Programa de simulación para la realización de una práctica virtual en la asignatura de Análisis Orgánico (MAQOLab)

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Matemática, Física y Computación Licenciatura en Ciencias de la Computación. ¨Programa de simulación para la realización de una práctica virtual en la asignatura de Análisis Orgánico (MAQOLab)¨. Autor: Yoandy García apezteguía Tutores: Dr. Vicente Molina Padrón Dra. Yolanda Rodríguez Rivero. Santa Clara 2007 ¨Año 49 de la Revolución¨.

(2) Declaración de autoría. Hago constar que el presente trabajo fue realizado en la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de Ciencias de la Computación, autorizando a que el mismo sea utilizado por la institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos ni publicado sin la autorización de la Universidad.. Firma del autor. Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdos de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del tutor. Firma del jefe del Seminario.

(3) Pensamiento. "El verdadero valor del ser humano está determinado primeramente por la medida y el sentido que lo han hecho liberarse de sí mismo." Albert Einstein.

(4) Dedicatoria. A mi madre y abuela por brindarme tanto amor, apoyo y sacrificarse tanto por mí. A mi padre donde quiera que esté ahora y que no pudo verme graduado..

(5) Agradecimientos. A Yumar Acosta García por su apoyo incondicional e incansable. A mis tutores, por toda la ayuda que me proporcionaron. A Richiel Alonso que no falló cuando me hizo falta A Deimis Chacón por sus siempre brillantes ideas. A Adanay Fumero Perez por sus buenos consejos y aliento brindado. A Yoel negrín por su colaboración..

(6) Resumen El presente trabajo se basa en el uso de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en el desarrollo de un software educativo (MAQOLab) para apoyar la enseñanza de la asignatura “Análisis Orgánico”, la cual se imparte en el 5to año de la carrera de Licenciatura en Química. El producto cuenta con un módulo de administración que permite la continua actualización de los datos aquí involucrados, puede ser fácilmente instalado y no requiere de grandes potenciales de hardware para su uso..

(7) Abstract The present work makes use of the Technologies of Information and Communications through the development of an educative software (MAQOLab) to support the teaching of the subject “Organic Analysis”, which is taken in fifth year in the career of Chemistry. This product consists of an administration module that allows the continuous update of the data involved, it can easily be installed and does not require potent hardware characteristics to be used..

(8) TABLA DE CONTENIDOS pag. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................... 1 CAPÍTULO I: TENDENCIA ACTUAL DE LA INFORMÁTICA EDUCATIVA EN LA CIENCIA...................... 4 1.1 La computadora como mediadora del proceso de enseñanza - aprendizaje. ............................................. 4 1.2 La Informática Educativa en la enseñanza de la Ciencia. ......................................................................... 5. 1.2.1 La Informática al servicio de la Educación. ..........................................................5 1.2.2 Objetivos para incorporar la Informática Educativa al aprendizaje de la ciencia..6 1.3 La computadora en la enseñanza de la Química. Ejemplos prácticos....................................................... 8 1.4 Enfoque metodológico para trabajar en ciencias con el apoyo de las TIC.............................................. 10 1.5 Los laboratorios virtuales en la enseñanza.............................................................................................. 11 1.6 Conclusiones del Capítulo. ..................................................................................................................... 14 CAPÍTULO II: ARQUITECTURA DEL SOFTWARE....................................................................................... 15 2.1- Algunos elementos de Delphi................................................................................................................ 15 2.2- Implementación del software................................................................................................................. 17. 2.2.1- Diagramas de casos de uso y actores..................................................................17 2.2.2- Diagramas de transición de estados....................................................................18 2.2.3- Diagrama de despliegue. ....................................................................................20 2.2.4- Descripción y diagrama de clases.......................................................................22 CAPÍTULO III: MANUAL DE USUARIO ........................................................................................................ 29 3.1- Entrando a MAQOLab. ......................................................................................................................... 29 3.2- Módulo de administración ..................................................................................................................... 29. 3.2.1- Opción “Sustancias”...........................................................................................30 3.2.2- Opción “Preguntas”. ...........................................................................................37 3.2.3- Eliminando datos flotantes y mejores prácticas. ................................................41 3.2.4- Usuarios..............................................................................................................41 3.3- Módulo del estudiante. .......................................................................................................................... 42 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................. 50 RECOMENDACIONES .................................................................................................................................... 51 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................ 52 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................................ 53 ANEXOS .......................................................................................................................................................... 54.

(9) Introducción. INTRODUCCIÓN Las exigencias de la Sociedad del Conocimiento y los diagnósticos sobre Educación piden a los docentes del siglo XXI una mayor incorporación de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), en sus diseños educativos y en la gestión del aula y del Centro. Por otra parte, las insuficiencias que presenta hoy la enseñanza de la química experimental en los Centros de Educación Superior del país son el resultado directo de las dificultades económicas que se enfrentan; en particular, la carencia de recursos materiales afecta el desarrollo de las prácticas de laboratorio y se hace necesario, por tanto, buscar una alternativa para atenuar esas dificultades. A lo anterior se suma la necesidad de afrontar dos grandes retos de la educación en este siglo XXI: 1) La necesidad de desarrollar acciones concretas en el ámbito académico para preservar y,. en lo posible, recuperar lo que nos queda de medio ambiente, suministrando a las nuevas generaciones de un espacio y recursos naturales, que les permitan desarrollarse con la dignidad y posibilidades a las que todo ser humano tiene derecho. Lo anterior demanda del docente un cambio de paradigma en el proceso enseñanza-aprendizaje. 2) El desarrollo e implementación de estrategias de enseñanza, dirigidas a desarrollar. habilidades y actitudes en los estudiantes que los preparen para la futura sociedad de la información, donde deberán ser capaces como profesionales de tomar decisiones que permitan resolver genuinamente los problemas de economía, estado y medio ambiente derivados del desarrollo tecnológico, industrial y social de la última parte del siglo XX. Esto último demanda el ejercicio del principio de compartir los recursos y conocimientos que se dispongan, a través de la práctica de aprendizajes colaborativos. En la carrera de Licenciatura en Ciencias Químicas de la UCLV se imparte, entre otras, la disciplina de Química Orgánica. Las dificultades que se presentan en el proceso de. 1.

(10) Introducción enseñanza-aprendizaje de esta disciplina obedecen a diversos motivos; entre ellos cabe destacar la imposibilidad de realizar prácticas de laboratorio reales debido a la carencia de recursos, tales como reactivos y equipos de laboratorio. Por lo tanto, se hace necesario buscar una alternativa que contribuya a atenuar estas dificultades y permita elevar la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje en esta disciplina. El trabajo que se presenta consiste en la elaboración de un programa informático para la simulación de una práctica de laboratorio en la asignatura de Análisis Orgánico que sirva de apoyo al laboratorio real , o sea, con el desarrollo e implementación de este software no se pretende sustituir los métodos tradicionales de enseñanza de la química sino que el estudiante vea en él una introducción a la práctica real, que le sirva de soporte y sea como una herramienta más de aprendizaje en la carrera. Teniendo en cuenta las consideraciones esbozadas, así como el trabajo propuesto, surgieron las siguientes: Preguntas de investigación:. •. ¿Qué características debe poseer el programa, de manera que permita a los estudiantes, al desarrollar la práctica de manera virtual, comprobar las propiedades químico-físicas de determinados compuestos orgánicos?. •. ¿Podrán los estudiantes caracterizar el compuesto orgánico e identificar qué tipo de sustancia es, a partir de las facilidades que brinde el software?. Ante tales interrogantes nuestra investigación se propone demostrar la siguiente: Hipótesis. El software es capaz de contribuir al desarrollo de habilidades de laboratorio y permite comprobar. las. propiedades. de. algunas. sustancias. orgánicas,. posibilitando. su. caracterización. Para corroborar estas hipótesis se propone como:. 2.

(11) Introducción Objetivo general. Elaborar un software para simular las diferentes fases del análisis químico, que permitan la caracterización e identificación de sustancias orgánicas. Para el mejor desarrollo del trabajo se trazaron los siguientes Objetivos específicos:. 1) Realizar un estudio sobre diferentes sustancias orgánicas y sus propiedades químicas más específicas, así como los experimentos necesarios para determinarlas. 2) Elaborar un software que permita simular los experimentos necesarios para caracterizar sustancias orgánicas desconocidas y poder identificarlas. 3) Contribuir con la utilización del software al proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura “Análisis Orgánico”. El primer objetivo específico se desarrolla en otro trabajo de diploma y abarca una serie de análisis químico–físicos que se le realizan a un grupo de sustancias orgánicas para determinar sus principales características y propiedades, todo esto le sirve de base al segundo objetivo y ambos conjuntamente conducirían a lograr el tercer objetivo. Justificación y Viabilidad de la Investigación.. Valor metodológico: Los resultados de este trabajo ofrecen la posibilidad de introducir un programa informático en todos los Centros de Educación Superior, dirigido a la enseñanza de la Química Orgánica a la vez que sirve como referencia para la ejecución de proyectos similares. Valor práctico: Permite la realización de prácticas de laboratorio de Química Orgánica de manera virtual contribuyendo al ahorro de recursos, evita accidentes de laboratorio, aleja al estudiante del poder tóxico de mucha de estas sustancias, evita la contaminación medioambiental, contribuye a la formación integral de los futuros especialistas químicos con el uso de las TIC.. 3.

(12) Capítulo I. CAPÍTULO I: TENDENCIA ACTUAL DE LA INFORMÁTICA EDUCATIVA EN LA CIENCIA. 1.1 La computadora como mediadora del proceso de enseñanza aprendizaje. El mundo se encuentra ante el nacimiento de la “sociedad de la red”, una red centrada en las tecnologías de la información y la comunicación (Internet). El empleo de esta sociedad de la información con fines educativos es un campo abierto a la reflexión y a la investigación. De hecho, algunos expertos afirman que debe verse además como una “sociedad del aprendizaje”. Proliferan hoy términos como 'multimedia', 'hipermedia', 'hipertexto', ' interactividad', ‘autopista de la información'. Hay quienes piensan que nunca van a poder ordenar todos estos nuevos conceptos y los procesos que sustentan. Más preocupante es aún saber que se dependerá de ellos en lo adelante y en gran medida. Para tratar de dar respuesta a esta velocidad tecnológica se han elaborado en el mundo nuevas teorías del aprendizaje que. aprovechan de las computadoras. su potencial y. fortaleza específica para presentar, representar y transformar la información (simulación de fenómenos y procesos), y para inducir formas específicas de interacción. En las nuevas teorías para el aprendizaje a través de la computadora, tiene mucha importancia el desarrollo de sistemas interactivos entre el estudiante y la máquina, y de sistemas colaborativos entre grupos de estudiantes. Esto se debe a que se sabe lo atractivo y fácil que resulta interactuar con sistemas que incluyan sonidos, imágenes, videos. Se puede definir la multimedia como el empleo en la computadora de múltiples tipos de información, entre los cuales además de los clásicos (textos, gráficos, números), están el sonido, las imágenes o secuencias animadas, fotografías y vídeos (Felman 1994; Rosch. 4.

(13) Capítulo I 1996). La disponibilidad en el mercado de PC´s cada vez más potentes y de bajo costo que traen incorporadas en la motherboard. dispositivos de sonido y vídeo, así como el. abaratamiento de periféricos como CD-ROMs, cámaras digitales, tarjetas de captura de vídeo (etc) ha impulsado el auge de las técnicas de multimedia y su asentamiento en el mercado de la informática. No puede soslayarse el papel desempeñado por la evolución de los entornos gráficos, que permiten utilizar y procesar de forma más sencilla la información multimedia (Vaughan 1995). El empleo de la misma facilita la interacción hombremáquina, haciéndola más intuitiva y cómoda. Sobre la base de lo anteriormente expuesto, se puede inferir la importancia que reviste el uso de la computadora no sólo como la pantalla y teclado que tenemos delante, sino insertada en el mundo, como si pudiera brindarnos todo el caudal de conocimientos que este posee en torno a cualquier disciplina en estudio.. 1.2 La Informática Educativa en la enseñanza de la Ciencia. 1.2.1 La Informática al servicio de la Educación. En la actualidad, la estrecha relación que mantienen la educación y la tecnología multimedia se conoce como Informática educativa. En esta nueva área, la Informática se utiliza para lograr objetivos tan diversos como educar a los mismos alumnos dentro de las aulas, crear programas de educación a distancia, crear programas de autoaprendizaje, y para capacitar al personal de las empresas e instituciones que lo requieran. La informática resulta una herramienta pedagógica necesaria muy útil para enfrentar el mundo que nos rodea, pero que debe ser considerada con el merecido compromiso por cualquier institución. El uso del software como parte de la enseñanza, como herramienta de trabajo de alumnos y de docentes, como recurso administrativo o como medio de comunicación masivo es una manera de aceptar y aprovechar estos cambios sociales. El uso de redes locales (dentro del mismo colegio o empresa) y redes globales (como Internet) permiten compartir recursos (programas, datos o impresoras) entre varios estudiantes, a bajo costo e ignorando distancias. Por otro lado una red permite la. 5.

(14) Capítulo I publicación común de la información de modo que cada alumno puede avanzar a su propio ritmo, evitando que una parte del grupo se “aburra” al terminar con lo que el resto recién empieza a comprender, y sin “acelerar” el proceso de quienes no tienen un nivel tan elevado. Específicamente, con relación a la inserción de la Informática Educativa en el aprender de la ciencia, es necesario analizar la integración implícita y explícita de las TIC como herramientas de apoyo a la construcción del significado de conceptos, procesos y fenómenos científicos.. 1.2.2 Objetivos para incorporar la Informática Educativa al aprendizaje de la ciencia. Algunos objetivos que se postulan (aplicables a cualquier dominio y nivel científico) son: •. Incorporar herramientas de las tecnologías de la información y la comunicación (Internet, computador, etc.) a la recopilación, análisis e interpretación y evaluación de datos e información de experiencias científicas.. •. Utilizar las TIC como apoyo al entendimiento de conceptos y procesos científicos.. •. Construir el significado de conceptos, fenómenos y procesos científicos con el apoyo de las TIC. •. Utilizar interfaces computacionales para apoyar la recolección de datos en tiempo real, adquirir, presentar y analizar datos.. •. Usar las TIC para generar soluciones numéricas de sistemas complejos, modelos y simulaciones.. •. Mejorar y entender concepciones de la ciencia con el apoyo de las TIC.. •. Modelar fenómenos científicos con el apoyo de las TIC.. •. Analizar crítica y creativamente los fenómenos científicos con el apoyo de las TIC. (Sánchez 2002). ¿Qué herramientas provee la Informática Educativa para apoyar el logro de los objetivos anteriores? Según (Adell 1997) principalmente las siguientes modalidades:. 6.

(15) Capítulo I 1. Software educativo para apoyar el aprendizaje de las ciencias, con énfasis en: a) Software de modelación computacional y simulación de procesos científicos, donde el estudiante pueda manipular y controlar variables, resolver problemas y tomar decisiones. b) Software de presentación de información y conocimiento en que los estudiantes pueden observar e interactuar con procesos químicos imposibles de observar directamente. c) Software para "hacer cosas", "diseñar cosas", "armar cosas", "construir cosas". 2. Software de productividad para apoyar el desarrollo de proyectos y resolución de problemas en las ciencias, por ejemplo, animaciones de procesos y presentando reacciones químicas espontáneas de difícil observación a través de diferentes secuencias. 3. Laboratorios de ciencias basados en microcomputadores (Microcomputer-Based Laboratory, MBL). Actividades donde la computadora colecciona datos en tiempo real mientras el alumno observa un experimento en progreso. El microcomputador es usado como instrumento poderoso y flexible para adquirir datos, desplegar gráficos y realizar análisis. 4. Telecomunicaciones. Actividades con el uso de Internet y sus servicios (E-mail, FTP, Web, Talk) para comunicar información, discutir, diseminar resultados, generar ideas colectivamente, para acceder a bases de datos, servicios de información científica, datos climáticos, etc. Conferencias electrónicas, acceso a páginas de científicos, bibliotecas, laboratorios, etc. 5. Construcción de prototipos de software multimedias con contenido científico. Aquí la idea es que utilizando software como Macromedia Director, Delphi, HTML y otros, los alumnos/as y profesores/as se involucren en el proceso de producción de software sobre conceptos y procesos científicos. Esta producción puede ser en el ámbito de un software convencional o de un sitio Web.. 7.

(16) Capítulo I La idea es expandir la cantidad de información científica asequible a los alumnos, promover la colaboración y comunicación entre alumnos, promover un enfoque interdisciplinario y expandir las barreras de la sala de clases.. 1.3 La computadora en la enseñanza de la Química. Ejemplos prácticos. En la enseñanza de la Química, tradicionalmente ha existido un divorcio entre teoría y práctica, manifestándose en muchas ocasiones en que los conocimientos teóricos y experimentales se le ofertan al alumno en cursos separados. Sin embargo, aun cuando dichos conocimientos se integran en un mismo curso, la práctica de laboratorio está frecuentemente concebida para que los alumnos comprueben experimentalmente conceptos, leyes y teorías que el profesor les ha “enseñado” con anterioridad y adquieran determinadas habilidades manipulativas. En ese tipo de práctica de laboratorio se le da al alumno la descripción detallada de todas las operaciones que tiene que realizar, transformando las técnicas operatorias en verdaderas recetas de cocina (Gallet 1998). Una de las alternativas propuestas se fundamenta en el aprendizaje por descubrimiento autónomo; de manera que si el alumno descubriera los conceptos con una ayuda inicial y aprendiera a diseñar y ejecutar sus experimentos, entonces se motivaría a discutir sus resultados y los conceptos con ellos relacionados y estaría mejor preparado para su carrera profesional (Erwin 1991; Larry 1991). El laboratorio se torna más significativo cuando el estudiante tiene que inducir, hacer inferencias, hacer predicciones por sí mismo, y ver con satisfacción sus predicciones verificadas. A continuación damos algunos ejemplos que tratan de ilustrar lo que ha significado el uso de la computadora en la enseñanza y aprendizaje de la Química: El VchemLab es una propuesta para proporcionar un recurso sencillo de información basado en Web, que podría usarse en la enseñanza de la Química, junto con los cursos de instrucción del laboratorio práctico real. La información para tales cursos, como estructuras moleculares, datos fisicoquímicos, espectros de referencia, la seguridad, la información toxicológica y los detalles prácticos de procedimientos de síntesis, a menudo está poco 8.

(17) Capítulo I disponible o esparcida en manuales y libros que se dañan fácilmente. El VChemLab les proporciona a los estudiantes de Química una fuente de ese tipo de datos, accesible e intuitiva, en computadora, que podría ponerse al día sistemáticamente, incluyendo nuevos datos y los cambios subsecuentes del contenido del curso. VChemLab se desarrolló como una operación estándar de servicio al cliente sin control o limitación de acceso del usuario(Rzepa 2000). El ModelChemLab (ModelScienceSoftware 2003) es un producto de la Universidad de McMaster, Canadá, que permite la simulación interactiva del trabajo práctico de un laboratorio de química. En él se usan el equipamiento y los procedimientos comunes del laboratorio, para simular los pasos involucrados en la realización de los experimentos. El SIR (ModelScienceSoftware 2003): es un conjunto de programas interactivos, simulaciones y animaciones de los principios de Química General. Se encuentran bajo el control total del estudiante o profesor. Abarca prácticamente todos los temas que se imparten en dicha asignatura y permite su uso tanto para simular prácticas de laboratorio, como para el apoyo de diferentes clases prácticas en las que se tratan procesos y fenómenos difíciles de comprender. El HIBRISIST: Es un programa interactivo sobre el tema de Enlace Químico desarrollado por el ISPJAE que aborda la teoría de Orbitales Híbridos. Se comporta como un entrenador que realiza preguntas al estudiante y evalúa sus respuestas hasta otorgar una calificación en base a los errores cometidos. Finalmente el programa recomienda el estudio de los aspectos en los que el estudiante tuvo más problemas al responder. Los Elementos Multimedia: Para la Química, las demostraciones juegan un importante rol a la hora de enseñar. Existen en Internet valiosas presentaciones Web con videos, animaciones e imágenes de experimentos y técnicas empleadas con mucha frecuencia en las prácticas de laboratorio químico. Aun cuando pudieran citarse muchos otros ejemplos, debemos decir que los sistemas de educación Química Virtual no permiten, por sí solos, que los alumnos lleguen a dominar las habilidades prácticas que debe poseer el químico erudito y técnicamente bien preparado. 9.

(18) Capítulo I para su desempeño profesional. Por esa razón, se tiene la opinión de que la simulación de la práctica de laboratorio real y su sustitución por un software de laboratorio químico virtual, sólo debe realizarse en aquellos tipos de prácticas en que sean mínimas las operaciones manipulativas que debe ejecutar y aprender el alumno, especialmente en las que la observación y la medición sean los métodos fundamentales de trabajo. No debe perderse de vista que la introducción y la utilización efectiva de las computadoras con fines docentes es un fenómeno complejo, de amplias perspectivas y cuyos resultados serán más favorables en la medida en que se aprenda a utilizar la computadora ante cada tipo de situación educativa. Se debe tener en cuenta que ningún medio puede hacerlo todo, particularmente, cuando se trata de situaciones educativas. La computación ofrece hoy la posibilidad de elaborar software que permiten evaluar a los estudiantes y que estos se autoevalúen, controlando tanto sus aciertos y desaciertos, como el tiempo que demoran en responder y si solicitan ayuda complementaria. El proceso de enseñanza-aprendizaje con el apoyo de las TIC constituye un reto del siglo actual.. 1.4 Enfoque metodológico para trabajar en ciencias con el apoyo de las TIC. Principalmente, el trabajo metodológico con las modalidades de la informática educativa se enmarca en metodologías activas como: a) Investigación/Aprendizaje colaborativo. b) Versatilidad de la comunicación en ciencias. c) Diseño, desarrollo y evaluación de proyectos de investigación científica en el aula. d) Acceso, búsqueda, recopilación, análisis, interpretación y evaluación de datos e información científica. (Sánchez 2002). 10.

(19) Capítulo I. 1.5 Los laboratorios virtuales en la enseñanza. ¿Qué son los laboratorios virtuales? Actualmente gana fuerza el término “virtual”. Este término existe mucho antes de la aparición de la computación digital y en muchos casos no se utiliza adecuadamente. Se emplean diversas acepciones, pero la que más se adecua en relación con las prácticas de laboratorio es la que indica que tiene existencia aparente y no real. Del estudio realizado se puede apreciar que no existe un criterio común para la utilización del término virtual en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Al respecto, resulta interesante el artículo “¿La Educación Virtual es Real?” (Gámez 2000), donde se plantea que la educación es real, aunque se puede utilizar para ello representaciones virtuales. Una de las definiciones de “laboratorios virtuales” que se ha aplicado a la enseñanza a distancia es la de Monge-Nájera et al. (1999), que las definen como “simulaciones de prácticas manipulativas que pueden ser hechas por la/el estudiante lejos de la universidad y el docente”. Los laboratorios virtuales son imitaciones digitales de prácticas de laboratorio o de campo, reducidas a la pantalla de la computadora (simulación bidimensional) o en sentido estricto, a una visión más realista con profundidad de campo y visión binocular, que requiere que la persona se coloque un casco de realidad virtual. Historia de los laboratorios virtuales Estos laboratorios comenzaron a desarrollarse en 1997 en el Centro de Investigación Académica de la Universidad Estatal a Distancia de Costa Rica. Si se juzga con base en la información disponible en Internet, fueron de los primeros laboratorios virtuales para la enseñanza a distancia a nivel mundial. Los laboratorios virtuales hoy Transcurridos diez años, ¿cuál es el estado de los laboratorios virtuales en el mundo? Una búsqueda en Internet (mayo 2007) indica que ha aumentado mucho el número de proyectos semejantes y que la mayoría se refieren al área de la física, aunque también los hay de química y biología.. 11.

(20) Capítulo I Los laboratorios virtuales de química parecen ser escasos. La Universidad de Oxford presenta, de manera gratuita vía Internet, laboratorios virtuales de experimentos químicos que usan animaciones, videos y moléculas que pueden hacerse girar en la pantalla, manipulables en tres dimensiones. El estudiante debe responder a una serie de preguntas, y si lo hace correctamente, tiene acceso a una fotografía de la mesa de trabajo de la cual puede seleccionar compuestos y experimentos para ver videos sobre su uso. En algunas escenas aparecen rótulos de apoyo que explican el procedimiento. Hay además un texto sobre química en formato HTML con problemas y cuestionario. En la UCLV (Rodríguez, 2007) se han desarrollado diversos software para la simulación de las prácticas de laboratorios en la disciplina de Química General: •. “Propiedades de las sustancias”. Programa para determinar algunas propiedades químico-físicas de las sustancias, que permiten clasificarlas según el modelo de enlace correspondiente.. •. “Dieléctricos”. Programa que permite clasificar los materiales electrotécnicos según sus propiedades.. •. “V-CHEM”. Programa que permite estudiar la influencia de la concentración y la temperatura en la velocidad de la reacción.. •. “Dureza del agua”. Programa interactivo que permite determinar por el método volumétrico el contenido de sales de calcio y magnesio presentes en el agua.. •. “Celdas Galvánicas”. Programa que permite diseñar diferentes tipos de celdas galvánicas y analizar la influencia de la variación de la concentración y de la temperatura en el valor de la FEM.. •. “Electrólisis”. Programa que posibilita ejercitar la metodología para analizar el proceso electrolítico de las disoluciones salinas.. Requisitos de los laboratorios virtuales Un colectivo de autores propone un conjunto de pasos a seguir para la elaboración y utilización de los programas informáticos o software educativos ( Hinostroza 1996):. 12.

(21) Capítulo I 1. La definición del proyecto. Esto incluye objetivos y contenidos docentes del producto (qué y por qué), caracterización de los usuarios (quién), ambiente de uso (dónde y cuándo), recursos de desarrollo (cómo) y recursos de uso (con qué). 2. La confección del programa informático o software educativo, que debe tener presente aspectos generales del tipo: a) Perceptivo: referente a lo que el usuario podrá percibir al usar el software, por lo que este debe ser: •. Sugerente: que invite a hacer algo.. •. Atractivo: que motive a utilizarlo.. •. Relevante: que ofrezca algo útil.. b) Metodológico: en relación a los principios que sustentan el diseño de la forma de utilización de la aplicación en el aula. •. Debe ser colaborativo: para trabajo grupal, en grupos geográficamente dispersos (en red), o en el aula.. •. Debe ser complementario: el software complementa algún proyecto o trabajo organizado por el profesor o los alumnos; es decir, no pretende reemplazar al profesor, sino servirle de apoyo. Este principio apoya la concepción de la computadora como una herramienta al servicio del profesor, facilitando su integración a la práctica pedagógica.. c) Funcional: relacionado con lo que podrá hacer el usuario con la aplicación. •. Interactivo: el usuario tiene el control del software la mayor parte del tiempo.. •. Entrega un resultado: el usuario puede llevarse consigo algo producido por el software. Este es un aspecto de retroalimentación que se basa en el reforzamiento de los logros del usuario, lo cual es importante desde la perspectiva psicológica.. Podemos tener otras consideraciones sobre lo que un software de este tipo pueda encerrar : •. Instalación automática: Un software de este tipo no debe ser muy complejo a la hora de instalarse en la PC.. •. Posibilidad de guardar notas: Debe brindarse al usuario sin la necesidad de recurrir a algún procesador de texto externo, este aspecto se puede considerar. 13.

(22) Capítulo I como otra facilidad para el usuario ya que le permitiría almacenar datos que considere importante. •. Ayuda eficiente: Con esto el software sería más auténtico y capaz, pues el estudiante podría comprender mejor la forma en que debe usarse.. 1.6 Conclusiones del Capítulo. Las aplicaciones informáticas en la enseñanza de la Química cobran cada día más importancia, ya que permiten la integración de la información química; así como la simulación de experimentos costosos y peligrosos. En países del denominado primer mundo existen innumerables centros dedicados a este fin, por las posibilidades que brinda la informática para hacer más objetiva la información, para mantenerla actualizada y para reducir las distancias entre las personas que acceden a la misma. Unido a ello, la introducción de la computación y de la informática en el proceso de enseñanza-aprendizaje ofrece posibilidades incuestionables para promover y estimular un aprendizaje verdaderamente significativo y para desarrollar habilidades cognoscitivas y comunicativas. En algunos Centros de Educación Superior de nuestro país, como la Universidad de Oriente, el ISPJAE, la Universidad de la Habana y la propia UCLV, se han realizado trabajos para introducir la informática en los procesos de enseñanza aprendizaje de la Química, con el fin incrementar la calidad de la formación química de los estudiantes y, a la vez, reducir la incidencia que en la misma tiene las carencias de reactivos químicos, utensilios y equipos de laboratorio. Con la introducción de este programa informático, la Universidad Central de las Villas contribuye de manera sustancial en este sentido. Por otra parte la experiencia acumulada con el uso de los laboratorios virtuales permite afirmar que esta es una técnica bastante útil en los procesos de enseñanza en la educación a distancia, ya que facilita el aprendizaje de los contenidos de las materias al permitirle a los estudiantes estudiar en el momento y lugar que crean conveniente, es decir, sin estar obligados a trasladarse a un centro de estudios. Por otra parte, resultan de gran apoyo como fuente de autopreparación para enfrentarse al laboratorio real.. 14.

(23) Capítulo II. CAPÍTULO II: ARQUITECTURA DEL SOFTWARE. En este capítulo se tratan los aspectos relacionados con la arquitectura del software que se implementó, para ello se presentan los diagramas resultantes al analizar el software en función del flujo de trabajo e información en el transcurso de las diferentes fases del proceso de su desarrollo. Se realiza también un análisis de los elementos más importantes de la programación empleada en su implementación, así como de las principales herramientas que fueron utilizadas en su creación.. 2.1- Algunos elementos de Delphi. Delphi es un lenguaje de programación y un entorno de desarrollo rápido de software, diseñado para la programación de propósito general con énfasis en la programación visual. Es producido comercialmente por la empresa estadounidense Borland Software Corporation. En sus diferentes variantes, permite producir ejecutables binarios para Windows y Linux; y también para la plataforma .NET de Microsoft. El principal uso de Delphi es para el desarrollo de aplicaciones visuales y de bases de datos cliente-servidor y multicapas. Debido a que es una herramienta de propósito múltiple, se usa para proyectos de diversos tipos, incluyendo aplicaciones de consola, CGI y servicios del sistema operativo. Está basado en una versión moderna de Pascal, denominada Object Pascal, que expande las funcionalidades del primero. Delphi brinda: •. Soporte para la programación orientada a objetos (POO) en cuanto a: o Objetos en sí: Clases, instancias, etc. o Encapsulación: Declarando partes privadas, protegidas, públicas y publicadas de las clases. o Propiedades: Concepto nuevo que luego han adaptado muchos otros lenguajes.. 15.

(24) Capítulo II o Herencia simple y Polimorfismo. •. Soporte para excepciones, mejorando sensiblemente el manejo de errores de usuario y del sistema.. •. Programación manejada por eventos (event-driven), posible gracias a las ya mencionadas propiedades de los objetos.. Delphi introdujo la idea del uso de componentes, que son piezas reutilizables de código (clases) que pueden desempeñar una función específica en tiempo de ejecución. Desde un enfoque más técnico, se catalogan como componentes todos aquellos objetos que heredan desde la clase TComponent. Una gran parte de los componentes disponibles para Delphi son controles (derivados de TControl), que encapsulan los elementos de interacción con el usuario (Botones, menús, barras de desplazamiento, etc.) Delphi incluye una biblioteca de clases bien diseñada denominada VCL (Visual Component Library, Biblioteca de Componentes Visuales) y, en sus versiones 6 y 7, una jerarquía multiplataforma paralela denominada CLX. Esta también se incluye en la versión para Linux de este entorno, llamado Kylix. Estas jerarquías de objetos incluyen componentes visuales y no visuales, tales como los pertenecientes a la categoría de acceso a datos, con los que puede establecerse conexiones de forma nativa o mediante capas intermedias (como ADO, BDE u ODBC) a la mayoría de las bases de datos relacionales existentes en el mercado. La VCL también está disponible para el desarrollo en .NET. Además de poder utilizar en un programa estos componentes estándar (botones, grillas, conjuntos de datos, etc.), es posible crear nuevos componentes o mejorar los ya existentes, extendiendo la funcionalidad de la herramienta. En Internet existe un gran número de componentes, tanto gratuitos como comerciales, disponibles para los proyectos a los que no les basten los que vienen ya con la herramienta. Como entorno visual, la programación en Delphi consiste en diseñar los formularios que componen al programa colocando todos sus controles (botones, etiquetas, campos de texto, etc.) en las posiciones deseadas, normalmente usando el ratón. Luego se asocia código a los eventos de dichos controles y también se pueden crear módulos de datos, que regularmente contienen los componentes de acceso a datos y las reglas de negocio de una aplicación.. 16.

(25) Capítulo II. 2.2- Implementación del software. 2.2.1- Diagramas de casos de uso y actores. El UML (Unified Modeling Language) es un lenguaje estándar que se utiliza para especificar, visualizar, construir y documentar los diferentes aspectos relativos al desarrollo de un software, además es el lenguaje que se ha difundido entre la comunidad de desarrolladores de software que tiene como objetivos principales la especificación, visualización, construcción y documentación de los productos de un sistema intensivo de software. Este lenguaje surgió como iniciativa de los Doctores James Rumbaugh, Ivar Jacobson y Grady Booch a mediados de la década de los años 90 del siglo pasado, que atrajo la atención de disímiles empresas tales como: Microsoft, Oracle y Hewllet Packard, para dar origen a una secuencia de versiones que condijeron a la conformación de la versión 1.1 de UML, aprobada por la OMG (Object Management Group) en noviembre de 1997. Actualmente este lenguaje es usado por el RUP (Rational Unified Process) como lenguaje de modelado para lo cual se basa en todos sus tipos de diagramas, que constituyen diferentes vistas del modelo del producto. Una técnica excelente del UML, que permite mejorar la comprensión de los requerimientos del sistema, es la identificación de casos de uso y actores. Los casos de usos son los procesos que debe llevar a cabo la aplicación en los que toma parte cada uno de los actores (agentes externos), los casos de uso proporcionan un medio sistemático e intuitivo de capturar requisitos funcionales del sistema basándose en los requerimientos de los usuarios (actores). Normalmente un actor estimula al sistema con eventos de entradas o recibe algo de él. En este epígrafe se realiza el modelo de casos de uso. Ellos dirigen todo el proceso de desarrollo de software debido a que son el punto de partida para llevar a cabo la mayoría de las actividades como el análisis, diseño y prueba del software. Durante la confección del modelo de desarrollo del software, y considerando los aspectos funcionales de la misma, se realizó el siguiente diagrama de Casos de Uso y Actores:. 17.

(26) Capítulo II. <<include>>. Manipular el Banco de datos Profesor. Administrar. <<include>>. Administrar cuentas. Estudiante. Realizar práctica de laboratorio. Figura 2.1: Diagrama de casos de uso y actores. Administrar: Este canso de uso consiste en la manipulación del banco de datos y en la agregación de nuevos usuarios semejantes, o sea cuando el actor “Profesor” accede al sistema, lo puede hacer: •. •. Manipulando el banco de datos: 1.. Incrementándolo.. 2.. Efectuando eliminaciones.. 3.. Realizando modificaciones.. Administrando cuentas mediante la adición de nuevos usuarios semejantes.. Realizar práctica de laboratorio: Este caso de uso consiste en llevar a cabo una práctica de laboratorio, quien lo ejerce es el actor “Estudiante”.. 2.2.2- Diagramas de transición de estados. El diagrama de estados describe el conjunto de situaciones por las que pasa un objeto a lo largo de su vida en respuesta a determinados eventos, se incluyen las propias respuestas a dichos eventos. Este objeto puede ser una clase, un caso de uso o un sistema completo. En esta sección se muestra el diagrama de transición de estados de los casos de uso ilustrados anteriormente.. 18.

(27) Capítulo II. Figura 2.2: Diagrama de transición de estados (Caso de uso:”Realizar Práctica”).. 19.

(28) Capítulo II. Figura 2.3: Diagrama de transición de estados (Caso de uso:”Administrar”).. 2.2.3- Diagrama de despliegue. El modelo de despliegue es un modelo de objetos que describe la estructura física del sistema en términos de cómo se distribuye la funcionalidad entre los nodos de cómputo interconectados. Dichos nodos son elementos de hardware en los cuales pueden ejecutarse los elementos de software. Se utiliza como entrada fundamental en las actividades de 20.

(29) Capítulo II diseño e implementación debido a que la distribución del sistema tiene una notable influencia en su diseño (Ivar Jacobson 2000). En este modelo es necesario definir sus partes componentes: ¾ Conjunto de nodos: Cada uno representa un recurso de cómputo tales como un procesador o cualquier otro dispositivo similar. ¾ Relaciones entre nodos: Relaciones que representan los medios de comunicación entre los diferentes nodos tales como Intranet, bus, Internet, entre otros. ¾ Funcionalidad de un nodo: Se define por los componentes que se distribuyen sobre ese nodo. El modelo de despliegue constituye en sí una correspondencia entre las arquitecturas software y hardware. Después de analizado todos los aspectos de este modelo se determinó que en el presente sistema sólo se necesita, como elemento de hardware, una computadora donde ejecutar la aplicación. En la siguiente figura se muestra el diagrama de despliegue del software, este sólo consta de la computadora local del usuario ya que es el único dispositivo de hardware necesario para ejecutarla. Ordenador donde se ejecuta el software. Ordenador. Figura 2.4: Diagrama de despliegue.. 21.

(30) Capítulo II. 2.2.4- Descripción y diagrama de clases. A continuación se ilustra el diagrama de las clases más importantes que tuvieron lugar en la construcción de este software, seguidamente una breve descripción de las mismas:. Tpractica Sustancia que es objeto de estudio en la práctica (sustancia a inferir).. Todas las sustancias de las que dispone el Sofware.. TListasustancias. *. TSustancia. TlistaRespuestas. Tpregunta. * 1 TlistaIDSustancias. 1. Trelacion. * Asocia un grupo de sustancias a determinado video.. Texperimento. TlistaRelaciones. 1 Todos los videos del experimento, cada cual con su lista de Id (Id de sustancias).. * TfaseSinExp. TlistaPreguntas. *. Preguntas que se deben responder antes de ir a la próxima fase.. 1. TlistaFases. Las fases por las que pasa el estudiante en la práctica.. *. Lista de Id de sustancias.. 1. 1. Treloj. Reloj que marca el tiempo de la práctica.. Respuestas posibles de una pregunta.. Trespuesta. 1. Fase que no requiere de experimentos.. TfaseConExp. TlistaExperimentos. 1. * Todos los experimentos de la fase.. Fase que requiere de experimentos.. Figura 2.5: Diagrama de Clases. Los bloques de construcción más importantes de cualquier sistema orientado a objetos son las clases, estas son una descripción de un conjunto de objetos que comparten los mismos atributos, operaciones, relaciones y semántica. Los objetos se mueven y actúan dentro del software como si fueran reales, se comunican, interactúan y se facilitan información cuando. 22.

(31) Capítulo II sea necesario. A continuación se describen las clases más importantes que tuvieron lugar en la implementación de este programa informático: Tsustancia: Esta clase es la que encapsula lo relativo a una sustancia; la misma tiene como atributos fundamentales: •. Id: Este atributo funciona como una llave, o sea toma valor único para cada sustancia, su función principal es la comunicación con varios de los demás objetos que participan en el software.. •. nombre: Es el nombre de la sustancia (Dietilamina, Acido acético, etc).. •. NombreFoto: Almacena el nombre de la foto que la identifica.. •. Formula: La formula global de la sustancia.. •. Olor: Describe las características fundamentales del olor que presenta la sustancia Métodos fundamentales. •. Tiene_Nombre(nombre): Averigua si la sustancia tiene el nombre especificado.. •. Tiene_olor(olor): Averigua si la sustancia tiene el olor especificado.. •. Tiene_ formula (formula): Averigua si la sustancia tiene la formula especificada.. •. GenerarCaminoFoto: Devuelve el camino del disco donde se encuentra su foto.. •. Salvar(f): Salva toda la información relativa a la sustancia en el fichero especificado.. TListaSustancias: Esta clase es la que guarda toda la gama de sustancias que maneja el software. No es más que una colección de objetos de la clase antes descrita, contando además con una serie de métodos que facilitan la implementación del programa: Métodos fundamentales •. SustanciaAleatoria: Este método se encarga de generar una sustancia aleatoria.. •. Adicionar(nombreFoto,nombresust,formula,olor): Adiciona una nueva sustancia a la lista con esos atributos.. •. Existe_sustancia(NombreSust): Investiga si existe alguna sustancia con este nombre.. •. Eliminar(nombre): Elimina la sustancia que tiene como nombre: el especificado.. 23.

(32) Capítulo II •. Salvar(f): Salva la lista completa al fichero especificado.. TRespuesta: Esta clase es la que encapsula lo relativo a una respuesta; la misma tiene como atributos fundamentales: •. Textorespuesta: Es el texto que tiene la respuesta.. •. TListaIDSustancias: Este es un objeto que contiene todos los Id de las sustancias para las cuales la respuesta es válida. Métodos fundamentales. •. Es_valida_Para(Id): Averigua si la respuesta es válida para el ID de la sustancia especificada, o sea la busca en las la lista de las sustancias con las que cuenta la clase.. •. TieneTexto(Texto): Averigua si la respuesta tiene como texto el especificado.. •. Salvar(f): Salva toda la información relativa a la Respuesta en el fichero especificado.. Tpregunta: Esta clase es la que encapsula lo relativo a una pregunta, tiene como atributos: •. Textopregunta: Este atributo es el texto que tiene la pregunta.. •. TListaRespuestas: Esta guarda las posibles respuestas asociadas. Es una colección de objetos del tipo Trespuesta.. •. Valor: Contiene la calificación de la pregunta. Métodos fundamentales. •. GenerarReporte: Genera un reporte sobre las respuestas mal respondidas, bien respondidas, la puntuación alcanzada en la pregunta, entre otros datos.. •. ModificarTexto(textonuevo): Cambia el texto de la pregunta por el que se especifica.. •. TodaslasRespCorrectas(nombreSustancia): Devuelve una lista con los textos de todas las respuestas correctas, para la sustancia especificada.. 24.

(33) Capítulo II TRelacion: Esta clase es la encargada de relacionar un video con las sustancias que responden al mismo. •. nombrevideo: Este atributo contiene el camino donde se encuentra su video.. •. listaIDSust: Este es un objeto que contiene los Id de las sustancias que se relacionan con este video. Métodos fundamentales. •. eliminar(idsust): Este método se encarga de eliminar una sustancia de la lista anterior.. •. AdicionarIDSustancia(Idsust): Adiciona una sustancia a la lista.. •. Salvar(f): Salva toda la información del objeto en el fichero especificado.. TExperimento: Esta clase es la encargada de manejar la información relativa a un experimento y tiene como atributos fundamentales: •. nombre: El nombre del Experimento.. •. listaRelaciones: Este es un objeto que contiene todas las relaciones que se tienen en este experimento (una lista de objetos del tipo Trelacion).. •. Hecho: Atributo para saber si el experimento ya ha sido realizado o no. Métodos fundamentales. •. DevolverCaminoSimulacion(Idsustancia): Este método se encarga de generar el camino del video que tiene la sustancia especificada para este experimento.. •. CaminoDescripcion: Devuelve el camino del fichero que explica el experimento.. •. Salvar(f): Salva toda la información relativa al objeto en el fichero especificado.. TListaDeExperimentos: Esta clase es la encargada de reunir una colección de experimentos agrupados por su naturaleza o características comunes. •. ListaExp: Es un objeto que contiene una lista de experimentos (Lista de objetos del tipo Texperimento).. •. IndiceExpActual: Guarda el índice (en la lista anterior) del experimento que se está realizando.. 25.

(34) Capítulo II Métodos fundamentales •. IndicedelExperConNombre(Nombre): Devuelve el índice del experimento que tiene como nombre el especificado.. •. MarcarComoHecho(nombreEx): Marca el experimento especificado por su nombre como “ya realizado”.. •. HechosTodos: Este método se encarga de averiguar si todos los experimentos relacionados ya se han realizado.. •. CambiarExperimentoActual(indice): Cambia el experimento actual y este será el que tiene como índice: el especificado.. •. Salvar(f): Salva toda la información relativa al objeto en el fichero especificado.. TFasesinExp: Esta clase es la encargada de manejar la información relativa a una fase que no requiera de experimentos, la misma tiene como atributos fundamentales: •. IDfase: Guarda el Id de la fase.. •. fListaPreguntas: Este es un objeto que contiene una lista con todas las preguntas que se realizan al concluir la fase.. •. Concluida: Nos dice si ya ha sido terminada la fase. Métodos fundamentales. •. Puntuacion: Este método devuelve la puntuación obtenida en la fase.. •. salvarFSE(f): Salva toda la información de la fase hacia el fichero especificado.. •. Eliminar(nombresustancia): Elimina todas las referencias a la sustancia especificada en la fase.. TFaseconExp: Esta clase es la encargada de manejar la información relativa a una fase que requiere de experimentos, esta clase hereda de la clase TFasesinExp, tiene como atributo fundamental el siguiente: •. ListaExperimentos: Contiene una lista de objetos del tipo TExperimento. Métodos fundamentales. •. nombrecarpeta: Devuelve el camino de la carpeta en disco donde se guarda toda la información relativa a una fase con experimentos. 26.

(35) Capítulo II •. SalvarFCE(f): Salva toda la información relativa a la fase en el fichero especificado.. TListaFases: Es una lista de fases, cada fase puede ser del Tipo TFaseconExp o TFasesinExp, sus atributos fundamentales son: •. L: Un objeto que contiene la lista de todas las fases.. •. IDactual: Guarda el Id de la fase que se esta llevando a cabo. Métodos fundamentales. •. Salvar(f): Salva toda la información relativa a la fase en el fichero especificado.. •. Eliminar(nombresustancia): Elimina todas las referencias de la sustancia especificada en la lista de fases.. TReloj: Esta clase funciona como un reloj interno que va controlando el tiempo que el estudiante consume mientras realiza la práctica de laboratorio, su atributo fundamental es: •. Tactual: Este atributo guarda el tiempo transcurrido en la práctica. Métodos fundamentales. •. incrementarTiempo: Incrementa el tiempo actual (Tactual) en un segundo.. •. resetear: Pone el atributo Tactual en 0.. TPractica: esta es la clase fundamental, ya que aquí se encapsulan todos los objetos antes mencionados; en ella se lleva el control de la fase en que se encuentra el estudiante, la sustancia que se debe inferir, el tiempo transcurrido en la práctica, sus atributos fundamentales son: •. NombreEstudiante: Contiene el nombre del estudiante que efectúa la práctica de laboratorio.. •. nota: Guarda la nota que se va acumulando durante el desarrollo de la práctica.. •. SustIncog: Es un objeto del tipo Tsustancia y es precisamente la sustancia con la que se realiza la práctica.. •. ListaSustanciasDisponibles: Es un objeto del tipo TListaSustancias, consiste en guardar todas las sustancias disponibles para el caso de que el estudiante decida cambiar de sustancia para la práctica.. 27.

(36) Capítulo II •. listaFases: Es un Objeto del tipo TlistaFases que son todas las fases por las que la práctica. Métodos fundamentales. •. incrementarNota (incremento): Incrementa la nota actual en el valor especificado.. •. decrementarNota(decremento): Decrementa la nota actual en el valor especificado.. •. infirio(nombresust): Este método se encarga de averiguar si el estudiante fue capaz de inferir la sustancia con que estaba trabajando.. •. PuntuacionTotal: Devuelve lo que vale la práctica, o sea la suma de los valores de todas las preguntas en todas las fases.. •. PorcientoActual: Devuelve el porcentaje que representa la puntuación actual de la total.. •. cambiarSustancia: Este método cambia la sustancia que se estaba tratando por otra de las disponibles.. 28.

(37) Capítulo III. CAPÍTULO III: MANUAL DE USUARIO Este capítulo se pretende facilitar a los usuarios una explicación minuciosa del modo en que se debe manejar la aplicación desarrollada (MAQOLab), para de esta manera lograr una mayor familiarización con la interfaz brindada.. 3.1- Entrando a MAQOLab. Cuando ejecutamos la aplicación lo primero que se observa es el diálogo de acceso al sistema:. Figura 3.1: Diálogo de acceso al software. Se tienen dos formas de acceso: como un estudiante o como administrador (profesor). Si quien lo accede es un administrador se necesita un nombre de usuario y una contraseña.. 3.2- Módulo de administración Una vez que se accede al sistema como administrador mediante el botón “entrar” (el que aparece activado en la figura 3.1) se presenta la ventana principal de MAQOLab con el menú correspondiente a este tipo de usuario:. 29.

(38) Capítulo III. Figura 3.2: Ventana de administración A través de esta ventana, el administrador registrado interactúa con los datos que maneja el software pudiendo realizar operaciones de eliminación, adición o modificación de los mismos. Al dar clic sobre la opción “Datos” del menú previamente ilustrado, se despliegan una serie de opciones relacionadas directamente con los datos que se utilizan al realizar una práctica virtual de laboratorio por el estudiante.. 3.2.1- Opción “Sustancias”. Al situar el puntero del Mouse sobre la opción “Sustancias” de la figura siguiente, aparecen las opciones “Adicionar” y “Modificar o Eliminar” como se presenta a continuación:. 30.

(39) Capítulo III. Figura 3.3: Opción: “Sustancias”. Si damos clic sobre “Adicionar” se muestra un formulario que debe ser llenado de manera correcta, dicho formulario está estructurado en dos secciones: 1. Datos específicos. 2. Datos adicionales Los datos específicos están más directamente relacionados con la sustancia y requieren ser llenados primeramente; si el usuario intenta hacer lo contrario, el software no lo permitirá.. 31.

(40) Capítulo III. Figura 3.4: Formulario “Adicionando una nueva sustancia” 1.- Entrando datos específicos de la sustancia. Los atributos de la sustancia que se muestran en esta sección del formulario pueden ser llenados en cualquier orden; el nombre de la sustancia tiene que ser un nombre válido; la solubilidad se especifica dando clic sobre los solventes relacionados:. Figura 3.5: Especificando solubilidad. Al especificar que la nueva sustancia es soluble en agua, automáticamente aparece que será soluble en ácido clorhídrico (HCL) y en hidróxido de sodio (NAOH), además será imposible especificar insolubilidad en estos dos últimos, a menos que se desmarque la solubilidad en agua, esto se debe a que una sustancia soluble en agua será también soluble en HCL y NAOH. El olor puede ser uno de los ya existentes (olor de alguna de las sustancias guardadas) o un nuevo olor; si el olor es nuevo, este se escribirá en la caja de edición “Olor”; de lo. 32.

(41) Capítulo III. contrario, se selecciona desplegando la lista de olores que tiene como título “Olores existentes”. Similar a los olores sucede con los reactivos, pues se dispone de una lista con todos los reactivos de las sustancias registradas, los cuales pueden seleccionarse y agregarse a la lista de reactivos de la nueva sustancia. Esto se puede observar en la siguiente figura:. Figura 3.6: Adicionan reactivos existentes. Al dar clic sobre el la opción “Escoger reactivos seleccionados” del menú flotante de la figura anterior, se adiciona la selección hecha a la lista de los reactivos que tendrá la sustancia que se desea añadir. Pero el olor puede ser novedoso, para eso nos posicionamos sobre la lista de los reactivos de la sustancia y al hacer clic secundario aparece un menú (figura 3.7):. Figura 3.7: Adicionando o eliminando reactivos. Si se selecciona “Eliminar reactivo” se eliminará el reactivo seleccionado. Otra manera de hacer esto es mediante la tecla delete. Si se escoge la otra opción “Nuevo reactivo” aparece el siguiente diálogo para que se introduzca un nuevo reactivo:. Figura 3.8: Introduciendo nuevo reactivo.. 33.

(42) Capítulo III. Cada sustancia debe tener una foto que la identifique, la cual puede ser una de las ya registradas o una nueva.. Figura 3.9: Foto de la sustancia. Si la foto es nueva, se pulsa el botón “Foto nueva” (fig 3.9) y se visualizará un diálogo para buscar la nueva imagen; de lo contrario, la foto puede ser seleccionada de la lista de fotos existentes. La foto seleccionada se mostrará en forma reducida como se ilustra en la figura anterior. Cuando se estime que se han llenado correctamente los datos específicos de la sustancia se presiona el botón “Continuar” como confirmación, si quedaron datos sin llenar se emite el siguiente mensaje:. Figura 3.10: Mensaje # 1. Si no hay errores entonces sólo restaría concluir con la sección de datos adicionales. 2.- Entrando datos adicionales de la sustancia. Un dato adicional es: Tipo 1.- El resultado para una respuesta perteneciente a una pregunta de una fase, dicho resultado puede ser “Sí” o “No” en dependencia de si la respuesta es correcta o no para la sustancia en cuestión.. 34.

(43) Capítulo III. Tipo 2.- El video asociado a la sustancia en un experimento de una fase (fase con experimentos). Por cada experimento habrá tantos videos como resultados diferentes tenga el mismo. Cuando se hayan hecho todas estas asociaciones (del tipo 1 y 2) ya habremos concluido de llenar la sección: “Datos adicionales”, a continuación se presenta la misma:. Figura 3.11: Sección “Datos adicionales”. Lo primero que se debe hacer en esta sección es seleccionar la fase de trabajo, o sea la fase donde se suministrarán todos los datos, tanto de tipo 1 como de tipo 2, la fase debe ser escogida en la lista marcada con verde (figura 3.11). Una vez escogida esta fase, automáticamente se visualizarán en la subsección “Preguntas y respuestas de la fase” todas las preguntas asociadas a dicha fase junto a las posibles respuestas de la pregunta seleccionada y, seguidamente, se especifica el resultado “Sí” o “No”. Este resultado se confirma presionando el botón “Ok” marcado en rojo (figura 3.11).. 35.

(44) Capítulo III. Si la fase escogida es una “Fase con experimentos”, además de lo anterior, aparecerán en la subsección “Ensayos de la fase” todos los ensayos que ella posee y seguidamente el conjunto de videos relacionados al que está marcado, de los cuales debe seleccionarse uno para la sustancia. Si se quiere adicionar un video nuevo se hará mediante un menú flotante (figura 3.11). De esta forma, será posible asociar a la nueva sustancia su video para cada ensayo. Nótese que MAQOLab va reproduciendo los videos en la medida que se vayan seleccionando. En la figura anterior la sustancia va a tener el video “tipo 4” en el ensayo “Solubilidad en agua” que pertenece a la fase “Pruebas de Solubilidad”. Es importante que la confirmación de dicha asociación se haga a través del botón “Ok” resaltado en azul (figura 3.11). Como se observa en dicha figura no existen otros controles que le permitan al usuario terminar con el formulario pues cuando ya no exista ningún dato adicional por añadir, el software emite el siguiente mensaje:. Figura 3.12: Mensaje #2. Si se decide, por alguna razón, anular las operaciones, es preciso recurrir al botón “Cancelar” destacado en carmelita (figura 3.11); esta acción anula todas las operaciones realizadas. Las sustancias pueden también ser modificadas o eliminadas; para esto se ofrece la opción “Modificar o eliminar” (figura 3.3). Si damos clic sobre ella se visualiza un formulario muy parecido al de la figura 3.11:. 36.

(45) Capítulo III. Figura 3.13: Modificando o eliminando sustancias. La sustancia deseada se busca en la lista que se destaca en verde; una vez encontrada, automáticamente se visualizan sus solubilidades, fórmula, sus reactivos, olor, foto; en fin todos los datos relacionados con la sustancia seleccionada. Todos estos datos pueden ser modificados, es posible agregar nuevos reactivos o eliminar algunos ya existentes, a través del menú marcado con rojo. El botón “Eliminar” que se resalta con color azul permite la eliminación de la sustancia. Podemos despreocuparnos de una operación desacertada, es decir: si se elimina sin querer una sustancia, si se marca una solubilidad incierta, si se borran reactivos, en fin cualquier acción no deseada, se cuenta con el botón “Cancelar” que aparece en rojo. Si el usuario decide terminar entonces debe elegir el botón “Concluir” señalado con rojo también, esto implica salvar todos los cambios en disco y salir.. 3.2.2- Opción “Preguntas”. La opción “Preguntas” del menú ilustrado en la figura 3.3 permite trabajar con las preguntas que deben responderse al final de cada fase de la práctica. Al posicionamos sobre esta opción se desplegará el submenú siguiente:. 37.

(46) Capítulo III. Figura 3.14: Opción: “Preguntas”. Adicionando una nueva pregunta. Si se da clic sobre “Adicionar” aparecerá un formulario para la edición de una nueva pregunta:. Figura 3.15: Adicionando una nueva pregunta. Aquí las operaciones requieren un orden, primero se indica la fase donde se va a ubicar la nueva pregunta, esto se hace en la lista de fases situada en la esquina superior izquierda del formulario (lista destacada con verde). Una vez seleccionada la fase, se pasa a escribir el texto de la pregunta en la caja de edición marcada con azul. A continuación se especifica el valor de la pregunta; el cual debe escribirse correctamente, en caso contrario. 38.

(47) Capítulo III. se emite un mensaje de error. Una vez validado el valor de la pregunta se le comienzan a adicionar respuestas mediante el botón “Nueva respuesta”, el cual da origen al diálogo siguiente para la edición del texto de la respuesta:. Figura 3.16: Diálogo para edición de la respuesta. Si la respuesta es válida, esta se adiciona a la lista de posibles respuestas de la pregunta, la cual aparece marcada con color verde (figura 3.15), las respuestas pueden también ser eliminadas usando el botón “Eliminar Respuesta” ubicado debajo del botón “Nueva respuesta”. Este botón hace que se elimine la respuesta seleccionada. La lista de respuestas tiene asociado el menú de contexto que sigue:. Figura 3.17: Menú de la lista de respuestas. Este menú ejecuta las mismas acciones que los botones “Nueva respuesta” y “Eliminar Respuesta” respectivamente. Cuando se tengan todas las posibles respuestas en la lista respectiva, se deben ejecutar las siguientes acciones: 1. Seleccionar una respuesta. 2. Seleccionar todas aquellas sustancias que aciertan la respuesta anterior. La lista de sustancias está encerrada en un rectángulo rojo. 3. Presionar botón “aceptar” (al hacer esto se desmarcan todas las sustancias seleccionadas y desaparece la respuesta). Las acciones 1, 2 y 3 deben ejecutarse una y otra vez hasta que ya no queden respuestas en la lista, a menos que las que queden sean respuestas erróneas para todas las sustancias. Seguidamente, para confirmar la introducción de la nueva pregunta se recurre al botón “Concluir” en la esquina inferior derecha del formulario. Si se pulsa “Cancelar” se sale del formulario y no se agrega la pregunta.. 39.

(48) Capítulo III. Modificando o eliminando preguntas. Las preguntas almacenadas en el banco de datos del software pueden ser modificadas o eliminadas, para esto se cuenta con la opción “Modificar o Eliminar” (figura 3.14), la cual hace que se muestre la siguiente ventana:. Figura 3.18: Ventana de modificación o eliminación de preguntas. Cada vez que se cambie la fase en su lista respectiva (marcada en verde en la esquina superior izquierda), se actualiza la lista de preguntas contenidas en dicha fase (lista destacada con rojo). Seguidamente, se actualiza la lista de respuestas asociadas a la pregunta marcada y luego de esto se marcarán todas las sustancias en su lista (resaltada en azul) que acierten esta respuesta, dicha selección de sustancias puede ser alterada. Los textos de las preguntas y respuestas pueden ser cambiados utilizando los botones “Modificar pregunta” y “Modificar respuesta” respectivamente; al hacer esto, aparece un diálogo para cambiar el texto de la pregunta o respuesta deseada. Para cambiar el valor de una pregunta, este se escribe en la caja de edición debajo de la lista de preguntas. La eliminación de una pregunta o respuesta se hace mediante los botones “Eliminar pregunta”, “Eliminar respuesta” o a través de la tecla Delete; si sólo queda una pregunta en la fase seleccionada y se desea eliminar, MAQOLab emite un mensaje de error pues cada fase debe tener al menos una pregunta; lo mismo ocurrirá al intentar borrar una respuesta pues cada pregunta tiene que tener asociada como mínimo una respuesta. Para confirmar las modificaciones se tiene el botón “Concluir” el cual cierra la ventana y salva los cambios hechos; si en vez de esto se pulsa “Cancelar” se cierra la ventana y no se guardan los cambios.. 40.

(49) Capítulo III. 3.2.3- Eliminando datos flotantes y mejores prácticas. Cuando asociamos un nuevo video de un experimento a una sustancia que ya poseía un video en dicho experimento, el video viejo seguirá formando parte del banco de datos, esto puede pasar muchas veces, es decir, pueden haber varios videos a los que les suceda esto, si el usuario decide eliminarlos, en el menú de la figura 3.3, con la opción “Eliminar datos innecesarios” se libera al software de esta situación. En el menú citado anteriormente aparece, además, la opción “Eliminar mejores prácticas” la cual borra el fichero donde se almacenan los mejores resultados de los estudiantes que hayan utilizado el software.. 3.2.4- Usuarios. Adicionando nuevos administradores. Un administrador (profesor) pueden adicionar nuevos administradores, para esto aparece la opción “Adicionar administrador” del menú principal de administración:. Figura 3.19: Menú “Usuarios”. Al dar clic sobre esta opción se mostrará el diálogo que sigue:. Figura 3.20: Adicionando un nuevo usuario. Este diálogo permite adicionar un nuevo administrador teniendo en cuenta que ni el nombre de usuario ni la clave pueden contener espacios; después de esto, los botones “Ok” y ”Cancelar” son los encargados de confirmación o cancelación del nuevo usuario.. 41.