operativos?
� ¿Que navegadores?
� ¿Qué plug-ins?
� ¿Qué puertos abiertos?
� ¿Qué tipo de dispositivos?
� ¿Qué idiomas?
� ¿Accesibilidad?
� ¿Necesidades de interacción?
� ¿Ancho de banda? ¿Audio/Video?
� Todos: Windows, Linux, mac OS…
� Todos: Explorer, Mozilla, Opera…
� Ninguno, ¿JVM? ¿Player?
� Ninguno, salvo port 80
� Todos: PC, PDA, móvil, etc.
� Todos los deseados
� Es una obligación
� Total
� La mayor
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Requisitos de un laboratorio remoto:
• ¿Qué es realmente lo que queremos/esperamos de un
WebLab?
• ¿POTENCIA?
• ¿UNIVERSALIDAD?
• ¿Deseo u obligación?
• ¿Cuál y por qué?
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� ¿Que sistemas operativos?
� ¿Que navegadores?
� ¿Qué plug-ins?
� ¿Qué puertos abiertos?
� ¿Qué tipo de dispositivos?
� ¿Qué idiomas?
� ¿Accesibilidad?
� ¿Necesidades de interacción?
� ¿Ancho de banda? ¿Audio/Video?
Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis de los requisitos de un laboratorio remoto
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
� La tecnología condiciona la aplicación resultante
Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Arquitectura dedicada: 1-1-1, cliente-servidor en C, el cliente es una consola y el protocolo es un socket.
t.
U. Deusto
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Arquitectura concentrada: n-1-1
t.
U. Deusto
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Arquitectura concentrada: n-1-1
t.
U. Deusto
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Arquitectura concentrada: n-1-n
t.
U. Deusto
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Arquitectura concentrada: n-1-n
t.
End Users
Internet
Server
FPGA
orCPLD
or DSP
Own Network
FPGA
CPLD
DSPLAN
IP_1
IP_2
IP_3
µServer_1
µServer_2
µServer_3
TCP/IP TCP/IP
v3.0 U. Deusto
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Arquitectura distribuida: n-n-n
U. Deusto
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Arquitectura grid: n-n-n entre distintas organizaciones• ¿Qué es un grid laboratory? Cada investigador una
idea.• Cada parte del laboratorio está en una parte del mundo.• El alumno “monta” el experimento uniendo diferentes
partes, y lo luego lo ejecuta en el cliente.• ¿es el futuro?• ¿es posible? ¿cómo se transporta una señal con
energía?
t.
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Arquitectura descentralizada (adelantando por la derecha) ¿plug&play? bootables
• ¿Qué pasa si no controlamos casi nada? ¿qué perdemos?
U. Deusto
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Estrategias de diseño• Típica aplicación en C y/o control mediante VNC• Aplicación cliente-servidor en Java (no Corba, etc)• Aplicación diseñada en LabVIEW (uno de los ganadores)• Aplicación diseñada usando Flash (no ActiveX)• Aplicación diseñada como un cliente ligero thin client
(tecnologías web, AJAX, google web toolkit, etc.)• Aplicación diseñada como un servicio web (SOA/SOLA,
SOAP, mash up, IDE, ...)• Aplicación diseñada como grid• Aplicación descentralizada con microservidores
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Arquitectura y estrategias de diseño de un weblab
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• Evolución de herramientasen WebLab-Deusto
t.
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Cómo desplegar un laboratorio remoto en nuestra universidad
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• ¿se puede/debe desplegar un laboratorio remoto en otra universidad? Deployment.
• ¿qué áreas son más adecuadas para los laboratorios remotos?
• ¿se puede comprar un laboratorio remoto?• ¿existe código abierto para laboratorios remotos?• ¿quién puede/debe desplegar un laboratorio remoto
en la universidad?• El ejemplo de las páginas web
t.
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Hay muy pocos trabajos que estudien el valor didáctico y/o pedagógico.
• En España yo no conozco ninguno.
• ¿Qué aspectos deben estudiarse? Concepto, competencias, resultados objetivos, etc. VII FP
• Hay un trabajo de Ma & Nickerson y otro de Lang et al Pedagogical evaluation of remote laboratories in eMerge
project
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• El análisis de Soysal en el año 2000, ¿es correcto?
• "Computer Integrated Experimentation in Electrical Engineering Education over
Distance" Proceedings of ASEE 2000 Annual Conference, Saint Louis, MO, June 2000
Individual
projects
Guided practices in
the laboratory
Computer
simulations
Practices
connected to a
computer
Remote practices
using WebLab
Instrument Selection **** ** - ** -
Material Selection **** *** ** *** -
Assembling the
experiment
**** **** *** **** -
Instrumentation **** **** * **** **
Debugging **** **** **** **** -
Real conditions of the
experiment
**** **** - **** -
Data collection ** ** **** **** ***
Analysis of the results ** ** **** **** ****
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• Resultados de los cursos 2004/2008LP DE LP DE LP DE
Lógica Programable y Diseño Electrónico 04/05 05/06 05/06 06/07 06/07 07/081. ¿Te ha ayudado el WebLab en la asignatura? 4,6 4,1 3,8 3,84 3,75 3,5
2. ¿Te has sentido beneficiado por estar en el grupo WebLab? 4,7 3,9 3,9 3,74 3,7 3,8
12. ¿Cuál es tu satisfacción global con el WebLab? 4,7 3,9 3,7 3,72 4 3,7
3. ¿Te parece una buena idea extenderlo a todos los alumnos? 4,7 4,6 4,2 4,13 4,1 4,2
11. ¿Te gustaría usar WebLab en otras asignaturas? 4,3 4 3,9 3,8 4,1 3,7
4. ¿Cuántas maquetas crees que harían falta para los 50 alumnos? 4,4 3,7 2,54 3,3 2,3
5. ¿Es fácil de usar? 4,4 4,4 3,9 3,67 3,9 4,1
6. ¿Qué tal es la calidad de lo visto (la WebCam)? 3,2 2,4 2,7 2,95 2,5 3,2
7. ¿Te has sentido cómodo con la gestión de entradas? 3,7 3,1 3 3,51 3,1 3,4
9. ¿Qué te parecen las entradas/salidas seleccionadas? 3,8 3,2 3,4 3,41 3,5 3,7
8. ¿Qué te parece el tiempo asignado para cada conexión? 3,7 2,7 3,1 3,23 2,4 3,8
10. Al estar alejado de la maqueta, ¿has tenido sensación de control? 4,1 3,7 3,6 3,64 3,7 3,7
14. ¿Cuántas veces lo has encontrado caído? 3,1 2,2 2,46 2,1 2,7
13. ¿Cuántas veces has tenido que esperar para usarlo? 2,5 2,1 2,49 2 2,6
15. ¿Conoces a alguien que disfrute de un WebLab en otra universidad? 0 0 0 0 0 0
U. Deusto
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• “¿Te ha ayudado el WebLab en la asignatura?”, “¿Te has sentido beneficiado por estar en el grupo
del WebLab?” y “¿Cuál es tu satisfacción global con el WebLab?”
Utilidad del WebLab en LP I
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cursos
Uti
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ab 1. ¿Te ha ayudado el
WebLab en la
asignatura?
2. ¿Te has sentido
beneficiado por estar
en el grupo WebLab?
12. ¿Cuál es tu
satisfacción global
con el WebLab?
U. Deusto
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• “¿Te parece una buena idea extenderlo a todos los alumnos?”, “¿Te gustaría usar WebLab en otras asignaturas?”
Utilidad del WebLab en LP II
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cursos
Uti
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ab
3. ¿Te parece una
buena idea
extenderlo a todos
los alumnos?
11. ¿Te gustaría usar
WebLab en otras
asignaturas?
U. Deusto
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• “¿Es fácil de usar?”, “¿Qué tal es la calidad de lo visto?”, “¿Te has sentido cómodo con la gestión de las entradas?”, “¿Qué te parecen las entradas/salidas seleccionadas?”, “¿Qué te parece el tiempo asignado a cada conexión?” y “Al estar alejado de la maqueta, ¿has tenido sensación de control?”
Calidad del WebLab en LP
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cursos
Cal
idad
del
Web
Lab
5. ¿Es fácil de usar?
6. ¿Qué tal es la calidad de lo
visto (la WebCam)?
7. ¿Te has sentido cómodo
con la gestión de entradas?
9. ¿Qué te parecen las
entradas/salidas
seleccionadas?
8. ¿Qué te parece el tiempo
asignado para cada conexión?
10. Al estar alejado de la
maqueta, ¿has tenido
sensación de control?
U. Deusto
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• “¿Cuántas veces has encontrado caído el WebLab?” y “¿Cuántas veces has tenido que esperar para usarlo?”
Problemas con el WebLab en LP
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Cursos
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14. ¿Cuántas veces
lo has encontrado
caído?
13. ¿Cuántas veces
has tenido que
esperar para usarlo?
U. Deusto
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• “¿Te ha ayudado el WebLab en la asignatura?”, “¿Te has sentido beneficiado por estar en el grupo del WebLab?” y “¿Cuál es tu satisfacción global con el WebLab?”
Utilidad del WebLab en DE I
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cursos
Uti
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ab
1. ¿Te ha ayudado el
WebLab en la asignatura?
2. ¿Te has sentido
beneficiado por estar en
el grupo WebLab?
12. ¿Cuál es tu
satisfacción global con el
WebLab?
U. Deusto
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• “¿Te parece una buena idea extenderlo a todos los alumnos?”, “¿Te gustaría usar WebLab en otras asignaturas?”
Utilidad del WebLab en DE II
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Cursos
Uti
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3. ¿Te parece una
buena idea extenderlo
a todos los alumnos?
11. ¿Te gustaría usar
WebLab en otras
asignaturas?
U. Deusto
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• “¿Es fácil de usar?”, “¿Qué tal es la calidad de lo visto?”, “¿Te has sentido cómodo con la gestión de las entradas?”, “¿Qué te parecen las entradas/salidas seleccionadas?”, “¿Qué te parece el tiempo asignado a cada conexión?” y “Al estar alejado de la maqueta, ¿has tenido sensación de control?”
Calidad del WebLab en DE
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Cursos
Cal
idad
del
Web
Lab
5. ¿Es fácil de usar?
6. ¿Qué tal es la calidad de lo
visto (la WebCam)?
7. ¿Te has sentido cómodo
con la gestión de entradas?
9. ¿Qué te parecen las
entradas/salidas
seleccionadas?
8. ¿Qué te parece el tiempo
asignado para cada
conexión?
10. Al estar alejado de la
maqueta, ¿has tenido
sensación de control?
U. Deusto
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• “¿Cuántas veces has encontrado caído el WebLab?” y “¿Cuántas veces has tenido que esperar para usarlo?”
Problemas con el WebLab en DE
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Cursos
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13. ¿Cuántas veces has
tenido que esperar para
usarlo?
14. ¿Cuántas veces lo
has encontrado caído?
U. Deusto
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• Comparativa de la utilidad entre LP y DE
Utilidad del WebLab I
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Cursos
Uti
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1. ¿Te ha ayudado el
WebLab en la asignatura?
2. ¿Te has sentido
beneficiado por estar en
el grupo WebLab?
12. ¿Cuál es tu
satisfacción global con el
WebLab?
U. Deusto
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• Comparativa de la utilidad entre LP y DE
Utilidad del WebLab II
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3. ¿Te parece una buena
idea extenderlo a todos
los alumnos?
11. ¿Te gustaría usar
WebLab en otras
asignaturas?
U. Deusto
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• Comparativa de la calidad entre LP y DE
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idad
del
Web
Lab 5. ¿Es fácil de usar?
6. ¿Qué tal es la calidad de lo visto
(la WebCam)?
7. ¿Te has sentido cómodo con la
gestión de entradas?
9. ¿Qué te parecen las
entradas/salidas seleccionadas?
8. ¿Qué te parece el tiempo
asignado para cada conexión?
10. Al estar alejado de la maqueta,
¿has tenido sensación de control?
U. Deusto
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Comparativa de problemas entre LP y DE
Problemas del WebLab
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Cursos
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14. ¿Cuántas veces lo
has encontrado
caído?
13. ¿Cuántas veces
has tenido que
esperar para usarlo?
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Análisis didáctico y pedagógico de un weblab
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• Resultados antes y después del proyecto DE 2007/08
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Introducción
Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Conclusiones y líneas futuras
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• Los laboratorios remotos están aquí para quedarse
“If you can't come to the lab, the lab will come to you“
(iLab, J. del Álamo)
• Los laboratorios remotos deben ser asumidos por la universidad: personal, presupuesto, local, etc.
• Los laboratorios remotos deben ser profesionales: útiles, seguros, potentes, accesibles, multilingues, etc.
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Características, tipos y escenarios
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Conclusiones y líneas futuras
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• ¡¡Los laboratorios remotos deben ser profesionales!!
• Los laboratorios remotos deben combinar con acierto el hw y el sw (el medio condiciona al fin) para cumplir los requisitos.
• Los laboratorios remotos solo deben ser desplegados si son útiles para la asignatura, ¿colaborar con IP?
• Los laboratorios remotos deben ser evaluados como una herramienta más
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Características, tipos y escenarios
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Conclusiones y líneas futuras
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• Describir, analizar, … WebLabs: ¿Meeting en España? ¿IEEE, CEA ...?
• Workshop en WebLabs: ¿qué se puede compartir?
• Descripción y compartición real de laboratorios reales.
• Integrar útilmente los laboratorios remotos en el Moodle u otros. ¡Muy importante!
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Conclusiones y líneas futuras
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• Uso de tecnología de web semántica en laboratorios remotos.
• ¿se puede diseñar un Google WebLab? ¿cómo?
• Utilizar microservidores y avanzar en el diseño no centralizado
• Acceso multiusuario al laboratorio remoto
• Diseño de laboratorios remotos plug&play
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Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Conclusiones y líneas futuras
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Diseñar laboratorios remotos abiertos web 2.0 con mash-up, ¿se puede?
• Utilizar la realidad aumentada, Second Life, PSP, Wii, .. ¿para qué?
• Integrar simulación y realidad en entorno mixtos
• Elaborar cuestionarios competentes de evaluación
• Relacionar laboratorios remotos con competencias generales y específicas. ¡¡Bolonia!!
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Referentes
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Nacionales: • UNED (Sebastián Dormido, eMersion, CyberLab, etc.), U.
Miguel Hernández (easyJava)• IEEE España (Martín Lamas y Manuel Castro)
http://www.ieec.uned.es/ES/• CEA, grupo de educación en automática,
http://www.cea-ifac.es/wwwgrupos/educontrol/enl-labs.html Muchos recursos
• Universidad de León, • LTCS, UNED, Felisa Verdejo
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Características, tipos y escenarios
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Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Referentes
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Internacionales • DYNACORE (1996) España, astronomía• eMersion, PEARL, MARVEL, TeleLab, LabNet, DERIVE,
Lab@Future, RELAX, COLDEX, LEAL, RexNet, CITA, VISIR,
• Online-Lab• DeriveSERVER, artecLab, Dieter Müller• isiLab, Scapolla, Ponta, Bagnasco, U. Genova• EducaNext, Educa, CyberLab, ProLearn
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Características, tipos y escenarios
Ejemplos
Requisitos
Técnicas y estrategias de weblabs
Referentes
ESIDE Faculty. University of Deusto WebLab-GPIB at the University of DeustoFacultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Laboratorios remotos, U. La Rioja, abril del 2008
• Internacionales • Brasil http://www.inf.ufsc.br/%7Ejbosco/frame3.htm, Joao
Bosco• http://www.know-2.org/• eMersion, EPFL, Denis Gillet, • Universidad de Oporto, Gustavo Alves• MIT (EE.UU.), Jesús del Álamo• IAOE, ijoe, Michael Auer, CUAS (Austria)• Universidad de Burdeos
Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Laboratorios remotos para electrónica: el futuro en las aulas
Capítulo español de la Sociedad de la Educación IEEE
Madrid, 8 de julio del 2008
Javier García Zubía Facultad de Ingeniería, Universidad de Deusto
Facultad de Ingeniería. Universidad de Deusto Capítulo Español IEEE, julio del 2008
Estrategias de diseño de laboratorios remotos