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CAPITULO I
MARCO TERICO
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1 ASPECTOS HISTRICOS
1.1 HISTORIA DE LA FSICA
La Fsica, ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las fuerzas
que stos ejercen entre s y de los efectos de dichas fuerzas. En ocasiones la fsica moderna
incorpora elementos de los tres aspectos mencionados, como ocurre con las leyes de simetra y
conservacin de la energa, el momento, la carga o la paridad1.
La fsica est estrechamente relacionada con las dems ciencias naturales, y en cierto modo las
engloba a todas. La qumica, por ejemplo, se ocupa de la interaccin de los tomos para formar
molculas; gran parte de la geologa moderna es en esencia un estudio de la fsica de la tierra y se
conoce como geofsica; la astronoma trata de la fsica de las estrellas y del espacio exterior.
Incluso los sistemas vivos estn constituidos por partculas fundamentales que siguen el mismo
tipo de leyes que las partculas ms sencillas estudiadas tradicionalmente por los fsicos.
El hincapi que la fsica moderna hace en la interaccin entre partculas (el llamado
planteamiento microscpico) necesita muchas veces como complemento un enfoque
macroscpico que se ocupe de elementos o sistemas de partculas ms extensos. Este
planteamiento macroscpico es indispensable en la aplicacin de la fsica a numerosas
tecnologas modernas. Por ejemplo, la termodinmica, una rama de la fsica desarrollada durante
el siglo XIX, se ocupa de determinar y cuantificar las propiedades de un sistema en su conjunto, y
resulta til en otros campos de la fsica; tambin constituye la base de las ingenieras qumica y
mecnica. Propiedades como la temperatura, la presin o el volumen de un gas carecen de sentido
para un tomo o molcula individual: estos conceptos termodinmicos slo pueden aplicarse
directamente a un sistema muy grande de estas partculas. No obstante, hay un nexo entre los
enfoques microscpico y macroscpico: otra rama de la fsica, conocida como mecnica
estadstica, explica la forma de relacionar desde un punto de vista estadstico la presin y la
temperatura con el movimiento de los tomos y las molculas.
1 Fuente: Enciclopedia Encarta 2003
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Hasta principios del siglo XIX, era frecuente que los fsicos fueran al mismo tiempo
matemticos, filsofos, qumicos, bilogos o ingenieros. En la actualidad el mbito de la fsica ha
crecido tanto que, con muy pocas excepciones, los fsicos modernos tienen que limitar su
atencin a una o dos ramas de su ciencia. Una vez que se descubren y comprenden los aspectos
fundamentales de un nuevo campo, ste pasa a ser de inters para los ingenieros y otros
cientficos. Por ejemplo, los descubrimientos del siglo XIX en electricidad y magnetismo forman
hoy parte del terreno de los ingenieros electrnicos y de comunicaciones; las propiedades de la
materia descubiertas a comienzos del siglo XX han encontrado aplicacin en la electrnica; los
descubrimientos de la fsica nuclear, muchos de ellos posteriores a 1950, son la base de los
trabajos de los ingenieros nucleares.
1.2 HISTORIA DE LA ESTTICA
Esttica, parte de la fsica que estudia los cuerpos sobre los que actan fuerzas y momentos
cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado.
El objeto de la esttica es determinar la fuerza resultante y el momento resultante de todas las
fuerzas que actan sobre un cuerpo para poder establecer sus condiciones de equilibrio2.
Un sistema de fuerzas que acta sobre un cuerpo puede ser reemplazado por una fuerza resultante
y por un momento resultante que produzcan sobre el cuerpo el mismo efecto que todas las fuerzas
y todos los momentos actuando conjuntamente. Como la fuerza resultante provoca un
movimiento de traslacin en el cuerpo y el momento resultante un movimiento de rotacin, para
que el cuerpo se encuentre en equilibrio debe cumplirse, simultneamente, que la fuerza
resultante y el momento resultante sean nulos. No obstante, equilibrio no es sinnimo de reposo,
ya que una fuerza resultante nula y un momento resultante nulo implican una aceleracin lineal y
angular nula, respectivamente, pero el cuerpo puede encontrarse en reposo o tener un movimiento
rectilneo y uniforme. As, un cuerpo est en equilibrio cuando se encuentra en reposo o cuando
se mueve con movimiento rectilneo y uniforme.
2 Fuente: Enciclopedia Encarta 2003
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Esta condicin de equilibrio implica que una fuerza aislada aplicada sobre un cuerpo no puede
producir por s sola equilibrio y que, en un cuerpo en equilibrio, cada fuerza es igual y opuesta a
la resultante de todas las dems. As, dos fuerzas iguales y opuestas, actuando sobre la misma
lnea de accin, s producen equilibrio.
El equilibrio puede ser de tres clases: estable, inestable e indiferente. Si un cuerpo est
suspendido, el equilibrio ser estable si el centro de gravedad est por debajo del punto de
suspensin; inestable si est por encima, e indiferente si coinciden ambos puntos. Si un cuerpo
est apoyado, el equilibrio ser estable cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad
caiga dentro de su base de sustentacin; inestable cuando pase por el lmite de dicha base, e
indiferente cuando la base de sustentacin sea tal que la vertical del centro de gravedad pase
siempre por ella.
1.2.1 IMPORTANCIA DE LA ESTTICA
Antes de mediados del siglo XVIII los trabajos de construccin a gran escala se ponan en manos
de los ingenieros militares. La ingeniera militar englobaba tareas tales como la preparacin de
mapas topogrficos, la ubicacin, diseo y construccin de carreteras y puentes, y la construccin
de fuertes y muelles. Sin embargo, en el siglo XVIII se empez a utilizar el trmino ingeniera
civil o de caminos para designar a los trabajos de ingeniera efectuados con propsitos no
militares. Debido al aumento de la utilizacin de maquinaria en el siglo XIX como consecuencia
de la Revolucin Industrial, la ingeniera mecnica se consolid como rama independiente de la
ingeniera; posteriormente ocurri lo mismo con la ingeniera de minas.
Los avances tcnicos del siglo XIX ampliaron en gran medida el campo de la ingeniera e
introdujeron un gran nmero de especializaciones. Las incesantes demandas del entorno
socioeconmico del siglo XX han incrementado an ms su campo de accin; y se ha producido
una gran diferenciacin de disciplinas, con distincin de mltiples ramas en mbitos tales como
la aeronutica, la qumica, la construccin naval, de caminos, canales y puertos, las
telecomunicaciones, la electrnica, la ingeniera industrial, naval, militar, de minas y geologa e
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informtica. Adems en los ltimos tiempos se han incorporado campos del conocimiento que
antes eran ajenos a la ingeniera como la investigacin gentica y nuclear.
El ingeniero que desarrolla su actividad en una de las ramas o especializacin de la ingeniera ha
de tener conocimientos bsicos de otras reas afines, ya que muchos problemas que se presentan
en ingeniera son complejos y estn interrelacionados. Por ejemplo, un ingeniero qumico que
tiene que disear una planta para el refinamiento electroltico de minerales metlicos debe
enfrentarse al diseo de estructuras, maquinaria, dispositivos elctricos, adems de los problemas
estrictamente qumicos.
La Ingeniera Mecnica propiamente dicha rene todos los conocimientos cientficos y tcnicos
para la direccin de la produccin, la conservacin y la reparacin de maquinaria e instalaciones,
equipos y sistemas de produccin industrial, as como el estudio tecnolgico especializado de
diferentes materiales, productos o procesos; la proyeccin de mquinas herramientas para la
industria manufacturera, minera y construccin y otras fines industriales como la agricultura.
Estudia la proyeccin de mquinas de vapor, motores de combustin interna y otras mquinas y
motores no elctricos, utilizados para propulsar locomotoras de ferrocarriles, vehculos de
transporte por carretera o aeronaves o para hacer funcionar instalaciones industriales, los sistemas
de propulsin para buques, centrales generadoras de energa, sistemas de calefaccin y
ventilacin, bombas, cascos y superestructuras de buques, fuselajes y trenes de aterrizaje y otros
equipos para aeronaves, carroceras, sistemas de suspensin y frenos para vehculos automotores.
Estudia el diseo y montaje de sistemas y equipos de calefaccin, ventilacin y refrigeracin;
instalaciones y equipos mecnicos para la produccin, control y utilizacin de energa nuclear.
Implementa y estudia el diseo de partes o elementos (salvo los elctricos o electrnicos) de
aparatos o productos como procesadores de texto, ordenadores, instrumentos de precisin,
cmaras y proyectores; especifica y verifica mtodos de produccin o instalacin y el
funcionamiento de maquinaria agrcola y de otras mquinas, mecanismos, herramientas, motores,
instalaciones o equipos industriales; el establecimiento de normas y procedimientos de control
para garantizar la seguridad y el funcionamiento eficaz.
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PRIMEROS ARTILUGIOS MECNICOS: CHINA, EGIPTO, GRECIA:
El antiguo Dios de Egipto, TOT, era recordado y venerado como inventor de las matemticas, la
astronoma y la ingeniera. A travs de su voluntad y poder, mantena las fuerzas del Cielo y la
Tierra en equilibrio. Sus grandes dotes para las matemticas celestiales le permitieron aplicar
correctamente las leyes sobre las cuales descansaban los fundamentos y el mantenimiento del
universo. As mismo, se dice que TOT ense a los primeros egipcios los principios de la
geometra y la agrimensura, la medicina y la botnica. Segn afirma la leyenda, fue el inventor de
los nmeros, de las letras del alfabeto y de las artes de leer y escribir. Era el gran Seor de la
Magia, capaz de mover objetos con el poder de la voz, el autor de todas las obras sobre cada rama
de la ciencia, tanto humana como divina.
Arqumedes (287-212 a.C.), notable matemtico e inventor griego, que escribi importantes obras
sobre geometra plana y del espacio, aritmtica y mecnica. Naci en Siracusa, Sicilia, y se educ
en Alejandra, Egipto. En el campo de las matemticas puras, se anticip a muchos de los
descubrimientos de la ciencia moderna, como el clculo integral, con sus estudios de reas y
volmenes de figuras slidas curvadas y de reas de figuras planas. Demostr tambin que el
volumen de una esfera es dos tercios del volumen del cilindro que la circunscribe.
En mecnica, Arqumedes defini la ley de la palanca y se le reconoce como el inventor de la
polea compuesta. Durante su estancia en Egipto invent el tornillo sin fin para elevar el agua de
nivel. Arqumedes es conocido sobre todo por el descubrimiento de la ley de la hidrosttica, el
llamado principio de Arqumedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un fluido
experimenta una prdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja (vase
Mecnica de fluidos). Se dice que este descubrimiento lo hizo mientras se baaba, al comprobar
cmo el agua se desplazaba y se desbordaba.
Arqumedes pas la mayor parte de su vida en Sicilia, en Siracusa y sus alrededores, dedicado a
la investigacin y los experimentos. Aunque no tuvo ningn cargo pblico, durante la conquista
de Sicilia por los romanos se puso a disposicin de las autoridades de la ciudad y muchos de sus
instrumentos mecnicos se utilizaron en la defensa de Siracusa. Entre la maquinaria de guerra
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cuya invencin se le atribuye est la catapulta y un sistema de espejos quiz legendario que
incendiaba las embarcaciones enemigas al enfocarlas con los rayos del sol.
Al ser conquistada Siracusa, durante la segunda Guerra Pnica, fue asesinado por un soldado
romano que le encontr dibujando un diagrama matemtico en la arena. Se cuenta que
Arqumedes estaba tan absorto en las operaciones que ofendi al intruso al decirle: No
desordenes mis diagramas. Todava subsisten muchas de sus obras sobre matemticas y
mecnica, como el Tratado de los cuerpos flotantes, El arenario y Sobre la esfera y el cilindro.
Todas ellas muestran el rigor y la imaginacin de su pensamiento matemtico
Hern de Alejandra (c. 20-62 d.C.), matemtico y cientfico griego. Su nombre tambin podra
ser Hero (aproximadamente 18 escritores griegos se llamaron Hero o Hern, crendose cierta
dificultad a la hora de su identificacin). Hern de Alejandra naci probablemente en Egipto y
realiz su trabajo en Alejandra (Egipto). Escribi al menos 13 obras sobre mecnica,
matemticas y fsicas. Invent varios instrumentos mecnicos, gran parte de ellos para uso
prctico: la aelpila, una mquina a vapor giratoria; la fuente de Hern, un aparato neumtico que
produce un chorro vertical de agua por la presin del aire y la dioptra, un primitivo instrumento
geodsico. Sin embargo, es conocido sobre todo como matemtico tanto en el campo de la
geometra como en el de la geodesia (una rama de las matemticas que se encarga de la
determinacin del tamao y configuracin de la Tierra, y de la ubicacin de reas concretas de la
misma). Hern trat los problemas de las mediciones terrestres con mucho ms xito que
cualquier otro de su generacin. Tambin invent un mtodo de aproximacin a las races
cuadradas y cbicas de nmeros que no las tienen exactas. A Hern se le ha atribuido en algunas
ocasiones el haber desarrollado la frmula para hallar el rea de un tringulo en funcin de sus
lados, pero esta frmula, probablemente, haba sido desarrollada antes de su poca.
1.2.2 LA ESTTICA EN LA VIDA MODERNA
La ciencia moderna surgi tras el renacimiento, en el siglo XVI y comienzos del XVII, cuando
cuatro astrnomos destacados lograron interpretar de forma muy satisfactoria el comportamiento
de los cuerpos celestes. El astrnomo polaco Nicols Coprnico propuso un sistema
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heliocntrico, en el que los planetas giran alrededor del Sol. Sin embargo, Coprnico estaba
convencido de que las rbitas planetarias eran circulares, por lo que su sistema requera unas
elaboraciones casi tan complicadas como el sistema de Tolomeo al que pretenda sustituir. El
astrnomo dans Tycho Brahe adopt una frmula de compromiso entre los sistemas de
Coprnico y Tolomeo; segn l, los planetas giraban en torno al Sol, mientras que el Sol giraba
alrededor de la Tierra. Brahe era un gran observador y realiz una serie de medidas
increblemente precisas. Esto proporcion a su ayudante Johannes Kepler los datos para atacar al
sistema de Tolomeo y enunciar tres leyes que se ajustaban a una teora heliocntrica modificada.
Galileo, que haba odo hablar de la invencin del telescopio, construy uno, y en 1609 pudo
confirmar el sistema heliocntrico observando las fases del planeta Venus. Tambin descubri las
irregularidades en la superficie de la Luna, los cuatro satlites de Jpiter ms brillantes, las
manchas solares y muchas estrellas de la Va Lctea. Los intereses de Galileo no se limitaban a la
astronoma: empleando planos inclinados y un reloj de agua perfeccionado ya haba demostrado
que los objetos tardan lo mismo en caer, independientemente de su masa (lo que invalidaba los
postulados de Aristteles), y que la velocidad de los mismos aumenta de forma uniforme con el
tiempo de cada. Los descubrimientos astronmicos de Galileo y sus trabajos sobre mecnica
precedieron la obra del matemtico y fsico britnico del siglo XVII Isaac Newton, uno de los
cientficos ms grandes de la historia.
LAS LEYES DEL MOVIMIENTO GALILEO E ISAAC NEWTON.
Galileo naci en Pisa en el ao 1564. Empez estudiando para mdico en la Universidad pisana,
pero pronto su vocacin por las matemticas y la fsica le desvi de la medicina. Su primer
descubrimiento, la ley del pndulo, lo realiz cuando slo tena diez y siete aos. Estaba en la
catedral de Pisa cuando vio que para encender una lmpara, la retiraban hacia un lado. Al dejar de
retenerla, una vez encendida, la lmpara oscilaba como un pndulo, con movimientos que eran
cada vez menores, pero de igual duracin. A falta de cronmetro, Galileo midi el comps
regular de las oscilaciones de la lmpara valindose de los latidos de su propio pulso. En el ao
1586 realiz interesantes descubrimientos de hidrosttica, que le dieron celebridad y pronto fue
nombrado profesor de matemticas de la Universidad de Pisa. All continu sus estudios sobre la
cada de los cuerpos. Galileo lleg a la conclusin de que la velocidad de un cuerpo al caer
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depende del tiempo que ha estado cayendo, esto es, que al empezar va despacio y aumenta su
velocidad a cada unidad de tiempo, y que los espacios recorridos al caer son proporcionales a los
cuadrados de los periodos de tiempo durante los cuales el cuerpo ha estado cayendo. Como se ve
en la formulacin de estos principios, Galileo poda formular la Ley de la Gravedad, aunque sin
darle el carcter de Ley del Universo, que es lo que hace sublime la Ley de Gravitacin Universal
de Newton. Mientras el estudio de la esttica se remonta al tiempo de los filsofos griegos, la
primera contribucin importante a la dinmica fue hecha por Galileo (1564-1642). Los
experimentos de Galileo sobre cuerpos uniformemente acelerados condujeron a Newton (1642-
1727) a formular sus leyes fundamentales del movimiento.
La primera y tercera leyes de Newton del movimiento se usaron ampliamente en esttica para
estudiar a los cuerpos en reposo y las fuerzas que actuaban sobre ellos. Estas dos leyes se
emplean tambin en dinmica; de hecho son suficientes para el estudio del movimiento de los
cuerpos cuando no hay aceleracin. Pero cuando los cuerpos estn acelerados, es necesario
utilizar la segunda ley de Newton para relacionar el movimiento del cuerpo con las fuerzas que
actan sobre l.
1.3 ASPECTOS PEDAGGICOS
1.3.1 MEDIOS DE ENSEANZA
En el proceso de Enseanza-Aprendizaje los medios de enseanza constituyen un factor clave
dentro del proceso didctico. Ellos favorecen que la comunicacin bidireccional que existe entre
los protagonistas pueda establecerse de manera ms efectiva. En este proceso de comunicacin
intervienen diversos componentes como son: la informacin, el mensaje, el canal, el emisor, el
receptor, la codificacin y descodificacin. En la comunicacin, cuando el cambio de actitud que
se produce en el sujeto, despus de interactuar estos componentes, es duradero, decimos que se
ha producido el aprendizaje.
Los medios de enseanza desde hace muchos aos han servido de apoyo para aumentar la
efectividad del trabajo de profesor, sin llegar a sustituir la funcin educativa y humana de
maestro, as como racionalizar la carga de trabajo de los estudiantes y el tiempo necesario para su
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formacin cientfica, y para elevar la motivacin hacia la enseanza y el aprendizaje. Hay que
tener en cuenta la influencia que ejercen los medios en la formacin de la personalidad de los
alumnos. Los medios reducen el tiempo dedicado al aprendizaje porque objetivan la enseanza y
activan las funciones intelectuales para la adquisicin del conocimiento, adems, garantizan la
asimilacin de lo esencial.3
Es importante destacar que los medios de enseanza se encuentran estrechamente vinculados a
los mtodos para posibilitar el logro de los objetivos planteados y se pueden clasificar de diversas
formas de acuerdo a distintos criterios:4
9 Segn el grado de objetividad, yendo de los ms concretos a los ms abstractos. 9 Segn sus caractersticas materiales. 9 Segn la etapa generacional, valorando el momento de aparecer en la enseanza. 9 Segn el libro de texto o el programa de la asignatura. 9 Segn la funcin didctica que realizan.
Siguiendo esta clasificacin los medios se agrupan en:
9 Medios de transmisin de informacin. 9 Medios de experimentacin. 9 Medios de entrenamiento. 9 Medios de programacin de la enseanza. 9 Medios de control del aprendizaje.
Los medios de transmisin de la informacin son los ms utilizados y tienen la funcin bsica de
transmitir a los alumnos la informacin acerca de los diferentes contenidos de estudio. Se pueden
dividir en5:
9 Medios de Percepcin directa (Elementos tridimensionales como objetos originales y reproducciones; tableros didcticos como el pizarrn y el mural; elementos grficos como
3 Fuente: Gonzlez Castro V. Medios de Enseanza. Editorial de libros para la educacin. Ciudad Habana, 1979, (1): 7-20. 4 Fuente: Enciclopedia Encarta 2003. 5 Fuente: Gonzlez Castro V. Medios de Enseanza. Editorial de libros para la educacin. Ciudad Habana, 1979. (1): 7-20
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mapas, lminas y carteles; y en materiales impresos como la literatura docente, los libros, las
revistas y los peridicos).
9 Medios de proyeccin de imgenes fijas (opacas o transparentes: diapositivas y retro transparencias).
9 Medios sonoros (naturales o tcnicos). 9 Medios de proyeccin de imgenes en movimientos (cine, televisin y software).
Con el desarrollo cientfico tcnico han aparecido equipos y tecnologas que el profesor puede
utilizar con el objetivo de mejorar la calidad del proceso de Enseanza-Aprendizaje. Sin
embargo, los medios tcnicos no siempre estn disponibles y algunos de ellos tienen una
tecnologa compleja, lo que hace ms difcil su utilizacin de forma habitual en todas las
facultades. Los medios ms simples que se han estado utilizando desde pocas remotas
constituyen una gran ayuda en el proceso y son ms asequibles al trabajo del profesor.
El primero de los medios es el de percepcin directa; para su utilizacin no necesita recursos
tcnicos. Solo requiere, como su nombre lo dice, la percepcin directa, lograda mediante los
analizadores, fundamentalmente la vista y el tacto. Tienen como caracterstica fundamental que
permiten la permanencia y la estabilidad de la informacin durante un tiempo prolongado, lo que
permite la percepcin de la realidad objetiva o su reproduccin con detenimiento, p ero con el
tiempo los objetivos se hacen indiferentes al habituarse el individuo a ellos y a la falta de
estmulos que llamen la atencin hacia los mismos. Tienen un gran valor didctico en
dependencia del uso que el profesor pueda hacer de ellos.
En este grupo tenemos a la Pizarra, que se enclava dentro del grupo como tablero didctico. La
pizarra es uno de los medios ms tradicionales que tiene una escuela, tan antigua como la
enseanza. No se concibe un aula sin una pizarra. La pizarra forma parte del aula, de tal manera
que ha llegado a ser sinnimo de enseanza. En los primeros aos del siglo pasado existan el
pizarrn del aula y la pizarra individual del alumno, que consista en un trozo rectangular o
cuadrado de pizarra con marco de madera. Se escriba con lpiz tambin de pizarra.6
6 Fuente: Rosell Puig W. Introduccin al estudio de los medios de enseanza. ISCM-H, 1982. (1,2,3)
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Los medios de proyeccin de imgenes fijas constituyen tambin elementos muy utilizados. Este
medio es el que utiliza recursos tcnicos constituidos por instrumentos pticos del tipo de las
linternas de proyeccin o proyectores, para formar una pantalla de imagen esttica de un objeto
dado, la cul es percibida a travs de un analizador visual por un grupo de personas al mismo
tiempo. Estos medios se utilizan generalmente con el objetivo de reforzar con ilustraciones la
explicacin oral del profesor, fundamentalmente cuando no se puede observar directamente el
objeto o el fenmeno, ya sea por el tamao del mismo, la distancia a que se encuentra o el tiempo
transcurrido, o cuando no se necesita representar el movimiento.
Un elemento a tener en cuenta en este tipo de medio es la calidad de la imagen proyectada, la
cul depende mucho de las caractersticas de objeto que se proyecta, la luminosidad del equipo de
proyeccin, el tipo de pantalla y las condiciones del local de proyeccin. Para ello se recomienda
comprobar la calidad de la proyeccin antes de comenzar la clase para evitar cualquier tipo de
contratiempo que pueda presentarse durante la exposicin.
Los medios de proyeccin fija segn la naturaleza del objeto que se utiliza para proyectar se
clasifican en: opacos y transparentes.
Las proyecciones opacas se caracterizan por utilizar objetos que no dejan pasar la luz a travs de
ellos, sino que la reflejan sobre una superficie. En este caso tenemos las monedas, las hojas de los
rboles, etc. La gran desventaja del medio es que para la proyeccin se necesita el oscurecimiento
total del aula o local, lo que dificulta la toma de notas por parte de los alumnos.7
En el caso de las proyecciones transparentes, stas se distinguen, como su nombre lo indica por
utilizar objetos que permitan el paso de la luz a travs de ellos. Estos objetos generalmente son
planos y pueden ser muy variados de acuerdo a sus caractersticas materiales. As, por ejemplo,
tenemos el vidrio, el plstico o el acetato de celulosa.4 Este tipo de proyeccin tiene mayor uso
que las opacas, pues al dejar pasar la luz a travs del objeto se aprovecha mucho mejor la
potencia de la fuente luminosa, obtenindose imgenes ms claras y brillantes sin necesidad de
7 Fuente: Afanasiev V. El enfoque sistmico aplicado al conocimiento social. Rev. Ciencias mdicas. URSS, 1979. 1(3).
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oscurecer totalmente el local. Entre las proyecciones transparentes, las ms utilizadas en el medio
son las diapositivas y las retro transparencias, constituidas stas ltimas, de lminas de acetato de
celulosa.
Las diapositivas son fragmentos de pelculas fotogrficas del tipo positiva directa de 35 mm. pero
que tienen un solo fotograma, el cul est montado en un soporte en forma de marco que puede
ser de plstico, cartn o metal. Este tipo de material se visualiza con un equipo denominado
Diascopio.4 La principal desventaja es que se pierden con facilidad si no estn clasificadas y
ordenadas correctamente. Es muy frecuente que se dejen olvidadas en el equipo de proyeccin.
Las diapositivas pueden mejorar o animar nuestra presentacin. Las diapositivas efectivas se
enlazan firmes y lgicamente con su charla, pero no deben ser una reproduccin palabra por
palabra de lo que se dice. Deben sealarse los hechos, y las diapositivas ilustrar y enfatizar tales
hechos. La diapositiva ideal transmite su mensaje rpidamente sin que se diga una sola palabra,
hablando por s misma, en forma clara y simple.
La elaboracin de las diapositivas tiene su base fundamental en la fotografa, por tanto, para
obtener diapositivas de buena calidad deben estar elaboradas por tcnicos especializados en
ilustracin y fotografa, aunque tambin es muy importante que el profesor interesado trabaje
estrechamente vinculado con los especialistas para garantizar la calidad del material.
Este tipo de medio poco a poco ha sido desplazado por las nuevas tecnologas de la informacin
donde se presentan programas o software que permiten proyectar, a travs de computadoras y
otros equipos muy sofisticados, una imagen de mucha mejor calidad, as como de realizar y
presentar resultados investigativos traducidos en grficos y tablas para los cuales antes se
empleaba el uso de diapositivas.
1.3.2 SOFTWARE ORIENTADO A LA DOCENCIA
Hoy en da se enfrenta la enorme tarea de mejorar la enseanza de las ciencias para satisfacer las
demandas y desafos de una economa globalizada. Las salas de clase de la regin deben ser
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transformadas en centros de aprendizaje abierto que ofrezcan programas de ciencias basados en la
prctica, el pensamiento y la realidad. Las tecnologas modernas, si son utilizadas en forma
apropiada, ofrecen a todos el potencial para poder llegar a alcanzar la vanguardia de la enseanza
de ciencias y para ello es necesaria la creacin e implantacin de software de simuladores que
apoyen a la educacin, utilizando los ltimos conceptos e ideas de la educacin virtual, de
tecnologas avanzadas y modos apropiados de enseanza.
Este entorno cada da adquiere ms importancia, porque para ser activo en el nuevo espacio
social se requieren nuevos conocimientos y destrezas que habrn de ser aprendidos en los
procesos educativos.
Las nuevas tecnologas de la informacin y de las comunicaciones estn transformando la
sociedad y en particular los procesos educativos. El telfono, la radio y televisin, el dinero
electrnico, las redes telemticas, las tecnologas multimedia, la realidad virtual y de simulacin
son tecnologas a tener en cuenta.
Dicha transformacin es lo suficientemente importante como para que pueda ser comparada con
las grandes revoluciones tcnicas como la escritura, imprenta, que transformaron la educacin.
Lo cierto es que el entorno digital emergente exige disear nuevas acciones educativas,
complementarias a las ya existentes. Desde dicha perspectiva, las computadoras personales
constituyen medios tcnicos de especial significacin para el contexto metodolgico actual. El
valor didctico de los medios tcnicos se lo imprime el contexto metodolgico en el que se
explotan sus cualidades.
A criterio de numerosos autores8 los medios e incluso los que son fruto de las nuevas tecnologas,
no definen per s un determinado modelo educativo, an cuando condicionan en gran medida la
metodologa empleada en la enseanza y el aprendizaje. En este sentido, Cark y Salomn (1986)
expresan que los medios de enseanza no son en s mismos factores causales del aprendizaje,
pero pueden propiciar de hecho la utilizacin de metodologas innovadoras en el aula9. En
8 Fuente: Gonzlez Castro, V., 1990; Escudero Muoz, J.M., 1992; Pons, J. de P., 1992; Romero Morante, J., 200 9 Fuente: Cark y Salomn, 1986, citados por Pons, J. de P., 1992, pg. 148
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especial, acerca del uso de las computadoras personales, muchos llaman a interrogarse en qu
medida las mismas pueden contribuir a cambiar la metodologa de enseanza, el contexto
educativo o los instrumentos puestos al servicio del profesor6. Tal interrogante no puede parecer
exagerada, pues stos pueden adoptar, de una manera dinmica, las caractersticas de otros
medios, al poseer una capacidad de representacin e integracin no antes vista, de aqu que se
consideren metamedios, como sealan Kay (1984) y Pons, J. de P. (1992).
Sin embargo, a pesar de las potencialidades de los nuevos medios tcnicos para facilitar la
representacin, modelacin e interaccin con la realidad, el valor pedaggico de los mismos se lo
imprime el contexto metodolgico en el que se explotan sus cualidades10. Refirindose,
especficamente a la diversidad de los resultados obtenidos con el uso de computadoras
personales para facilitar el aprendizaje, y hacindolo desde una perspectiva sociocultural, Pifarr,
M. y Jaume S. (2000) referenciando a Clemens y Sarama (1997) y a Salomn y Perkins (1998),
expresan que las mismas pueden explicarse por las caractersticas de las variables del contexto
educativo, entre las que sealan: el contenido de aprendizaje, las caractersticas de las actividades
de enseanza y aprendizaje, la funcin del profesor, la interaccin entre los alumnos, entre otras.
Los medios tcnicos que se emplean en contextos metodolgicos, pueden o no ser diseados con
estos fines. Puede tratarse de materiales ad hoc (software para aprender un contenido curricular,
un programa de televisin para ejercitar algn idioma extranjero, etc.), diseados con fines
didcticos, y adecuadamente fundamentada su explotacin desde posiciones psicopedaggicas o
productos no diseados originalmente con fines didcticos, pero poseedores de potencialidades
aprovechables con estos fines. Tanto en el contexto de la enseanza, como de la actividad
cientfica contemporneas, es muy frecuente la explotacin de la computadora para la simulacin
de procesos y fenmenos, y as acceder a su esencialidad a partir de la modelacin.
A decir de Gonzlez Castro, V. (1990), la simulacin resume toda la teora relacionada con el
proceso en el cul se sustituyen las situaciones reales por otras creadas artificialmente y de las
cules el estudiante debe aprender ciertas acciones, habilidades, hbitos, etc., que posteriormente
deber transferir a la situacin de la vida real con igual efectividad. Para este propio autor, la
10 Fuente: Jimnez, J.A., 1992; Romero Morante, J., 2000; Pifarr, Manolo y Jaume Sanuy, 2000
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misma intenta romper la diferencia que hay entre el aprendizaje de conceptos en el mbito terico
y su transferencia a situaciones prcticas. O sea, y como explcitamente lo reconoce, considera la
simulacin como una actividad en la que el estudiante no acumula informacin terica, sino que
la lleva a la prctica, con lo cul esta se identifica con el entrenamiento puramente.
Sin embargo, ello es desestimar las potencialidades de la simulacin como fuente de obtencin de
conocimientos. La simulacin inicia con la modelacin de una parte de la realidad, en la que
ocurren procesos o fenmenos que por lo general no pueden ser estudiados por su velocidad,
complejidad, por lo costoso de su estudio por va experimental, etc. Esta implica, en primera
instancia, la construccin de un modelo, que representando lo real, posibilita ms fcilmente su
estudio.
En segundo trmino, la puesta en funcionamiento del mismo, con lo cul se estudia virtualmente
ese proceso o fenmeno, penetrando en su esencialidad. Considerando entonces que el modelo
reproduce fielmente las caractersticas de la realidad, es posible hacer predicciones, evaluar
comportamientos y adquirir conocimientos con relacin a la realidad modelada"11. En la
simulacin computarizada, por su parte, se trata de presentar el funcionamiento de un sistema o
dispositivo a travs de la realizacin de una analoga matemtica, realizada sobre ordenador12.
El empleo de la simulacin en el proceso de formacin de profesionales tiene sus
particularidades, dadas en la explotacin de simulaciones que modelen actividades de aplicacin,
preferiblemente incluyendo la presencia de instrumentos virtuales (Martn Rodrguez, A., et. Al.,
2001), funcionamiento de circuitos, dispositivos, procesos productivos, etc., con vistas a
potenciar una actuacin de los futuros profesionales acorde a los requerimientos de su futuro
contexto laboral.
Respecto a la contrastacin experimental tradicional, la simulacin ofrece las siguientes ventajas:
9 Ofrece la posibilidad de repetir, en condiciones idnticas y a partir de su modelacin, procesos y fenmenos, algo difcil de lograr en condiciones reales, y por tanto, estudiar
11 Fuente: Sureda Negre, J., 1986 12 Fuente: Sevillano Garca, Ma. L., 1995, pg. 273.
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sistemticamente sus comportamientos hasta lograr los objetivos deseados. Se optimiza as el
proceso de aprendizaje.
9 Elimina los riesgos que siempre se presentan en la interaccin con la realidad, tanto para dispositivos, instrumentos, etc., como para los estudiantes; con lo que se crea confianza en
ellos para implicarse en el estudio de esa realidad.
9 Permite la retroalimentacin inmediata, pues los efectos que se logran en el funcionamiento del sistema, fenmeno o proceso que se simula, como resultado de introducir modificaciones
en determinados parmetros, resultan inmediatos: lo que permite corregir la actuacin del
estudiante en cada momento.
9 Cuando se utiliza la simulacin con el objetivo de sistematizar la realizacin de acciones que caracterizan la actuacin del sujeto en cierto contexto, ayuda a optimizar dicha actuacin.
Las caractersticas y ventajas antes referidas, evidencian que en el proceso de simulacin pueden
desarrollarse acciones orientadas a la consecucin de un determinado fin u objetivo. Puede
entonces, considerarse la simulacin un procedimiento metodolgico? Existe consenso entre la
mayora de los autores consultados13, en entender los procedimientos como un conjunto de
acciones ordenadas, orientadas a la consecucin de una meta u objetivo.
Ubicndolo dentro del contexto metodolgico, el procedimiento deviene instrumentacin del
mtodo, es un detalle del mtodo, es decir, es una operacin particular prctica o intelectual
de la actividad del profesor o de los alumnos14; el que a su vez se instrumenta a travs del
correspondiente sistema de medios que emplea la persona para la consecucin de la tarea. A
pesar de ello, y como sealan algunos autores11 de la misma manera que no se puede concebir el
mtodo como un conjunto de procedimientos, el procedimiento fuera del contexto del mtodo,
pierde su significacin.
13 Fuente: Lerner, I. Ya y Skatkin, M.N., 1981; Amaros y Llorens, 1986; Diseo curricular base, 1989; Garca Nadal, R., et. al., 1992; Coll y Valls, 1992; Pozo y Gmez Crespo, 2001 14 Fuente: Labarrere Reyes, G. y Valdivia Pairol, G.E., 2001, pg. 106.
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Visto desde el proceso de enseanza, el procedimiento es un conjunto de acciones del profesor
encaminadas al logro de un objetivo, que jerrquicamente se deriva del que orienta al mtodo que
se emplea para dirigir el aprendizaje de los estudiantes, y que tienen lugar por medio del conjunto
de experiencias de naturaleza cognitiva e instrumental que ha acumulado, as como de los
correspondientes soportes tcnicos. Desde el aprendizaje, el procedimiento constituye el conjunto
de acciones que desarrolla el estudiante para ir penetrando gradualmente en la realidad que
estudia, y la consiguiente construccin de un sistema cognitivo-instrumental que le permitir
seguir penetrando en ella.
La simulacin, por tanto, se constituye en procedimiento, tanto para la formacin de conceptos y
construccin en general de conocimientos, como para la aplicacin de stos a nuevos contextos a
los que, por diversas razones, el estudiante no puede acceder desde el contexto metodolgico
donde se desarrolla su aprendizaje.
Desde el punto de vista metodolgico, a pesar de las potencialidades para ejecutar acciones
orientadas a la consecucin de determinados fines, la simulacin se identifica como
procedimiento metodolgico, y no como mtodo propiamente, por varias razones:
9 La modelacin de la realidad que tiene lugar como resultado de la simulacin, no constituye un elemento determinante para penetrar en la esencia de la misma y llegar a conocerla: es
necesario el empleo de procedimientos que la complementen metodolgicamente y alcanzar
entonces los objetivos planificados.
9 Como muchos de los simuladores no son diseados con fines didcticos, su contextualizacin debe realizarse por medio de acciones colaterales que debe realizar el profesor para que su
explotacin est en correspondencia con objetivos, contenidos, mtodos, etc., del contexto
educativo donde se emplean. Es necesaria una reconstruccin pedaggica de los mismos.
9 La interaccin de los simuladores propician con la realidad que se modela en los mismos, por lo general, es personal, de aqu que sea necesario el diseo de tareas que permitan la
interaccin entre los estudiantes.
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Como se ha expresado anteriormente, la simulacin puede utilizarse como procedimiento, tanto
para la formacin de conceptos, como para la sistematizacin de conocimientos e
instrumentaciones. En el primer caso, su objetivo fundamental es la actualizacin de
conocimientos, a partir de las exigencias de esa parte de la realidad modelada; en el segundo, la
sistematizacin de instrumentaciones, tomando como referente las invariantes instrumentales que
caracterizan la actuacin de los profesionales de ese contexto.
Generalmente el proceso de simulacin se desarrolla a travs de las siguientes etapas:
9 Presentacin de la simulacin. Se realiza por lo general, por medio de una representacin esquemtica del circuito, dispositivo, proceso o fenmeno a simular; con lo cul se ubica en
la parte de la realidad que se estudiar.
9 Emisin de hiptesis por parte de los estudiantes. En esta etapa se promueve la emisin de hiptesis por parte de los estudiantes acerca del comportamiento del circuito, dispositivo,
profeso o fenmeno a simular, ante las condiciones determinadas y los parmetros prefijados,
a travs del diseo de tareas con estos fines; de modo que el poder predictivo de los mismos
se toma como indicador de sus conocimientos e instrumentaciones.
9 Determinacin de las acciones ptimas. En esta etapa se determinan las acciones que se consideran optimizan la interaccin de los estudiantes con la realidad que se modela. Para
ello, se recomienda tomar como referentes los invariantes estructurales de actuacin de los
profesionales de la rama correspondiente, en esa realidad que se modela.
9 Constatacin de la efectividad del proceso de simulacin. Ello puede realizarse por medio de tareas que permitan aplicar, a nuevas situaciones, los conocimientos e instrumentaciones
construidos durante el proceso de simulacin. Ello incluye, nuevas simulaciones, a partir de la
modelacin de procesos, fenmenos, circuitos, etc., de mayor complejidad.
Para ser usado como procedimiento metodolgico para la sistematizacin de acciones, o sea,
bsicamente como entrenador, se recomienda que la simulacin cuente con las siguientes etapas:
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9 Presentacin de la simulacin. Se realiza, por lo general, por medio de una representacin esquemtica del circuito, dispositivo, proceso o fenmeno a simular; con lo cul se ubica en
la parte de la realidad que se estudiar. A diferencia de su empleo para la formacin de
conceptos, en este caso los estudiantes ya han comenzado a conocer esta realidad, poseen los
conocimientos bsicos para interactuar con ella, y de lo que se trata, es de llevar las acciones
propias de la solucin de problemas en esta rea del conocimiento, hasta el nivel de habilidad.
9 Emisin de hiptesis por parte de los estudiantes. Con el sistema de conocimientos que poseen los estudiantes sobre esta parte de la realidad, stos pueden pronosticar el
comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenmeno a simular; y en particular, la
influencia de los parmetros fundamentales en el comportamiento del mismo.
9 Determinacin de las acciones a sistematizar. Una vez precisados los parmetros fundamentales que determinan el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o
fenmeno que se modela, es posible determinar el sistema de acciones a desarrollar para
interactuar con el mismo. La simulacin dar la posibilidad, como ningn otro procedimiento,
de sistematizar este sistema de acciones, hasta que stas alcancen el nivel de habilidad.
9 Disear una actividad experimental. En esta etapa se realizar el diseo de una actividad, donde se constate experimentalmente, el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o
fenmeno que se model, ahora en la prctica. Aunque la planificacin de la interaccin con
la realidad supone la inclusin de nuevas acciones, sern de mucha utilidad las sistematizadas
durante la simulacin. Este ser el mejor modo de transferir a la realidad, en el contexto
pedaggico, lo aprendido durante la simulacin.
Independientemente de sus potencialidades implcitas, los medios tcnicos de enseanza carecen
de valor didctico fuera de un contexto metodolgico que complemente esas potencialidades
inherentes. Ello explica porqu, an cuando la computadora personal puede ser definida como
metamedio por el nmero de prestaciones que ofrece, su empleo no determina la existencia de un
nuevo modelo educativo.
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El empleo de la simulacin computarizada parece restringido exclusivamente al desarrollo de
habilidades como resultado de la sistematizacin, en contextos virtuales, de acciones por parte de
los estudiantes; desestimando su explotacin como fuente de obtencin de conocimiento, a partir
de la modelacin de la realidad que se puede lograr en stas y que ayuda, como a veces ningn
otro procedimiento, a penetrar en su esencia. A pesar de sus posibilidades como fuente de
generacin de acciones orientadas a fines u objetivos, la simulacin no puede conceptuarse como
mtodo propiamente. La naturaleza de la misma, las caractersticas de los simuladores
empleados, hacen necesario una complementacin metodolgica para que sean explotados en el
estudio de la realidad, con el empleo de otros procedimientos.
1.4 MODELADO DE SISTEMAS
Un modelo es una abstraccin de la realidad que captura la esencia funcional del sistema, con el
detalle suficiente como para que pueda utilizarse en la investigacin y la experimentacin en
lugar del sistema real, con menos riesgo, tiempo y coste. Un modelo es un conjunto formado por
otros dos conjuntos:
9 Un conjunto de variables. 9 Un conjunto de relaciones entre las variables del modelo.
Las variables del modelo representan habitualmente magnitudes fsicas del sistema que se
modela; las relaciones describen su comportamiento ante una cierta clase de situaciones.
Es posible realizar distintos tipos de clasificaciones de modelos. Un ejemplo de clasificacin es la
que califica a los modelos de:
9 Fsico. En algunos casos se puede construir un sistema fsico cuyo comportamiento represente el del sistema en estudio, por ejemplo, un modelo a escala de un barco.
9 Mental. Para mantener un vaso en equilibrio, el cerebro no precisa conocer la formulacin matemtica de la ley de la gravitacin universal, sino que a partir de cierta formulacin
intuitiva se sirve de ella para efectuar el control del sistema.
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9 Grfico. Del mismo modo, pueden ser tiles grficos que representen el comportamiento del sistema ante distintas situaciones.
9 Matemtico. En muchas situaciones, el comportamiento de los sistemas permite hacer uso de las leyes fsicas, qumicas, etc., que los gobiernan, con las que se puede elaborar el modelo
del sistema preciso.
9 Computarizado. Con la aparicin del computador como herramienta de clculo y control, se han elaborado programas que les permiten, en ciertos casos, adaptarse al sistema que se desea
controlar, con objeto de cumplir unas ciertas especificaciones.
Tipos de modelos.
Existe una gran cantidad de tcnicas de modelado, y por ello, es posible construir una gran
cantidad de modelos para un sistema dado.
En la figura 1.3 se recoge en un pequeo diagrama algunas de las posibilidades de modelado ms
comunes:
Figura 1.3
En la figura 1.3 se marcan con un recuadro etiquetado SIMULACIN aquellos modelos
susceptibles de ser empleados en simulacin.
MODELO
FSICO SIMBLICO
SIMULACIN SIMULACIN
CUALITATIVO REGLAS
MATEMTICO
ANALTICO
ESTTICO DINMICO
NUMRICO
SIMULACIN
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1.5 MODELO DE CONSTRUCCIN DE PROTOTIPOS
El paradigma de construccin de prototipos comienza con la recoleccin de requisitos, el
desarrollador y el usuario definen y encuentran los objetivos globales para el desarrollo del
software, identifican los requisitos conocidos y las reas del esquema en donde es obligatoria una
definicin ms amplia.
Entonces aparece un diseo rpido el cul se centra en una representacin de esos aspectos del
software que sern visibles para el usuario. El mismo diseo rpido lleva a la construccin de un
prototipo, el cul es evaluado por el usuario y lo utiliza para refinar los requisitos del software a
desarrollar, la interaccin ocurre cuando el prototipo satisface las necesidades del usuario a la vez
que permite que el desarrollador comprenda mejor lo que se necesita hacer.
Lo ideal es que el prototipo sirva como un mecanismo para identificar los requisitos del software,
si se construye un prototipo de trabajo, el desarrollador intenta hacer uso de los fragmentos del
programa ya existentes o aplica herramientas que permiten generar rpidamente programas de
trabajo.
En la mayora de los proyectos, el primer sistema construido apenas se puede utilizar. Puede ser
demasiado lento, demasiado grande o torpe en su uso, o las tres a la vez. No hay alternativa sino
comenzar de nuevo y construir una versin rediseada en la que se resuelven esos problemas.
Cuando se utiliza un concepto nuevo de sistema o una tecnologa nueva, se tiene que construir un
sistema que no sirva y se tenga que tirar, porque incluso la mejor planificacin no es omnisciente
como para que est perfecta la primera vez. Por tanto, la pregunta sobre la gestin no es si
construir un sistema piloto y tirarlo. Tendr que hacerlo. La nica pregunta es si planificar de
antemano construir un desechable o prometer entregrselo a los clientes15
15 Ingeniera de Software. Un enfoque prctico. Cuarta edicin. Roger S. Presuman. Pg. 24
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1.6 MODELOS DE PROTOTIPOS
Un prototipo es una versin preliminar de un sistema de informacin o software con fines de
demostracin o evaluacin.
La construccin de prototipos puede ser una paradigma efectivo para la ingeniera del software,
la clave es definir las reglas del juego al comienzo; es decir, el usuario y el desarrollador se deben
poner de acuerdo en que el prototipo se construya para servir como un mecanismo de definicin
de requisitos, entonces se descarta en una parte y se realiza el software con una visin hacia la
calidad y la facilidad de mantenimiento.
El prototipo puede servir como un primer sistema, aunque este puede ser una visin idealizada,
tanto a usuarios como a desarrolladores les gusta el paradigma de construccin de prototipos, a
los usuarios les gusta el sistema real y a los que desarrollan les gusta construir algo
inmediatamente, sin embargo, la construccin de prototipos puede ser problemtica por las
razones siguientes:
Construir / revisar
maquetas
El usuario prueba la maqueta
Escuchar al usuario
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9 El usuario ve lo que parece ser una versin del trabajo del software, sin saber que con la prisa de hacer que funcione no se ha tenido en cuenta la calidad del software global o la facilidad
de mantenimiento a largo plazo. Cuando se informa de que el producto se debe construir otra
vez para que se puedan mantener los niveles altos de calidad, el cliente no lo entiende y pide
que se apliquen unos pequeos ajustes para que se pueda hacer del prototipo un producto
final. De forma demasiado frecuente la gestin de desarrollo del software es muy lenta.
9 El desarrollador a menudo hace compromisos de implementacin para hacer que el prototipo funcione rpidamente, se puede utilizar un sistema operativo o lenguaje de programacin
inadecuado simplemente porque est disponible y porque es conocido; un algoritmo eficiente
se puede implementar simplemente para demostrar la capacidad. Despus de algn tiempo, el
desarrollador debe familiarizarse con estas selecciones y olvidarse de las razones por las que
son inadecuadas. La seleccin menos ideal ahora es una parte integral del sistema.
Para la construccin de prototipos es necesario:
9 La identificacin de los requerimientos. 9 Un diseo rpido. 9 Utilizar el prototipo. 9 Revisar y mejorarlo. 9 El prototipo puede ser eliminado si no cumple los requerimientos. 9 El prototipo puede llegar a ser parte del producto final.
Ventajas de la construccin de prototipos:
9 tiles cuando los requerimientos son cambiantes. 9 Cuando no se conoce bien la aplicacin. 9 Cuando el usuario no se quiere comprometer con los requerimientos. 9 Cuando se quiere probar una arquitectura o tecnologa nueva. 9 Cuando se requiere rapidez en el desarrollo.
Desventajas de la construccin de prototipos:
9 No se conoce cuando se tendr un producto aceptable.
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9 No se sabe cuantas iteraciones sern necesarias. 9 Da una falsa ilusin al usuario sobre la velocidad de desarrollo. 9 Se puede volver el producto aun y cuando no este con los estndares requeridos.
1.7 CREACIN DE PROTOTIPOS DE SOFTWARE
El anlisis hay que hacerlo independientemente del paradigma de ingeniera de software que se
aplique, sin embargo, la forma que toma este anlisis vara.
En algunos casos es posible aplicar los principios operativos del anlisis y obtener un modelo de
software del que se pueda desarrollar un diseo, en otras situaciones, se realizan recopilaciones
de requisitos u otras tcnicas; se aplican los principios del anlisis y se construye un modelo del
software a fabricar denominado prototipo para que lo valore el usuario y el desarrollador.
Se justifica la tcnica de la creacin de prototipos de esta manera:
9 Los mtodos actuales ms recomendados para definir los requisitos de sistemas de negocio estn diseados para establecer un conjunto definitivo, completo, consistente y correcto de
requisitos antes de que el usuario disee, construya, vea o experimente el sistema. La habitual
y repetida experiencia industrial indica que a pesar del uso de tcnicas rigurosas, en muchos
casos los usuarios todava rechazan las aplicaciones por no considerarlas correctas o
completas cuando se han terminado. Consecuentemente se necesita una cara y prologada
revisin para armonizar la especificacin original con la prueba definitiva de las necesidades
operativas reales. En el peor de los casos, en vez de hacer una remodelacin del sistema
entregado, se abandona. Los desarrolladores pueden construir y probar en contra de las
especificaciones pero los usuarios aceptan o rechazan en funcin de las realidades operativas
actuales y verdaderas.
Aunque la cita anterior representa una visin extremista, su argumento fundamental es de peso,
en muchos, pero no en todos los casos, la construccin de un prototipo, emparejada
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probablemente con mtodos sistemticos de anlisis supone un enfoque eficaz de la ingeniera del
software.
1.8 SELECCIN DEL ENFOQUE DE CREACIN DE PROTOTIPOS
El paradigma de creacin de prototipos puede ser de dos tipos:
9 Prototipo Cerrado. Se denomina a menudo prototipo desechable este prototipo sirve nicamente como una basta demostracin de los requisitos, despus se desecha, y se hace una
ingeniera del software con un paradigma diferente.
9 Prototipo Abierto. Denominado prototipo evolutivo, emplea el prototipo como primera parte de una actividad de anlisis a la que seguir el diseo y la construccin, el prototipo de
software es la primera evolucin del sistema terminado.
Antes de poder elegir un enfoque abierto o cerrado, es necesario determinar si se puede crear un
prototipo del sistema a construir. Se pueden definir varios factores candidatos a la creacin de
prototipos: rea de aplicacin, complejidad, caractersticas del usuario y del proyecto.
Cualquier aplicacin que cree pantallas visuales dinmicas, interacte intensamente con el ser
humano o demande algoritmos o procedimientos de combinaciones que deban crearse de manera
progresiva, es un buen candidato para la creacin de un prototipo. Sin embargo, estas reas de
aplicacin deben ponderarse con la complejidad de la aplicacin.
Como el usuario debe interactuar con el prototipo en fases posteriores es esencial que:
9 Se destinan recursos del usuario a la evaluacin y refinamiento del prototipo. 9 El usuario sea capaz de tomar decisiones inmediatas sobre los requisitos.
En el siguiente cuadro se muestran un conjunto de seis tpicas respuestas a cada una de las
preguntas especficas que ayudarn en la seleccin del enfoque de creacin de prototipos:
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Seleccin del enfoque apropiado de creacin de prototipos:
PreguntaPrototipo desechable
Prototipo evolutivo
Trabajo preliminar adicional requerido
Se entiende el dominio de la aplicacin? Si Si NoSe puede modelar el problema? Si Si NoEst el usuario suficientemente seguro de los requisitos bsicos del sistema? Si/No Si/No NoEstn establecidos los requisitos y son estables? No Si SiHay requisitos ambiguos? Si No SiHay contradicciones en los requisitos? Si No Si
1.9 MTODOS Y HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DE PROTOTIPOS
Para que la creacin del prototipo de software sea efectiva debe desarrollarse rpidamente para
que el usuario pueda valorar los resultados y recomendar los cambios oportunos. Para poder crear
prototipos rpidos hay disponibles tres clases genricas de mtodos y herramientas:
9 Tcnicas de cuarta generacin. 9 Componentes de software reutilizables. 9 Especificaciones formales y entornos para prototipos.
9 Tcnicas de cuarta generacin. Comprenden una amplia gama de lenguajes de consulta e informes de bases de datos, generadores de programas y aplicaciones y de otros lenguajes no
procedimentales de muy alto nivel. Estas tcnicas permiten generar cdigo ejecutable
rpidamente son ideales para la creacin rpida de prototipos.
9 Componentes de software reutilizables. Otro enfoque para crear prototipos rpidamente es ensamblar ms que construir el prototipo mediante un conjunto de componentes software
existente. Un componente software puede ser una estructura de datos, un programa o un
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mdulo. En todos los casos se debe disear el componente software de manera que permita
ser reutilizado sin un conocimiento detallado de su funcionamiento interno.
La combinacin de prototipos con la reutilizacin de componentes de programa slo
funcionar si se desarrolla un sistema bibliotecario de manera que los componentes
existentes estn catalogados y puedan recogerse.
9 Especificaciones formales y entornos para prototipos. Durante las pasadas dos dcadas, se han desarrollado varios lenguajes formales de especificacin y herramientas como sustitutos
de las tcnicas de especificacin con lenguaje natural. Hoy en da los desarrolladores de estos
lenguajes formales estn desarrollando entornos interactivos que:
o Permitan al analista crear interactivamente una especificacin basada en lenguaje de un sistema o software.
o Invoquen herramientas automticas que traducen la especificacin basada en el lenguaje en cdigo ejecutable.
o Permitan al usuario usar el cdigo ejecutable del prototipo para refinar los requisitos formales.