El siguiente es el plan de asignatura detallado y estructurado
específicamente para el programa de Ingeniería Civil,
integrando los fundamentos de programación con el análisis estructural
avanzado.
PLAN DE ASIGNATURA: PROGRAMACIÓN DE COMPUTADORES CON PYTHON
2. JUSTIFICACIÓN
En el ejercicio de la Ingeniería Civil, la capacidad de automatizar
cálculos estructurales y procesar grandes volúmenes de datos técnicos es
una ventaja competitiva esencial. Esta asignatura trasciende la teoría
básica para convertir la programación en una herramienta de diseño real.
Al dominar Python, el estudiante podrá modelar el comportamiento de
estructuras, resolver sistemas de equilibrio simbólico y generar
representaciones gráficas de esfuerzos internos, integrando estas
soluciones en aplicaciones web accesibles que modernizan el flujo de
trabajo del ingeniero calculista.
3. OBJETIVO GENERAL
Desarrollar en el estudiante de Ingeniería Civil la capacidad de
modelar, resolver y visualizar problemas de análisis estructural
mediante el lenguaje Python, implementando flujos de trabajo
profesionales que incluyan control de versiones y despliegue de
aplicaciones en la nube.
4. COMPETENCIAS
- Pensamiento Algorítmico: Abstracción y modelado de
problemas físicos mediante lógica computacional.
- Análisis Estructural Computacional: Uso de
librerías especializadas para la resolución de vigas y sistemas en
equilibrio.
- Ingeniería de Software Aplicada: Dominio de VSCode,
Git y GitHub para la gestión de proyectos técnicos.
- Visualización de Datos: Creación de diagramas de
ingeniería profesionales y dashboards interactivos.
5. CONTENIDO PROGRAMÁTICO (16 SEMANAS)
MÓDULO I: Lógica y Pensamiento Algorítmico (Semanas 1-5)
- Semana 1: Introducción al pensamiento algorítmico y
entorno Google Colab.
- Semana 2: Variables, tipos de datos y operaciones
aplicadas a magnitudes físicas (fuerzas, longitudes).
- Semana 3: Estructuras condicionales y lógica de
decisión en seguridad estructural.
- Semana 4: Bucles de control y procesos iterativos
para el procesamiento de múltiples mediciones.
- Semana 5: Funciones y modularidad: Creación de una
biblioteca de fórmulas de ingeniería civil.
MÓDULO II: Desarrollo Profesional y Web (Semanas 6-8)
- Semana 6: Introducción a Streamlit: Creación de
interfaces gráficas para cálculos estructurales.
- Semana 7: Entorno local con VSCode, Git y GitHub:
Gestión profesional del código fuente.
- Semana 8: Despliegue en la nube: Publicación de
herramientas de cálculo con URL pública.
MÓDULO III: Ciencia de Datos y Análisis Numérico (Semanas 9-11)
- Semana 9: Cálculos masivos con NumPy y generación
de gráficos técnicos con Matplotlib.
- Semana 10: Manipulación de datos tabulares con
Pandas: Análisis de ensayos de laboratorio y materiales.
- Semana 11: Dashboards interactivos: Presentación
dinámica de resultados de ingeniería.
MÓDULO IV: Especialización Estructural y Proyecto Final (Semanas
12-16)
- Semana 12 (Ruta Civil): Álgebra Simbólica con
SymPy. Resolución de ecuaciones de equilibrio y cálculo
de reacciones en apoyos.
- Semana 13 (Ruta Civil): Mecánica del Medio
Continuo. Modelado de vigas isostáticas y generación automática de
diagramas de Fuerza Cortante y Momento Flector.
- Semana 14: Arquitectura del proyecto final:
Integración del motor de cálculo estructural con la interfaz de
usuario.
- Semana 15: Taller de integración gráfica:
Renderizado de diagramas estructurales dinámicos en la web.
- Semana 16: Sustentación final: Presentación de la
aplicación web funcional de análisis de vigas.
6. SISTEMA DE EVALUACIÓN
Proyecto Final Integrador: “Calculadora Interactiva de Vigas”
(50%)
El estudiante debe desarrollar una herramienta web profesional que
permita al usuario definir las características de una viga, calcular sus
reacciones y visualizar sus diagramas de esfuerzos en tiempo real.
Rúbrica de Calificación:
- Cálculo y Lógica (30%): Precisión en la resolución
de reacciones y ecuaciones de fuerzas internas usando SymPy.
- Interfaz Interactiva (20%): Uso de widgets de
Streamlit para el ingreso de datos y visualización de resultados.
- Visualización Estructural (20%): Calidad y
exactitud de los diagramas de Cortante y Momento generados.
- Gestión y Despliegue (10%): Repositorio en GitHub
organizado y aplicación activa en la nube.
- Sustentación Oral (20%): Capacidad de explicar la
lógica técnica y computacional del proyecto.
Este plan asegura que el egresado posea las competencias necesarias
para enfrentar los desafíos tecnológicos de la ingeniería civil
contemporánea.