L’Educació per a la Ciutadania com a nou repte per a l’Ensenyament Secundari: de la teoria a les practiques quotidianes

En aquest Informe es presenten els resultats de la recerca centrada en l’Assignatura Educació per a la Ciutadania com a nou repte per a l’Ensenyament Secundari a partir del curso 2007-2008. La seva finalitat va ser aprofundir en el concepte de ciutadania i de formació ciutadana que té la comunitat educativa de centres catalans d'Ensenyament Secundari. Analitzar de quina manera aquestes concepcions es vinculen amb les diferents modalitats de portar-les a la pràctica educativa quotidiana. És va centrar en investigar de quina manera s'articulen les actuals disposicions ministerials i del Departament d'Educació relacionades amb l’assignatura en matèria de formació per a la ciutadania amb demandes puntuals i necessitats sentides dels diferents agents educatius de centres de secundària. Es fa un repàs dels diferents debats, els quals, pretenen aportar informació rellevant per prendre decisions. A més, es presenten alguns aspectes relacionats en temes organitzatius dels Instituts d’Ensenyament Secundària com el funcionament, l’organització per l’ensenyament, la participació, entre altres, amb la finalitat de aprofundir en aquells aspectes que van determinar la manera de treballar l’assignatura. Se inclouen les veus del principals agents implicats tant de l’escola com dels serveis educatius, per exemple: alumnes, docents, equips directius, directors, personal de l’ajuntament, entre altres. En aquests sentit vam trobar diverses opinions relacionades amb l’opció de escollir unes prioritats, unes estratègies a l’hora d’aconseguir els objectius plantejats en l’assignatura al principi del curs. El debat és va centrar al voltant de quina fórmula de treball es plantejant als diferents Departaments, de com conformar un model de l’assignatura amb més autonomia en temes substantius i la forma de organitzar l’ensenyament pels estudiants. Finalment, es presenten algunes conclusions, la seva relació en funció dels objectius exposats i de l’assignatura, així com la seva relació amb les polítiques de treball a les escoles.

Mètodes algebraics i de teoria de la prova per a la formalització del raonament vague

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Università degli studi di Siena, Italy , entre 2007 i 2009. El projecte ha consistit en un estudi de la formalització lògica del raonament en presència de vaguetat amb els mètodes de la Lògica Algebraica i de la Teoria de la Prova. S'ha treballat fonamental en quatre direccions complementàries. En primer lloc, s'ha proposat un nou plantejament, més abstracte que el paradigma dominant fins ara, per l'estudi dels sistemes de lògica borrosa. Fins ara en l'estudi d'aquests sistemes l'atenció havia recaigut essencialment en l'obtenció de semàntiques basades en tnormes contínues (o almenys contínues per l'esquerra). En primer nivell de major abstracció hem estudiat les propietats de completesa de les lògiques borroses (tant proposicionals com de primer ordre) respecte de semàntiques definides sobre qualsevol cadena de valors de veritat, no necessàriament només sobre l'interval unitat dels nombres reals. A continuació, en un nivell encara més abstracte, s’ha pres l'anomenada jerarquia de Leibniz de la Lògica Algebraica Abstracta que classifica tots els sistemes lògics amb un bon comportament algebraic i s'ha expandit a una nova jerarquia (que anomenem implicacional) que permet definir noves classes de lògiques borroses que contenen quasi totes les conegudes fins ara. En segon lloc, s’ha continuat una línia d'investigació iniciada els darrers anys consistent en l'estudi de la veritat parcial com a noció sintàctica (és a dir, com a constants de veritat explícites en els sistemes de prova de les lògiques borroses). Per primer cop, s’ha considerat la semàntica racional per les lògiques proposicionals i la semàntica real i racional per les lògiques de primer ordre expandides amb constants. En tercer lloc, s’ha tractat el problema més fonamental del significat i la utilitat de les lògiques borroses com a modelitzadores de (part de) els fenòmens de la vaguetat en un darrer article de caràcter més filosòfic i divulgatiu, i en un altre més tècnic en què defensem la necessitat i presentem l'estat de l'art de l'estudi de les estructures algèbriques associades a les lògiques borroses. Finalment, s’ha dedicat la darrera part del projecte a l'estudi de la complexitat aritmètica de les lògiques borroses de primer ordre.

Bifurcations of homoclinic tangency in two-dimensional area-preserving and reversible maps

Report for the scientific sojourn at the Research Institute for Applied Mathematics and Cybernetics, Nizhny Novgorod, Russia, from July to September 2006. Within the project, bifurcations of orbit behavior in area-preserving and reversible maps with a homoclinic tangency were studied. Finitely smooth normal forms for such maps near saddle fixed points were constructed and it was shown that they coincide in the main order with the analytical Birkhoff-Moser normal form. Bifurcations of single-round periodic orbits for two-dimensional symplectic maps close to a map with a quadratic homoclinic tangency were studied. The existence of one- and two-parameter cascades of elliptic periodic orbits was proved.

La teoria de la recepció i de l’experiència estètica en Hans-Robert Jauss

Es presenta críticament l’obra de Hans-Robert Jauss, fent incís en la seva teoria de l’experiència estètica. El capítol 1 descriu el context de l’obra d’aquest esteta i hermeneuta alemany en tres àmbits: a) l’ històricointel•lectual, que s’emmarca dintre la teoria literària de la recepció o Escola de Constança; b) l’evolució en el temps teòrica de l’obra, i c) la seva pretesa relació amb la postmodernitat. El capítol 2 relaciona les aportacions teòriques de Jauss amb el seu antecedent filosòfic més important: l’hermenèutica de Gadamer. El tercer capítol presenta la teoria de l’experiència estètica de Jauss, deixada al marge pel nostre àmbit acadèmic, malgrat el seu interès, i en fa una valoració crítica. Finalment, un Annex sobre la teoria estètica kantiana i una conclusió indiquen la continuació d’aquesta investigació.

Contribució de Pietro Mengoli al concepte de límit a través d'una teoria de les quasi proporcions

El treball de recerca que aquí es presenta és l’estudi dels tres primers "elementa" de la "Geometriae Speciosae Elementa" (Bolonya, 1659) de Pietro Mengoli (1625-1686), que fou possiblement el deixeble més original de Bonaventura Cavalieri (1598-1647). En aquesta obra Mengoli desenvolupa un nou mètode per calcular quadratures utilitzant una teoria numèrica anomenada de “quasi proporcions”. Mengoli fonamenta les quasi proporcions en la teoria de proporcions del llibre cinquè dels "Elements" d’Euclides, a la qual hi afegeix unes nocions originals: raó “quasi nul•la”, “quasi infinita” i “quasi un nombre”. Una exhaustiva anàlisi d’aquesta teoria demostra l’originalitat de l’obra de Mengoli tant pel que fa a la seva forma d’exposició com pel que fa al seu contingut.

On locally finite transitive two-ended digraphs

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Department de Matemàtica Aplicada de la Montanuniversität Leoben, Àustria, entre agost i desembre del 2006. L’ objectiu ha estat fer recerca sobre digrafs infinits amb dos finals, connexos i localment finits, i, en particular, en digrafs amb dos finals i altament arc-transitius. Malnic, Marusic et al. van introduir un nou tipus de relació d’equivalència en els vèrtexs d’un dígraf, anomenades relacions d’assolibilitat, que generalitzen i tenen el seu origen en un problema posat per Cameron et al., on les classes de la relació d’equivalència eren vèrtexs que pertanyien a un camí alternat del dígraf . Malnic et al. en el mencionat article van establir connexions ben estretes entre aquestes relacions d’assolibilitat i l'estructura de finals i creixement dels digrafs localment finits i transitius. En aquest treball, s’ha caracteritzat per complet aquestes relacions d’assolibitat en el cas de dígrafs localment finits i transitius amb exactament dos finals, en termes de la descomposició en números primers del número de línies que genera el digraf amb dos finals. A més, es nega la Conjectura 1 sostinguda per Seifter que afirmava que un digraf connex localment finit amb més d’un final era necessàriament o be 0-, 1- o altament arc-transitiu. Seifer havia donat una solució parcial a la conjectura pel cas de digrafs regulars amb grau primer que tinguin un conjunt de tall connex. En aquest treball, es descriu una família infinita de dígrafs regulars de grau dos, amb dos finals, exactament 2-arc transitius i no 3-arc transitius. Així, es nega la Conjectura de Seifter en el cas general, fins i tot per grau primer. Tot i així, la solució parcial donada per Seifter en el seu article és en cert sentit la millor possible i l'existència un conjunt de tall connex essencial.

Manual de preparació per a olimpíades i competicions matemàtiques

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Es presenta als interessats en les competicions de matemàtiques un manual sòlid, compacte, però sintetitzat, que els permeti, complementar i ampliar els seus coneixements matemàtics dirigits a aquestes competicions. En la primera part, es tracten les olimpíades matemàtiques més importants estatals i arreu del món per tal de donar-les a conèixer al lector. A continuació s'expliquen les tècniques generals més utilitzades per construir una demostració determinada. Finalment, es tanca la secció parlant de la creació de problemes, un apartat que permet estimular i potenciar la pròpia creativitat. En la segona part, es troba el propi cos del manual, amb una gran quantitat de problemas solucionats. Per tal de facilitar-ne l'ús, s'ha dividit en quatre grans temes, corresponents als que es treballen a les Olimpíades Matemàtiques: teoria de nombres o aritmètica, geometria, àlgebra i combinatòria. Cada un d'aquests temes es troba, a la vegada, dividit en dues seccions: la de teoremes i conceptes, en què s'enuncien els principals teoremes i fórmules que el lector necessita conéixer, i la d'exercicis i problemes on s’han recollit multitud de problemes provinents de diferents competicions, indicant el grau de dificultat - cal remarcar però, que el present document és una reducció del treball original, per això s'ha decidit només incloure-hi l'apartat d'aritmètica i ometre els altres tres -.

Métodes d'aprenentatge per reforç basats en la política i la seva aplicació a la robótica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Robot Locomotion Group del Massachusetts Institute of Technology, Estats Units, entre març i agost del 2006. Es descriu la feina portada a terme en el camp de l'aprenentatge per reforç (RL), una metodologia molt utilitzada en aprenentatge artificial. En RL, un agent intenta maximitzar un valor escalar (càstig o premi) obtingut com a resultat de la seva interacció amb l'entorn. L'objectiu d'un sistema basat en RL és el de trobar una política d'actuació òptima que relaciona l'estat de l'entorn amb una acció determinada que maximitzi la suma de reforços futurs. El principal avantatge és que no utilitza cap base de dades conegudes, així que l'agent no rep informació sobre quina decisió triar, com succeeix en molts tipus d'aprenentatge, sinó que ha de triar per descobrir aquelles accions que tenen un valor més alt, sent molt adient en robòtica aplicada. Els principals desavantatges són uns temps de convergència sovint elevats i la manca de generalització quan tractem variables contínues. Principalment, el treball s’ha centrat en l'estudi de noves i més complexes metodologies basades en RL que combinessin dos tipus d'algorismes: els basats en funcions de valor i els representats únicament per una política d'actuació. Posteriorment s'analitzà la seva aplicabilitat en aplicacions robòtiques reals. En tots els estudis i les simulacions s’ha utilitzat un braç robòtic dissenyat i contruït al laboratori. El tipus de robot, anomenat Acrobot, és un banc de proves molt utilitzat en els camps de teoria de control i aprenentatge.

Aplicacions contínues entre espais classificadors de grups p-locals finits

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universitat d'Aberdeen, Irlanda, entre abril i maig del 2007. Un dels objectius de la topologia algebraica és la de classificar espais topològics i aplicacions continues mitjançant estructures algebraiques associades a ells. És a dir, mitjançant diferents maneres d'associar un objecte algebraic a un espai, es pretén reflectir el màxim de la seva estructura topològica. D'altra banda, donat un grup G, se li pot associar un espai topològic BG anomenat l'espai classificador del grup que és l'espai que classifica els G-fibrats vectorials. El programa d'estudiar el tipus d'homotopia d'espais i aplicacions contínues ha donat molts fruits quan els espais que s'estudien són espais classificadors (en particular, grups finits i grups de Lie). En particular, a causa del fet que moltes propietats algebraiques del grup queden reflectides en l'espai classificador, aquest tipus d'espais juguen un paper molt important en la interelació entre l'àlgebra i la topologia. Per exemple, els treballs de Dwyer, Zabrodsky i Mislin identifiquen les aplicacions contínues entre espais classificadors d'un p-grup i un grup qualsevol amb els morfismes entre grups llevat conjugació. L’objectiu d’aquest projecte és el de descriure les aplicacions contínues entre p-completats d’espais classificadors a partir d’informació algebraica referent a l’estructura de p-subgrups de cadascun d’ells.

Pitàgores: música i matemàtiques

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. L'objectiu general del treball de recerca és estudiar la figura de Pitàgores, així com analitzar la seva filosofia i endinsar-se en les relacions que va establir entre la música i les matemàtiques. El treball consta de dues parts diferenciades, una teòrica i una pràctica. En la part teòrica s'estudien l'Escola Pitagòrica i les seves aportacions al camp musical. Es descriuen les experimentacions de Pitàgores amb el monocordi i es dóna explicació matemàtica a les escales musicals sorgides des de llavors, així com també es comenta la teoria de la música de les esferes. En la part pràctica, l'alumne empra tot el seu bagatge matemàtic i musical, adquirit al llarg de l'elaboració del cos teòric del treball per arribar a la construcció de dos tipus de monocordi.

Els refranys: estudi i equivalències

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. El treball es divideix en tres grans blocs temàtics, seguint una seqüència lògica: teoria dels refranys, recull de refranys catalans i els seus equivalents (inclou la creació d un diccionari) i l’aplicació pràctica del treball en un lloc web. Dins del bloc teòric es tracten amb profunditat àmbits de la fraseologia i la paremiologia (ciència dels refranys i les unitats fraseològiques) com ara la formació dels refranys, la seva estructura, el seu significat i el seu ús. També s’hi inclou un criteri de comparació de refranys de llengües diferents, tenint en compte aspectes com el seu grau d idiomaticitat (possibilitat d’establir el significat d’una unitat pel seu sentit figurat i a la vegada pel seu sentit literal). Cal destacar que l’estudi teòric dels refranys és gairebé inexistent en llengua catalana, i que en conseqüència l’elaboració d’aquesta part del projecte ha requerit un esforç suplementari. En el segon bloc, partint d’un recull de refranys pertanyent al besavi de l’alumna, on hi constaven refranys catalans amb els seus equivalents en francès i castellà, s’elabora un diccionari de refranys, explicant el significat d’aquests i afegint-hi l’equivalent en anglès, i en alguns casos, fins i tot es comenta l’antecedent llatí del refrany. Per tal de trobar una dimensió pràctica al nou recull, es procedeix a la creació d’un lloc web, amb la intenció de difondre el contingut del diccionari. Aquest seria el tercer bloc que conforma el treball.

Els dermatoglifs: estudi dermatoglífic sobre la població de Llançà

El treball està basat en un mètode d'investigació antropològic que s'ha dut a terme al municipi de Llançà, on s'ha pres com a mostra 100 habitants, 50 homes i 50 dones, als quals se'ls ha agafat les empremtes dels dits índex d'ambdues mans, amb l'objectiu de demostrar que els dermatoglifs venen marcats genèticament amb diferències entre mans i entre sexes. Es demostra seguint la metodologia de l'anàlisi dels caràcters dermatoglifs de Cummins i Midlo (1943), descobridors i autors d'aquest estil. Aquesta tècnica té dos aspectes a valorar. Primerament s'ha d'estudiar el valor qualitatiu de cada empremta, alhora que es crea una base de dades on quedin registrades cadascuna de les observacions; i darrerament s'estudia el valor quantitatiu de cada mostra, anotant els valors obtinguts en una sèrie de taules. En la segona part del treball, creades ja, les taules, es compara els resultats extrets d'aquestes, amb la teoria universal de Holt, la qual estableix les primeres característiques generals obtingudes a través de la metodologia de Cummins i Midlo. I a partir d aquí, s'estableixen les primeres possibles conclusions, que en la tercera part del treball, es comproven de manera estadística, utilitzant dos mètodes matemàtics. Aquest tractament al qual es sotmeten les dades és la prova de la 2, que és la que ens comprovarà els resultats qualitatius; i el test T-Student, que ens verificarà els resultats quantitatius. I finalment arrel d'aquest anàlisis estadístics obtenim els resultats.

Sistemes lidar (radar laser) d'ona contínua i baixa potència per a la detecció i mesura de concentració de gasos amb resolució espacial

The present project has performed the study and development of a new technique for the detection of gases with range resolution. This technique called FMCW-lidar is a technique that evolves from the FMCW-radar technique to be applied to lidar systems. Moreover, it takes advantage of the appearance of spectral absorption lines because of the interaction between light and gases to tune the light wavelength of a laser emitter with one of this spectral lines and then detects the backscattered light and analyzes it in order to obtain gas concentration measurements. The first part of the project consisted in the analysis of the WMS technique which is a technique for the in-situ measurement of gases. A complete theoretical analysis has been performed and some experiments have been carried out in order to test the technique and to validate its application to an FMCW-modulated system for the detection of gases. The second part of the project consisted in the analysis of the lidar FMCW technique for solid target detection and its extension to continuous media. The classical form of this technique has been analyzed for a distributed medium and a filtering effect has been found which prevents the accurate acquisition of the medium response. A modification of the technique has been proposed and a validation via simulations and some experiments has been carried on. After performing these tests, a novel system is proposed to be developed and tested in order to perform the indicated gas detection with range resolution.