Modelling in Science Education and Learning - Vol. 12, Núm. 2 (2019)
Tabla de contenidos
- Modelización basada en agentes: canibalismo microbiano
- Modelo reducido de un reactor nuclear y su utilización en las asignaturas del ámbito de la Ingeniería Nuclear
- Redes bayesianas y diagnóstico médico. Una forma diferente de aprender probabilidades condicionadas
- Un estudio exploratorio sobre el conocimiento del maestro para guiar actividades de modelización matemática en Educación Primaria
- Un ejemplo de aprendizaje de modelización matemática basado en un problema de flotación
- Modelización numérica y caracterización experimental de materiales absorbentes: competencias profesionales del ingeniero acústico
- Comprender las matemáticas de secundaria y bachillerato desde las asignaturas universitarias: Una propuesta de docencia transversal basada en elasticidad y resistencia de materiales
- La tabla periódica de las mujeres científicas: construyendo y jugando
- Formulación matricial en Acústica: el método de la matriz de transferencia
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Item type: Artículo , Access status: Abierto , Modelización numérica y caracterización experimental de materiales absorbentes: competencias profesionales del ingeniero acústico(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Atiénzar Navarro, Roberto; Picó Vila, Rubén; del Rey, Romina; Departamento de Física Aplicada; Escuela Politécnica Superior de Alcoy; Escuela Politécnica Superior de Gandia; Centro de Tecnologías Físicas: Acústica, Materiales y Astrofísica; Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras; Ministerio de Economía y Competitividad; European Regional Development Fund; Generalitat Valenciana; European Social Fund[ES] En este trabajo se desarrollan de forma numérica modelos empíricos que permiten conocer el comportamiento acústico de materiales utilizados en soluciones constructivas en la edificación. Este trabajo se engloba dentro del Máster Universitario en Ingeniería Acústica (MIA) de la Escuela Politécnica Superior de Gandía en la Universitat Politècnica de València. El ingeniero acústico, para conseguir todas las competencias que se exigen en la titulación, necesita conocer el comportamiento acústico de materiales, o soluciones acústicas, así como también necesita desarrollar herramientas de simulación numérica. Se propone, en este estudio, una evaluación numérica de modelos empíricos que permita al alumnado combinar competencias de asignaturas diferentes para alcanzar un objetivo común, ofreciendo así al alumnado herramientas multidisciplinares que debe utilizar en su incorporación al mundo laboral.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Modelización basada en agentes: canibalismo microbiano(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Ginovart, Marta; Tutusaus, Albert; Mas, M. Teresa[ES] En un sistema biológico, las interacciones entre los organismos pueden ser interespecíficas, cuando se relacionan organismos de la comunidad de diferente especie, o intraespecíficas. Estas interacciones, que pueden ser favorables, desfavorables o indiferentes para el crecimiento, la supervivencia, y/o la reproducción de los organismos, pueden determinar el área de distribución y la situaci´on territorial de la especie, o tener un papel esencial en la evoluci´on temporal de las poblaciones. Amensalismo, comensalismo, depredación, mutualismo, parasitismo, competencia y canibalismo son diferentes tipos de interacciones. Estas pueden establecerse a lo largo del tiempo y en el espacio, siendo normalmente su ´ámbito de actuación local por proximidad o por contacto directo. Se pueden considerar como propias de las especies o como comportamientos probables, que se pueden dar o no, seg´un como sean las condiciones ambientales en las que se encuentren los organismos. Todo esto hace que la modelizaci´on matemática m´as tradicional sufra de muchas limitaciones en este contexto, tanto para el tratamiento de las discontinuidades en el espacio y el tiempo, como para las adaptaciones o cambios repentinos que pueden sufrir los organismos como respuesta a los diversos factores a los que se puedan ver expuestos. El enfoque o perspectiva de los modelos computacionales basados en agentes (ABM) puede considerarse interesante en la representación de estas interacciones. El propósito de este trabajo es mostrar cómo se puede investigar y tratar con interacciones biológicas a través de ABM. En primer lugar se presentan algunos ejemplos de ABM implementados en un entorno de programación de acceso abierto y disponible desde la web, la plataforma multiagente NetLogo. A continuaci´on, escogida una interacci´on intraespec´ıfica particular, como es el canibalismo microbiano que exhibe la bacteria Bacillus subtilis, se presenta el caso de estudio, con el desarrollo del dise˜no conceptual del ABM para su representación, su implementación en NetLogo, y un análisis de sensibilidad unifactorial de alguno de sus par´ametros para explorar la respuesta del sistema virtual bajo distintos escenarios de simulaci´on. El simulador obtenido ser´a manejado en el entorno académico (su origen fue un Trabajo Final de Grado de la titulación Ingeniería de Sistemas Biológicos de la Universitat Politècnica de Catalunya), será útil tanto en la docencia como para la realización de investigaciones vinculadas con estas interacciones microbianas, abriendo expectativas para futuras aplicaciones prácticasItem type: Artículo , Access status: Abierto , Modelo reducido de un reactor nuclear y su utilización en las asignaturas del ámbito de la Ingeniería Nuclear(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Vidal-Ferràndiz, Antoni; Carlos Alberola, Sofía; Ginestar Peiro, Damián; Gallardo Bermell, Sergio; Departamento de Física Aplicada; Departamento de Ingeniería Química y Nuclear; Departamento de Matemática Aplicada; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Instituto Universitario de Matemática Multidisciplinar; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Instituto Universitario de Seguridad Industrial, Radiofísica y Medioambiental; Grupo de Medioambiente y Seguridad Industrial. MEDASEGI[ES] En el grado de Ingenier´ıa de la Energ´ıa, los alumnos pueden cursar las asignaturas de Tecnolog´ıa Nuclear y Seguridad Nuclear. En ambas asignaturas se estudia el dise˜no de un reactor nuclear para que la central funcione en condiciones seguras. Para conseguir que los alumnos entiendan el funcionamiento de un reactor nuclear es interesante el uso de modelos matem´aticos que reproduzcan tanto la potencia generada como la evoluci´on de otras variables que afectan a la seguridad de la planta. En este trabajo, se presenta un modelo sencillo de reactor de agua a presi´on que permite observar la evoluci´on temporal de la potencia del reactor y las temperaturas de los componentes m´as importantes de la planta. Para obtener la potencia generada se hace uso del modelo de cin´etica puntual, mientras que para el c´alculo de las temperaturas del combustible y del refrigerante se utiliza un modelo sencillo de transmisi´on de calor. De este modo, el problema se formula mediante un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias que se resuelve utilizando m´etodos num´ericos. El desarrollo del modelo permite a los alumnos de Tecnolog´ıa Nuclear y Seguridad Nuclear comprender la evoluci´on temporal de alguna de las variables de un reactor y darse cuenta de los efectos estabilizantes que los par´ametros de la termohidr´aulica tienen sobre la potencia generada.Item type: Artículo , Access status: Abierto , La tabla periódica de las mujeres científicas: construyendo y jugando(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Arnau, M. José; Pertegás, Cristina; Alcácer, Encarna; Valero, Rebeca; Rubio, José M.[ES] Con objeto de visibilizar el trabajo de las mujeres en Ciencia y aprovechando que el año 2019 ha sido declarado por Naciones Unidas año internacional de la Tabla Periódica (A/RES/72/228) se ha planteado como proyecto la elaboración de una Tabla Periódica Interactiva de mujeres científicas y un concurso para dar a conocer al alumnado en general la biografia de mujeres relacionadas con diferentes ámbitos de la Ciencia (Física, química, matemáticas, medicina, biología y geología). Este proyecto se enmarca dentro de las actividades realizadas en el instituto IES San Antonio de Benagéber para promover la igualdad y se plantea como actividad para el 11 de febrero que se celebra el día internacional de la niña y la mujer en la Ciencia (https://11defebrero.org/).Item type: Artículo , Access status: Abierto , Un estudio exploratorio sobre el conocimiento del maestro para guiar actividades de modelización matemática en Educación Primaria(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Fuertes, Rubén; Albarracín Gordo, Lluís[EN] This article presents exploratory research to characterize the teacher’s knowledge needed to guide a modeling activity in Primary Education. A Fermi problem has been chosen as modeling activity and the theoretical framework on teacher knowledge used is the Rowland’s Knowledge Quartet. The analysis of an expert teacher’s interventions during the class activity allows us to identify the key knowledge that the teacher sets in motion. Among them we highlight the cognitive activations of students during the phases of developing a plan and executing it.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Redes bayesianas y diagnóstico médico. Una forma diferente de aprender probabilidades condicionadas(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Estruch Fuster, Vicente Domingo; Boigues Planes, Francisco José; Vidal Meló, Anna; Pastor Gimeno, José Ismael; Departamento de Matemática Aplicada; Escuela Politécnica Superior de Gandia; Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras[ES] Las redes bayesianas constituyen una herramienta formal que permite modelar procesos caracterizados por la incertidumbre, lo cual es propio de muchos problemas reales. Con una red bayesiana se puede establecer un modelo completo sobre un conjunto de variables aleatorias y sus relaciones. Dicho modelo se puede utilizar para estimar probabilidades de ciertas variables de la red, que se denominan variables de estado, cuando son fijadas otras variables, llamadas variables de evidencia. El proceso de obtener la distribución de probabilidad de las variables de estado dadas las evidencias se denomina inferencia probabilística bayesiana. En este trabajo, tras introducir las redes bayesianas, se expone cómo utilizarlas en el aula analizando problemas de diagnóstico médico. Con esto se persigue un aprendizaje más significativo de los conceptos de independencia y de probabilidad condicional, que son esenciales para una correcta aplicación de numerosos métodos probabilísticos y estadísticos.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Un ejemplo de aprendizaje de modelización matemática basado en un problema de flotación(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) González-Santander, Juan Luis; Monreal Mengual, Llucía; Facultad de Administración y Dirección de Empresas; Departamento de Matemática Aplicada; Centro de Investigación en Tecnologías Gráficas[EN] A machine can make three-dimensional figures that can float on different types of liquids, using for each figure always the same quantity of mass. The machine had already made spheres when the engineers intended to design other figures that reached the same depth below the surface. They tested with cubes and realized that regardless of the liquid on which figures floated, spheres always reached a greater depth than cubes. Could their problem be solved using cones?Item type: Artículo , Access status: Abierto , Matrix formulation in Acoustics: the transfer matrix method(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Herrero Durá, Iván; Cebrecos, Alejandro; García-Raffi, L. M.; Romero-García, Vicente; Departamento de Física Aplicada; Departamento de Matemática Aplicada; Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada; Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos; Escuela Politécnica Superior de Gandia; Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular[EN] Matrices are introduced in mathematical subjects in connection with vector spaces and linear algebra, being disconnected from their applications in other fields of science and engineering studies. The transmission of this knowledge is done, in many occasions, in a purely theoretical manner and posing problems to students that are disconnected from applications. In this paper we present an application of matrix formalism in acoustics: the transfer matrix method. It is a simple method widely used in transmission and reflection problems. For a system composed of a waveguide and an aluminum clamped plate subjected to the pressure of an acoustic wave, we can establish a simple connection between the matrix formalism, the use of vectors and the physical magnitudes.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Comprender las matemáticas de secundaria y bachillerato desde las asignaturas universitarias: Una propuesta de docencia transversal basada en elasticidad y resistencia de materiales(Universitat Politècnica de València, 2019-07-31) Lapuebla-Ferri, Andrés; Gimenez Palomares, Fernando; Jimenez Mocholi, Antonio José; Departamento de Matemática Aplicada; Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras; Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial[ES] En este trabajo proponemos una metodología didáctica para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje de las asignaturas de matemáticas en las etapas de Educación Secundaria Obligatoria y de Bachillerato. Se trata de una experiencia basada en la docencia transversal, en tanto que requiere de la colaboración entre profesores de distintos niveles educativos. Se pretende que los estudiantes preuniversitarios contextualicen ciertas herramientas y métodos matemáticos en el ámbito de la asignatura universitaria “Elasticidad y Resistencia de Materiales”. El objetivo fundamental que perseguimos con la futura implementación de esta experiencia es que los alumnos preuniversitarios comprendan la utilidad de las matemáticas a partir de aplicaciones prácticas reales de la ingeniería. Los autores creemos que esta experiencia repercutirá positivamente en su motivación y, por ende, en su rendimiento académico.