Use of computer generated hyper-realistic images on optics teaching: the case study of an optical system formed by two opposed parabolic mirrors

Abstract

Aunque el valor educativo de simulaciones informáticas es ampliamente aceptado, también es cierto que el alumno que las utiliza encuentra con frecuencia dificultades de aprendizaje al no ser capaz de identificar plenamente lo que ve ocurrir en el modelo de simulación con lo que se puede observar en la realidad. Esto es causado principalmente por una interfaz gráfica muy esquemática en la simulación. En este trabajo proponemos un nuevo método que dota a las simulaciones de mayor realismo, por lo que la identificación del modelo con la realidad es mucho más fácil. En nuestro caso de estudio, hemos generado y probado con nuestros alumnos varias imágenes y animaciones hiperrealistas de un sistema óptico formado por dos espejos parabólicos. A la luz de los resultados y dado el auge de la enseñanza no presencial, creemos que este nuevo tipo de imágenes generadas por ordenador están destinadas a desempeñar un importante papel en los laboratorios virtuales de prácticas de óptica, como complemento de las simulaciones tradicionales.

While the educational value of computer simulations is broadly accepted, it is also true that the student using them often encounters learning difficulties in not being able to fully identify what is seen to happen in the simulated model with what can be observed in reality. This is mainly caused by the highly schematic graphical interface of the simulation. A new method is proposed here which endows simulations with greater realism, making the identification of the model with reality far easier. On our case study, we generated and tested with our students several hyper-realistic images and animations of an optical system consisting of two parabolic mirrors. In light of the results and given the burgeoning growth of distance teaching, we believe that this new type of computer-generated images is destined to play a major role in the virtual laboratories of optics practicals, complementing traditional simulations.