Hidden Type Variables and Conditional Extension for More Expressive Generic Programs

Generic object-oriented programming languages combine parametric polymorphism and nominal subtype polymorphism, thereby providing better data abstraction, greater code reuse, and fewer run-time errors. However, most generic object-oriented languages provide a straightforward combination of the two kinds of polymorphism, which prevents the expression of advanced type relationships. Furthermore, most generic object-oriented languages have a type-erasure semantics: instantiations of type parameters are not available at run time, and thus may not be used by type-dependent operations. This dissertation shows that two features, which allow the expression of many advanced type relationships, can be added to a generic object-oriented programming language without type erasure: 1. type variables that are not parameters of the class that declares them, and 2. extension that is dependent on the satisfiability of one or more constraints. We refer to the first feature as hidden type variables and the second feature as conditional extension. Hidden type variables allow: covariance and contravariance without variance annotations or special type arguments such as wildcards; a single type to extend, and inherit methods from, infinitely many instantiations of another type; a limited capacity to augment the set of superclasses after that class is defined; and the omission of redundant type arguments. Conditional extension allows the properties of a collection type to be dependent on the properties of its element type. This dissertation describes the semantics and implementation of hidden type variables and conditional extension. A sound type system is presented. In addition, a sound and terminating type checking algorithm is presented. Although designed for the Fortress programming language, hidden type variables and conditional extension can be incorporated into other generic object-oriented languages. Many of the same problems would arise, and solutions analogous to those we present would apply.

A Spectral Network Model of Pitch Perception

A model of pitch perception, called the Spatial Pitch Network or SPINET model, is developed and analyzed. The model neurally instantiates ideas front the spectral pitch modeling literature and joins them to basic neural network signal processing designs to simulate a broader range of perceptual pitch data than previous spectral models. The components of the model arc interpreted as peripheral mechanical and neural processing stages, which arc capable of being incorporated into a larger network architecture for separating multiple sound sources in the environment. The core of the new model transforms a spectral representation of an acoustic source into a spatial distribution of pitch strengths. The SPINET model uses a weighted "harmonic sieve" whereby the strength of activation of a given pitch depends upon a weighted sum of narrow regions around the harmonics of the nominal pitch value, and higher harmonics contribute less to a pitch than lower ones. Suitably chosen harmonic weighting functions enable computer simulations of pitch perception data involving mistuned components, shifted harmonics, and various types of continuous spectra including rippled noise. It is shown how the weighting functions produce the dominance region, how they lead to octave shifts of pitch in response to ambiguous stimuli, and how they lead to a pitch region in response to the octave-spaced Shepard tone complexes and Deutsch tritones without the use of attentional mechanisms to limit pitch choices. An on-center off-surround network in the model helps to produce noise suppression, partial masking and edge pitch. Finally, it is shown how peripheral filtering and short term energy measurements produce a model pitch estimate that is sensitive to certain component phase relationships.

Recruiting young adults into a weight loss trial: report of protocol development and recruitment results.

Obesity has spread to all segments of the U.S. population. Young adults, aged 18-35 years, are rarely represented in clinical weight loss trials. We conducted a qualitative study to identify factors that may facilitate recruitment of young adults into a weight loss intervention trial. Participants were 33 adults aged 18-35 years with BMI ≥25 kg/m(2). Six group discussions were conducted using the nominal group technique. Health, social image, and "self" factors such as emotions, self-esteem, and confidence were reported as reasons to pursue weight loss. Physical activity, dietary intake, social support, medical intervention, and taking control (e.g. being motivated) were perceived as the best weight loss strategies. Incentives, positive outcomes, education, convenience, and social support were endorsed as reasons young adults would consider participating in a weight loss study. Incentives, advertisement, emphasizing benefits, and convenience were endorsed as ways to recruit young adults. These results informed the Cellphone Intervention for You (CITY) marketing and advertising, including message framing and advertising avenues. Implications for recruitment methods are discussed.

La derivada a la caratheodory, una nueva concepción en el aprendizaje y la enseñanza del calculo

A nivel educativo la noción de derivada se enseña en los cursos regulares de cálculo, pero por lo general, siempre en la forma en que fue definida por Cauchy, lo que implica un procedimiento se hace necesario hacer una factorización. Constantin Caratheodory establece una definición diferente. Esta definición presenta tres aspectos didácticos destacados: Nos muestra que el proceso de acercamiento de las pendientes de las secantes a la pendiente de la tangente es continuo y por tanto, la continuidad es esencial para la derivabilidad, la segunda parte se refiere a la facilidad de la derivación como un proceso de factorización repetitivo y no como cálculo de límites, así como simplicidad en la demostración de teoremas de linealidad, regla de la cadena, algebra de derivadas (suma, producto y cociente), aplicado a funciones polinómicas de valor real y la tercera es que a nivel escolar se generan alternativas en la enseñanza del cálculo a través de la implementación de conceptos nuevos, con el fin de evitar procedimientos tediosos que se tienen con las definiciones tradicionales como la de Cauchy.

Analisis de algunas tareas en torno a la noción de tasa media de variación y tasa instantánea de variación

En este trabajo presentamos el análisis de algunas tareas propuestas a estudiantes de grado 11 en torno a la noción de tasa media de variación y tasa instantánea de variación. La propuesta se diseño utilizando como metodología de investigación el aporte de la escuela francesa en torno a las situaciones didácticas de Brousseau y la ingeniería didáctica. Para el análisis de las tareas se utilizaron las unidades de análisis propuestas por Romero (1998) y Camargo (2001); estudio del contenido, estudio de la comprensión y análisis de la interacción didáctica.

La enseñanza del análisis matemático en el bachillerato y primer curso de universidad: una perspectiva desde la teoría de los obstáculos epistemológicos y los actos de comprensión

La enseñanza del Análisis Matemático en 1o y 2o de Bachillerato y primer año de Universidad, presenta unos problemas, asociados a los fenómenos didácticos inherentes al estudio de las Matemáticas, que es necesario tipificar a partir de la modelización del conocimiento matemático y del proceso de enseñanza escolar. En este Proyecto se estudian los conceptos elementales del Análisis Matemático –límite, continuidad, derivada e integral desde la perspectiva de los obstáculos epistemológicos y de los actos de comprensión (Sierpinska, 1997), en cuanto al saber escolar (detectado en los manuales), el saber enseñado (que figura en los apuntes de los profesores) y el saber del alumno (identificado por medio de sus respuestas a un cuestionario) tratando de extraer datos que faciliten el uso de estrategias de enseñanza-aprendizaje de estas nociones en situaciones de enseñanza adecuadas.

Humans-with-Media en la producción de conocimiento matemático. El caso de Geogebra

Este documento se usa el constructo teórico Humans-with-Media para analizar una situación construida con el software Geogebra. La situación muestra un posible entendimiento de la función derivada a partir del reconocimiento de la “función tasa de variación”.

Un estudio del cambio y la variación a través de su representación gráfica

En el presente trabajo se aborda el estudio de la variación de una función cualquiera cuando se tiene sólo su representación gráfica y no se conoce su representación algebraica, así como la relación de la función con su primera y su segunda derivada y la relación entre tales derivadas, esto es, la información que puede proporcionar cada derivada acerca de la función y la información que aporta cada derivada con respecto a la otra.

El rincón de la calculadora gráfica

Se espera que esta iniciativa sea bien acogida y contribuya, aunque sea mínimamente, a fomentar la colaboración y el intercambio de ideas entre todos los colegas interesados en mejorar la educación matemática mediante el uso de la tecnología de bolsillo.

El principio de Fermat en óptica geométrica

El interés de este trabajo es ilustrar un tópico a través del cual se pueda establecer relación entre las matemáticas y la física en el nivel de educación media. Se consideran algunos aspectos relacionados con el Principio de Fermat que se pueden desarrollar para profundizar los conocimientos de los estudiantes en cuanto a geometría, cálculo diferencial y física, asignaturas que, por lo general, se abordan desvinculadas una de la otra.

Introducción a la derivada en un contexto tecnológico-variacional

En el siguiente escrito se describe una propuesta didáctica para introducir a los estudiantes al concepto matemático de la derivada. Esta propuesta se basa en la idea de variación la cual es representada en contextos numéricos, físicos y gráficos. La representación y manipulación de las ideas matemáticas en juego durante el desarrollo de la propuesta se ven apoyadas en el uso de dispositivos tecnológicos tales como calculadoras gráficas y un sensor de movimiento.

Réplica a la ponencia "adoptando diferentes perspectivas de investigación sobre el concepto de derivada"

En esta réplica a la ponencia presentada por la profesora Sánchez-Matamoros, y después de unas consideraciones personales, se destaca su trayectoria investigadora centrada en analizar la comprensión del concepto de derivada abarcando los ámbitos de aprendizaje (en alumnos de secundaria) y de enseñanza (en futuros profesores de matemáticas). Se señalan sus aportaciones en el marco de la teoría APOE reflejadas en numerosas publicaciones y su aplicación al campo de la formación de profesores.

Construcción de la recta tangente variacional a traves de los usos del conocimiento del siglo XVII y XVIII

El presente trabajo es una investigación en curso. Una fuente de dificultades didácticas es la interpretación geométrica de la derivada, en donde la recta tangente no se considera como objeto de estudio. Nuestro planteamiento es que al construir la recta tangente desde una perspectiva variacional puede servir como una introducción a la derivada desde un punto de vista gráfico, lo cual implica también un rediseño del Discurso Matemático Escolar. Utilizamos la teoría de la Socioepistemología, en la cual se plantea que el uso de herramientas matemáticas para resolver actividades organizadas intencionalmente con la intención de resolver un problema, son una práctica, normadas por una práctica social. El escenario histórico nos ha servido para reconocer la práctica de la tangente variacional. Actualmente hemos implementado un método para obtener nuestros datos el cual nos servirá para que un futuro próximo podamos analizarlos y obtener conclusiones.

Una secuencia didáctica para la introducción del concepto de derivada. Resultados de su implementación

En el ámbito de la investigación en Matemática Educativa son conocidas las dificultades que plantean la enseñanza y el aprendizaje de contenidos del cálculo. En la búsqueda de alternativas que favorezcan un desarrollo adecuado de métodos de pensamiento propios de la matemática, diseñamos y pusimos a prueba una secuencia didáctica para la introducción del concepto de derivada. Consideramos como hipótesis básica que el desarrollo de ideas variacionales puede propiciar una mejor comprensión y apropiación de esta noción, adoptando la posición de que el manejo de sistemas de representación es fundamental para la actividad cognoscitiva del pensamiento. Presentamos algunas de las actividades trabajadas en clase y un breve análisis sobre su implementación y las respuestas de los alumnos.

Prediciendo con la regla de los signos de Descartes

En este reporte se discute, desde la socioepistemología, una experiencia realizada con estudiantes de bachillerato respecto de la Regla de los signos de Descartes, aquella que permite determinar el número de raíces positivas que una función polinómica podría presentar. El diseño de la secuencia de aprendizaje requirió el uso de la Ingeniería Didáctica como metodología, aunque no buscábamos validar la actividad de aprendizaje, sino analizar las herramientas que los estudiantes evocaran o construyeran en la experiencia.