Conceptos Fundamentales de

UNIVERSIDAD DEL ROSARIO
ESCUELA DE CIENCIAS HUMANAS
PROGRAMA DE CICLO BASICO
Nombre de la Asignatura: Conceptos Fundamentales de la Técnica
1. Justificación y Ubicación en el Programa
El conocimiento debe siempre estar dentro del contexto en el cual será utilizado. Las apreciaciones –
objetivas o subjetivas- que se puedan hacer respecto a una misma situación, revelan “verdades” o
conocimientos que son válidos en una circunstancia e inútiles en otra. Existen situaciones problemáticas
que precisan epistemologías específicas y que, por sí solas, constituyen elementos de construcción del
conocimiento. Al conocer como se actúa cuando se enfrentan estas situaciones, que no son familiares, se
adquiere una forma de pensar cuyas metodologías de análisis, conceptos y experiencias ayudan a entender
el “Por qué?” y el “Cómo?” de muchos elementos cotidianos relacionados con la solución de esta situación
problemática. Cualquier artefacto o máquina creada por el género humano posee una historia, un proceso
de construcción y un funcionamiento únicos; su evolución y utilización generan hábitos, culturas, formas
de ver el mundo y de relacionarse con los demás. En esta asignatura se muestra el aspecto técnico de los
artefactos y las máquinas que han marcado el desarrollo del mundo tal como lo conocemos. Para esto
estudiará el Proceso de Diseño como herramienta de creación y de exploración del pensamiento técnico.
También se estudiarán momentos técnicos importantes que produjeron cambios fundamentales en la
forma de percibir el mundo que nos rodea.
2. Objetivos
Desarrollar en los estudiantes el pensamiento técnico utilizado en la resolución de problemas concretos de
diversa índole
Introducir a los estudiantes en las nociones básicas de la física
Mostar cómo los conceptos fundamentales de la física son utilizados en procesos técnicos de fabricación,
construcción y diseño de estructuras y máquinas
Establecer un contexto -histórico y social- alrededor de eventos técnicos que afectaron la forma de ver,
pensar o hacer lo cotidiano
3. Logros
Por habilidades:
a) Los estudiantes entenderán los fundamentos básicos de la física
b) Los estudiantes entenderán cómo la física y la técnica –y en algunos casos la matemática- se involucra en
el diseño de las máquinas
c) Los estudiantes observarán las relaciones que se establecen entre la técnica y sus manifestaciones y la
sociedad
d) Los estudiantes utilizarán el Proceso de Diseño para dar solución a problemas concretos
Por contenidos:
a) Los estudiantes conocerán textos básicos sobre la historia de la técnica
b) Los estudiantes conocerán los conceptos básicos de la física
c) Los estudiantes conocerán algunos aspectos de la relación ciencia-técnica, antes y después de la
revolución industrial.
4. Contenidos y lecturas por sesiones
Sesión 1: Presentación del curso. Ciencia, Técnica y Tecnología.
Taller de Trabajo en equipo
Sesión 2: La Relación Técnica-Sociedad
Lecturas: Capítulo 1, Cien años de Soledad, Gabriel García Márquez, Cualquier edición. “Técnica, arte,
ciencia, cultura”, en La dignidad del coraje, Ramón De Zubiría.
Sesión 3: Equilibrio
Equilibrio Estático y Elasticidad, Capítulo 12, en Física Tomo 1., Raymond A. Serway. “Acueducto
Romano de Nimes” en Investigación y Ciencia. Mayo 1989 George Hauck. “La Torre Inclinada de Pisa”
en Investigación y Ciencia. Febrero 1996 Paolo Heininger. “El Puente Colgante más Largo del Mundo”
en Investigación y Ciencia. Febrero 1998 Satoshi Kashima y Makoto Kitagawa.
Sesión 4: Proyecto en Clase Relacionado con la Sesión 3.
Sesión 5 : Fluidos
Mecánica de Fluidos, Capítulo 15, en Física Tomo 1., Raymond A. Serway. “El Trirreme Navega de
Nuevo”, en Investigación y Ciencia, Junio 1989, John. Coates. “La Recuperación del Vasa”, en
Investigación y Ciencia Diciembre 1993, Lars- Åke Kvarning.
Sesión 6: El Proceso de Diseño
Del Dios del Fuego a la Máquina de Vapor. Capítulo 3. Nicolás García Tapia.
http://www.oscarbarajas.com/design.html
http://www.prodigyweb.net.mx/jpbaca/proceso.htm
http://www.bergen.org/ECEMS/class/des.htm
Sesión 7: The Incredible Machine – TIM (Software)
Sesión 8: Evaluación de proyecto relacionado con la Sesión 5
Sesión 9: Mecánica, máquinas simples, elementos mecánicos, movimiento
Movimiento en Dos Dimensiones, Capítulo 4, en Física Tomo 1., Raymond A. Serway. “El Trabuco”.
en Investigación y Ciencia, Septiembre 1995, Paul Chevedden. et. al.
http://icarito.latercera.cl/enc_virtual/e_tecologica/maquinas/maquinas_simples.htm
Sesión 10: Energía
Trabajo y Energía, Capítulo 7 y Energía Potencial y Conservación de la Energía, Capítulo 8, en Física
Tomo 1., Raymond A. Serway. “Catapultas Antiguas”, en Investigación y Ciencia, Mayo 1979, Paul
Chevedden. “La Ballesta”, en Investigación y Ciencia, Mayo 1985 Vernard Foley et. al.
Sesión 11: Calor
“La Revolución Mecánica de Watt” en Revista Universidad de Antioquia. Ene-Mar 1990. Gabriel
Poveda Ramos.
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0314-01/la_maqva.htm
http://www.coiim.es/enla/Historia%20Industria/vapor.htm
http://biblioteca.redescolar.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/05/htm/maqvapor.htm
http://www.cec.uchile.cl/~roroman/cap_10/cap_10.htm#general
Sesión 12: Evaluación de Proyecto relacionado con la Sesión 9
Sesión 13: Electricidad y Electromagnetismo
“De los Antiguos a los Modernos Mitos de la Electricidad” en Innovación y Ciencia. Vol. 8. N°1. 1999.
Horacio Torres Sánchez. El domador de la electricidad: Tomas Alva Edison, Roberto Sayavedra
http://ps1.eis.uva.es/java/carinuri/pagshtml/electric.htm
Sesión 14: Ondas
Movimiento Ondulatorio, Capítulo 16 y Ondas Sonoras, Capítulo 17, en Física Tomo 1., Raymond
A. Serway. “La física de los instrumentos de viento” Alma C. Zook.
http://www.walter-fendt.de/ph11s/emwave_s.htm
http://www.cec.uchile.cl/~cutreras/apuntes/node129.html
Sesión 15: Procesos de Fabricación. Otras máquinas
“CAD/CAM Revolución Tecnológica”. Ingeniería Mecánica (Medellín). N° 10 – 1985. Juan Manuel
Duque. “Computación y supercomputación en CAD” en Innovación y Ciencia. Vol. 5, no. 5. 1996 José
Tiberio Hernández.
http://www.itchihuahuaii.edu.mx/carreras/ii/T2I5.asp
Sesión 16: Evaluación del Proyecto Final, Problema creado utilizando TIM
5. Principales Prácticas Pedagógicas a Utilizar
La clase normalmente se dividirá en dos partes. En la primera el profesor expondrá conceptos –físicos o
técnicos- relacionados con el tema a tratar en la sesión y que previamente han sido estudiados por los
estudiantes en las lecturas recomendadas para cada una de las sesiones. En la segunda se hará énfasis en la
aplicación de dichos conceptos mediante la comprensión de fenómenos cotidianos relacionados o en su
utilización en el diseño y construcción de máquinas.
En cuatro de las sesiones se llevará a cabo un trabajo práctico en el que los estudiantes mostrarán el grado
de apropiación de los conceptos teóricos estudiados. Este se verá reflejado en la materialización de
proyectos que resolverán problemas concretos (ver anexo).
6. Formas de Evaluación
a.
b.
c.
d.
e.
Proyecto Equilibrio
Proyecto Fluidos
Proyecto Energía y Movimiento
Proyecto Final – Problema en TIM
Participación y argumentación en clase
20%
20%
20%
20%
20%
El proceso llevado a cabo para construir cada uno de los proyectos debe ser recopilado en un trabajo
escrito en el que los estudiantes explicarán, desde el contexto en el cual se inició el proyecto, hasta los
problemas que surgieron en su montaje. La nota final de cada uno de los proyectos será la combinación de
la nota del artefacto realizado (50% de la nota final), de la recopilación escrita presentada (25% de la nota
final) y de la coevaluación que realicen los estudiantes del curso (25% de la nota final). Esto para los tres
primeros proyectos del semestre. Para el Proyecto final el 25% correspondiente a la nota del informe
escrito se adicionará a la nota obtenida por la coevaluación realizada por los participantes de la materia.
Para la participación y argumentación en clase se tendrá en cuenta diversas actividades de evaluación
realizadas en clase o trabajos de investigación.
7. Bibliografía Recomendada
Inventors in action: the story of the steamboat. Flexner, James Thomas. New York : Collier Books,
1962.
CIM. Principles of Computer-Integrated Manufacturing. Jean-Baptiste Waldner. J. Willey & Sons.
Historia de las Técnicas. Jacomy, Bruno
Técnica y Civilización. Mumford, Lewis
8. Abstract
El curso busca dar a los estudiantes los elementos necesarios para que adquieran habilidades en el manejo
del pensamiento técnico y los conocimientos alrededor de este. Todo esto desde la resolución de
problemas aplicando el proceso de diseño e involucrando la teoría física necesaria para el desarrollo y
construcción de artefactos o máquinas. También se estudian los principales hitos en la historia de la
técnica, representados en artefactos o máquinas de influencia decisiva en el desarrollo del mundo.
ANEXO
Proyecto Equilibrio
Objetivo: Se debe construir -en un tiempo máximo de dos horas y media- una estructura capaz de soportar,
sin desbaratarse, una botella de agua de 250cc llena, a la mayor altura posible.
Materiales: Bandas elásticas de caucho y varitas de madera
Metodología: El trabajo se realizará en la quinta sesión de clase. Obtendrán nota aprobatoria quienes logren
construir una estructura que sostenga la botella de agua de 250cc llena sin que se desbarate. La mayor
valoración la tendrá quien pueda sostener la botella de agua a mayor altura. Todos tendrán la misma
cantidad de bandas elásticas y de varitas de madera para trabajar. La coevaluación realizada por los
estudiantes estará relacionada con los aspectos estéticos, de aprovechamiento de los materiales y de trabajo
en equipo.
Informe: El proyecto será complementado con un escrito posterior en el que se recopilarán opiniones,
problemas y conclusiones de la experiencia
Proyecto Fluidos (Barco)
Objetivo: Se debe construir un barco pequeño con la característica particular de cargar un determinado
peso sin hundirse.
Materiales: Libres
Metodología: Aplicando la teoría explicada en la sexta sesión y teniendo como ejemplo las lecturas
recomendadas, los estudiantes diseñarán y construirán un pequeño barco que permita el transporte de una
pequeña carga. La condición esencial será que al ser superada esta carga el barco se hunda. Los grupos
tendrán distintos valores de carga. Obtendrán nota aprobatoria quienes construyan el barco de tal forma
que al ser sometido a 1,2 veces –máximo- la carga establecida se hunda. La coevaluación realizada por los
estudiantes estará relacionada con los aspectos estéticos, de calidad del trabajo realizado, originalidad en los
materiales utilizados y de trabajo en equipo.
Informe: El proyecto se complementará con un informe en el que se explicarán las actividades realizadas
durante su desarrollo. También deben incluirse los cálculos teóricos involucrados y los bosquejos
realizados en el Proceso de Diseño.
Proyecto Fluidos (Paracaídas)
Objetivo: Demorar el mayor tiempo posible la caída de 250 gramos de café utilizando un paracaídas con el
menor área posible.
Materiales: Plástico, pita, hilo nylon, colbón o pegante bóxer.
Metodología: Aplicando la teoría explicada en la sexta sesión de clase y realizando la investigación
necesaria, los estudiantes, en grupos de máximo tres personas, deben construir un paracaídas, con la menor
área posible, que demore el mayor tiempo posible la caída de 250 gramos de café del segundo al primer
piso del Patio de Cuenteros. La nota correspondiente será el cómputo de dos notas, la primera se obtendrá
al clasificar los tiempos de caída de cada uno de los de los grupos asignando la nota más alta al mayor
tiempo logrado; la segunda será el resultado de calcular el área del paracaídas y asignar la nota más alta al
área más pequeña. El 60% de la nota se asignará a la obtenida por el tiempo de caída y el 40% restante a la
nota del área del paracaídas. Cada grupo sólo tendrá tres oportunidades de lanzamiento del paracaídas, es
decir, registrará tres tiempos de caída, el mayor de estos se tomará como tiempo definitivo. La
coevaluación realizada por los estudiantes estará relacionada con los aspectos estéticos, de
aprovechamiento de los materiales, de trabajo en equipo y de cumplimiento en la entrega del trabajo.
Informe: El proyecto se complementará con un informe en el que se explicarán las actividades realizadas
durante su desarrollo. También deben incluirse los cálculos del área correspondiente, los bosquejos
realizados en el Proceso de Diseño y los problemas presentados en su construcción.
Proyecto Energía y Movimiento (Lanzamiento de un Objeto)
Objetivo: se debe construir una máquina o artefacto que lance un proyectil a una distancia determinada.
Materiales: Madera, balso, cartón, colbón, cuerda, resortes, puntillas, tornillos.
Metodología: Teniendo en cuenta la teoría y las lecturas de la Sesión 10, los estudiantes diseñarán y
construirán un artefacto o máquina que lance un proyectil. El peso del proyectil y la distancia a la que debe
ser arrojado serán distintas para cada grupo. El proyectil debe caer lo más cerca posible a la distancia
asignada. Obtendrán nota aprobatoria quienes consigan arrojar el proyectil en un intervalo de 0,85 –
mínimo- a 1,15 –máximo- veces la distancia asignada. Los estudiantes tendrán sólo tres oportunidades de
lanzamiento del proyectil y de estas se tomará la distancia más cercana a la distancia asignada. La mayor
nota se asignará al grupo que arroje el proyectil lo más cerca posible a su correspondiente distancia. La
coevaluación de los estudiantes estará relacionada con los aspectos de calidad del trabajo realizado,
presentación estética del artefacto y cumplimiento en la entrega del trabajo.
Informe: El proyecto se complementará con un informe en el que se explicarán las actividades realizadas
durante su desarrollo. También deben incluirse los cálculos teóricos involucrados y los bosquejos
realizados en el proceso de diseño.
Proyecto Final – Problema en TIM
Objetivo: Construir un problema personalizado en el programa “The Incredible Machine”
Metodología: Empleando la opción “Free From Machine”, utilizada para construir problemas nuevos en el
Programa The Incredible Machine, los estudiantes crearán su propia solución. Esto con el fin de apropiar
conceptos como “secuencialidad” y “ensayo y error”. Las condiciones del problema se cambiarán
radicalmente respecto a las condiciones normales del juego (gravedad cero, alta presión atmosférica, etc.)
El criterio fundamental de aprobación será la complejidad del problema a resolver y la sencillez de la
solución propuesta. Todos los estudiantes del grupo harán parte del proceso evaluativo.