Herramientas y objetos
visuales de SIMULACIÓN DE FENÓMENOS
FÍSICOS
QUÉ ES SIMULACIÓN?
Aunque la mayoría de la gente tiene una
ligera idea de lo que es la simulación, existe mucha confusión de términos y
conceptos que se aclararán en esta etapa. Por ejemplo, podemos pensar en los
juegos de niños donde actúan como si fuesen vaqueros (cowboys) en un pueblo del Oeste Americano de hace un siglo. Pero
esta intuición a menudo no se corresponde con la definición formal de
simulación. Lo que usualmente sí se tiene claro es que cada vez resulta más
importante en el mundo de la ciencia y la tecnología, la economía, las ciencias
sociales, etc. Es una herramienta básica en investigación y es esencial como
herramienta de entrenamiento.
Respecto al fenómeno de origen se
clasifica en los siguientes tipos:
Similitud Física: este es el tipo de
similitud que más se asocia cuando se habla de simulación en general y
concretamente en realidad virtual aplicada a la simulación, aunque no por esto
es más importante que los otros tipos. Este tipo comprende diversas componentes
de similitud que pueden ser o no importantes en cada caso: visual, sonora,
mecánica, química, táctil, etc.
Similitud
Probabilística: este tipo proviene del comportamiento del fenómeno de origen. La disciplina
de la estadística conocida por análisis
de probabilidad se encarga de estudiar la probabilidad con que un
fenómeno tiende a manifestarse. Por lo tanto, la similitud probabilística hace referencia a las propiedades
funcionales del fenómeno de estudio.
Similitud
Conceptual: esta similitud hace referencia a las estructuras internas del fenómeno
de estudio y a como están organizadas. Por esta razón, se pueden definir la
siguientes propiedades de la similitud conceptual: asociativa, por analogía,
estructural, etc.
TIPOS DE SIMULACIONES
En este punto, en que ya se ha definido
lo que se entiende por modelo y
por simulación, se pasará
a ver qué tipos generales de simulación se definen habitualmente:
Persona - Persona: Simulaciones de
tipo social en las que se estudian las reacciones de personas o colectivos. Por
ejemplo: entrenamiento de entrevistas de trabajo. Se sitúa a dos personas en
los papeles de entrevistador y entrevistado y después de actuar durante un período
de tiempo, se intercambian los papeles para poder entender los
procesos inversos.
De Sistema: Simulaciones donde
se reproduce físicamente un sistema físico, químico, biológico, etc., bajo unas
condiciones controladas. Por ejemplo, una reacción química de la naturaleza
controlada en situación de laboratorio.
Persona -
Ordenador: Simulaciones donde la persona responde a unas cuestiones planteadas
por el ordenador. Por ejemplo, entrenamiento mediante juegos de estrategia
financiera, simuladores de vuelo, etc.
Por
Ordenador: No requieren interacción. A partir de una entrada, un programa
(conjunto de reglas de decisión) la transforma obteniendo una salida.
Usualmente responden a sistemas estocásticos,
es decir, basados en probabilidad.
La aplicación de las nuevas tecnologías de la
información y la comunicación en el ámbito escolar, en todos los niveles es
quizás, uno de los principales desafíos de la educación en este final de siglo.
Internet es imprescindible para la educación, no solamente porque se trata de
un medio didáctico de posibilidades insospechadas, sino por sus cualidades
intrínsecas: el uso eficaz de Internet, se está convirtiendo en un contenido
educativo: navegar por las páginas web, bajar archivos, enviar y recibir
mensajes, participar en debates, elaborar la propia web, etc. formarán parte de
las tareas cotidianas de un estudiante.
El éxito de Internet en el ámbito educativo dependerá del esfuerzo
presupuestario, organizativo, y de creación de contenidos que sean capaces de llevar
a cabo las personas individuales y las entidades implicadas en la Educación:
profesores, centros de enseñanza, gobiernos, ...
La reforma de los planes de estudio, las nuevas
posibilidades de los formatos multimedia y las experiencias de innovación educativa
desarrolladas, hicieron aconsejable la convocatoria, en el marco del III Plan
Nacional de I+D, de una línea de ayudas y subvenciones para promover la
elaboración de contenidos para las materias básicas científico-técnicas con
nuevos planteamientos docentes: "... reorientando sus enfoques
tradicionales superando los planteamientos exclusivamente teóricos o
enciclopédicos, .... aumentando el carácter aplicado que cada materia debería
tener en función de los estudios."(1)
El proyecto denominado "Física con ordenador", un curso interactivo
de Física en Internet, elaborado por el autor de este artículo, fue aprobado
por la CICYT en febrero de 1997, finalizándose en diciembre de 1998.
El Curso Interactivo de Física en Internet
constituye una parte del sitio web denominado "Física con ordenador".
A lo largo de 1999 se ha ido ampliando con un Curso en Lenguaje Java, y otro de
Procedimientos Numéricos en Lenguaje Java. Ambos, están pensados para promover
y ayudar en su caso, a los profesores interesados (habitualmente, no
programadores) a crear programas interactivos en el ámbito de Internet.
Las ventajas que presenta Internet para un autor de
contenidos educativos son significativamente mayores que otros medios: impresos
(libro) o en formato CD-ROM:
- La
audiencia potencial es muchísimo mayor
- La
posibilidad de publicar los materiales de enseñanza a medida que se van
elaborando
- La
posibilidad de modificarlos una vez publicados, y tantas veces como se
precise.
- Las
opiniones y comentarios recibidos a través del correo electrónico,
permiten mejorar el producto, que puede considerarse en constante
perfeccionamiento y por tanto, nunca acabado.
En cuanto a las desventajas podemos citar, que de
momento no se pueden incorporar elementos multimedia tan importantes como el
sonido y vídeo, debido a la baja velocidad de transmisión de las líneas
telefónicas y en general, a la saturación de Internet debido a su crecimiento
exponencial.
Cada uno de los 110 programas
interactivos tiene unos objetivos concretos y un diseño totalmente diferente.
Por tanto, es difícil clasificarlos en distintas categorías. Se han simulado
numerosos fenómenos físicos, experiencias de laboratorio y se han creado los
denominados problemas-juego.
La simulación de experiencias de laboratorio, se
pueden dividir en dos categorías, aquellas que se pueden llevar a cabo en el
laboratorio escolar, pero no tienen la intención de sustituir a las
experiencias reales, sino de servir de preparación a las mismas. Como ejemplo
podemos poner, el estudio de los movimientos rectilíneos, el calibre, la medida
de la viscosidad de un fluido por el método de Stokes.Ahora bien, la simulación de experiencias de laboratorio es un buen recurso didáctico cuando aquellas son inaccesibles al laboratorio escolar, bien por ser costosas, peligrosas o difíciles de montar. Por ejemplo, algunos applets simulan aparatos como el espectrómetro de masas o los aceleradores de partículas.
Fenómenos
físicos
1.
Utiliza eficientemente los navegadores para buscar y
seleccionar información acerca de principios matemáticos
y fenómenos físicos?
y fenómenos físicos?
2.
Que diferencia existe entre los principios matemáticos y
los fenómenos físicos?¿cuál su relación?.
Principio matemático:
principio matemático es la que recoge sus conocimientos en mecánica y cálculo matemático.
Fenómenos físicos:
fenómenos físicos son transformaciones transitorias donde las mismas sustancias se encuentran antes y después del fenómeno es decir no ay alteración en su estructura molecular es fácilmente reversible mediante otro fenómeno físico.
similitudes:
elabora teorías y modelos usando lenguajes con el fin de ex www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htmplicar y comprender fenómenos físicos aportando las herramientas necesarias no solo para el análisis si no para la predicción del comportamiento de los sistemas físicos.
principio matemático es la que recoge sus conocimientos en mecánica y cálculo matemático.
Fenómenos físicos:
fenómenos físicos son transformaciones transitorias donde las mismas sustancias se encuentran antes y después del fenómeno es decir no ay alteración en su estructura molecular es fácilmente reversible mediante otro fenómeno físico.
similitudes:
elabora teorías y modelos usando lenguajes con el fin de ex www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htmplicar y comprender fenómenos físicos aportando las herramientas necesarias no solo para el análisis si no para la predicción del comportamiento de los sistemas físicos.
EJEMPLOS
REMOLINOS
DE FUEGO
Un remolino de fuego, también llamado tornado de fuego, es un raro fenómeno en el cual el fuego, bajo ciertas condiciones (dependientes de la temperatura del aire y las corrientes), adquiere una verticidad vertical y forma un remolino o una columna de aire de orientación vertical similar a un tornado.
AURORA BOREAL
Aurora es el nombre que se le da al juego de luces celestes provocadas por un fenómeno electromagnético al chocar las partículas eléctricas procedentes del Sol con el campo magnético de la Tierra. Este fenómeno se observa mayormente en periodos de alta actividad solar y de tempestad magnéticas. Cuando la aurora ocurre en el polo norte se llama aurora boreal.
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FENÓMENO ELECTROMAGNÉTICO
Todos Los Fenómenos Que Involucran Cargas En Movimiento Producen Los Llamados Fenómenos Electromagnéticos. Por Ejemplo Una Carga En Movimiento Produce Un Campo Magnético, Los Campos Magnéticos Que Varían Con El Tiempo Producen Corrientes En Un Conductor. Un Campo Magnético Que Varía Con El Tiempo Produce Un Campo Eléctrico Variable Y Este A Su Vez Un Campo Magnético Variable. Este Fenómeno Está Relacionado Con Las Ondas Electromagnéticas
EJEMPLOS
DE HERRAMIENTAS Y OBJETOS VISUALES DE SIMULACIÓN DE FENÓMENOS
NATURALES
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