The Role of Programming in the Formulation of Ideas

Classical mechanics is deceptively simple. It is surprisingly easy to get the right answer with fallacious reasoning or without real understanding. To address this problem we use computational techniques to communicate a deeper understanding of Classical Mechanics. Computational algorithms are used to express the methods used in the analysis of dynamical phenomena. Expressing the methods in a computer language forces them to be unambiguous and computationally effective. The task of formulating a method as a computer-executable program and debugging that program is a powerful exercise in the learning process. Also, once formalized procedurally, a mathematical idea becomes a tool that can be used directly to compute results.

Why Ideas Matter in International Relations : Hans Morgenthau, Classical Realism, and the Moral Construction of Power Politics

Williams, Mike, 'Why ideas matter in International Relations: Hans Morgenthau, Classical Realism, and the Moral Construction of Power Politics', International Organization (2004) 58(4) pp.633-665 RAE2008

The transformation of Ireland 1958 - 93: the role of ideas in punctuating institutional path dependency at critical junctures

Ireland experienced two critical junctures when its economic survival was threatened: 1958/9 and 1986/7. Common to both crises was the supplanting of long established practices, that had become an integral part of the political culture of the state, by new ideas that ensured eventual economic recovery. In their adoption and implementation these ideas also fundamentally changed the institutions of state – how politics was done, how it was organised and regulated. The end result was the transformation of the Irish state. The main hypothesis of this thesis is that at those critical junctures the political and administrative elites who enabled economic recovery were not just making pragmatic decisions, their actions were influenced by ideas. Systematic content analysis of the published works of the main ideational actors, together with primary interviews with those actors still alive, reveals how their ideas were formed, what influenced them, and how they set about implementing their ideas. As the hypothesis assumes institutional change over time historical institutionalism serves as the theoretical framework. Central to this theory is the idea that choices made when a policy is being initiated or an institution formed will have a continuing influence long into the future. Institutions of state become ‘path dependent’ and impervious to change – the forces of inertia take over. That path dependency is broken at critical junctures. At those moments ideas play a major role as they offer a set of ready-made solutions. Historical institutionalism serves as a robust framework for proving that in the transformation of Ireland the role of ideas in punctuating institutional path dependency at critical junctures was central.

The ways in which new public management ideas impact upon the administrative culture of 'street-level' bureaucrats and professionals working within Irish social policy

The conventional meaning of culture is ‘widely shared and strongly held values’ of a particular group or society (Bradley and Parker, 2006: 89). Culture is not a rigid concept; it can be influenced or altered by new ideas or forces. This research examines the ways in which one set of ideas in particular, that is, those associated with New Public Management, have impacted upon the administrative culture of 'street-level' bureaucrats and professionals within Irish social policy. Lipsky (1980: 3) defined 'street-level' bureaucrats as ‘public service workers who interact directly with citizens in the course of their jobs, and who have substantial discretion in the execution of their work’. Utilising the Competing Values Framework (CVF) in the analysis of eighty three semi-structured interviews with 'street-level' bureaucrats and professionals, an evaluation is made as to the impact of NPM ideas on both visible and invisible aspects of administrative culture. Overall, the influence of NPM is confined to superficial aspects of administrative culture such as; increased flexibility in working hours and to some degree job contracts; increased time commitment; and a customer service focus. However, the extent of these changes varies depending on policy sector and occupational group. Aspects of consensual and hierarchical cultures remain firmly in place. These coincide with features of developmental and market cultures. Contrary to the view that members of hierarchical and consensual culture would pose resistance to change, this research clearly illustrates that a very large appetite for change exists in the attitudes of 'street-level' bureaucrats and professionals within Irish social policy, with many of them suggesting changes that correspond to NPM ideas. This study demonstrates the relevance of employing the CVF model as it is clear that administrative culture is very much a dynamic system of competing and co-existing cultures.

Design of Scheduling Algorithms Using Game Theoretic Ideas

Scheduling a set of jobs over a collection of machines to optimize a certain quality-of-service measure is one of the most important research topics in both computer science theory and practice. In this thesis, we design algorithms that optimize {\em flow-time} (or delay) of jobs for scheduling problems that arise in a wide range of applications. We consider the classical model of unrelated machine scheduling and resolve several long standing open problems; we introduce new models that capture the novel algorithmic challenges in scheduling jobs in data centers or large clusters; we study the effect of selfish behavior in distributed and decentralized environments; we design algorithms that strive to balance the energy consumption and performance.

The technically interesting aspect of our work is the surprising connections we establish between approximation and online algorithms, economics, game theory, and queuing theory. It is the interplay of ideas from these different areas that lies at the heart of most of the algorithms presented in this thesis.

The main contributions of the thesis can be placed in one of the following categories.

1. Classical Unrelated Machine Scheduling: We give the first polygorithmic approximation algorithms for minimizing the average flow-time and minimizing the maximum flow-time in the offline setting. In the online and non-clairvoyant setting, we design the first non-clairvoyant algorithm for minimizing the weighted flow-time in the resource augmentation model. Our work introduces iterated rounding technique for the offline flow-time optimization, and gives the first framework to analyze non-clairvoyant algorithms for unrelated machines.

2. Polytope Scheduling Problem: To capture the multidimensional nature of the scheduling problems that arise in practice, we introduce Polytope Scheduling Problem (\psp). The \psp problem generalizes almost all classical scheduling models, and also captures hitherto unstudied scheduling problems such as routing multi-commodity flows, routing multicast (video-on-demand) trees, and multi-dimensional resource allocation. We design several competitive algorithms for the \psp problem and its variants for the objectives of minimizing the flow-time and completion time. Our work establishes many interesting connections between scheduling and market equilibrium concepts, fairness and non-clairvoyant scheduling, and queuing theoretic notion of stability and resource augmentation analysis.

3. Energy Efficient Scheduling: We give the first non-clairvoyant algorithm for minimizing the total flow-time + energy in the online and resource augmentation model for the most general setting of unrelated machines.

4. Selfish Scheduling: We study the effect of selfish behavior in scheduling and routing problems. We define a fairness index for scheduling policies called {\em bounded stretch}, and show that for the objective of minimizing the average (weighted) completion time, policies with small stretch lead to equilibrium outcomes with small price of anarchy. Our work gives the first linear/ convex programming duality based framework to bound the price of anarchy for general equilibrium concepts such as coarse correlated equilibrium.

Ideas y acciones para la reunión de área de Matemáticas

En muchos colegios las reuniones de área son el único espacio programado por la institución para la interacción entre profesores del área. El Colegio Santafé de Bogotá es un ejemplo de ellos. En éste, las reuniones de área tenían un carácter eminentemente informativo, situación que parecía ser la causa de que el grupo de profesores de matemáticas no estuviera suficientemente cohesionado para el trabajo y de que en las reuniones de área no se trataran temas relacionados con asuntos propios de la enseñanza de las matemáticas. Con la consciencia de que lograr el consenso del equipo de profesores en cuanto a aspectos fundamentales para la formación matemática, es el primer paso de un proceso de largo plazo para mejorar la enseñanza de las matemáticas, se realizaron acciones tendientes a iniciar ese proceso y a promover el tratamiento de temas propios de la educación matemática entre los profesores. La experiencia que se narra en este artículo da cuenta de lo que sucedió en tres reuniones de área: la primera, de motivación; la segunda, de indagación y consenso; y la última, de lectura, debate y reflexión. Entre los resultados obtenidos con las acciones implementadas vale la pena destacar que se logró dentro del grupo de profesores explicitar inquietudes u opiniones en cuanto al quehacer matemático y unificar criterios en lo referente a la formación de aspectos relevantes de la matemática. Por otro lado, el trabajo mismo de investigación deja en quien lo realiza una lección sobre el continuo cuestionamiento y reflexión que se debe hacer sobre la propia práctica.

Algunas ideas del profesorado sobre aspectos relacionados con la instrucción del concepto de límite funcional

Se muestran los resultados de una encuesta sobre las opiniones del profesorado de Matemáticas de secundaria en Galicia, relativa a la instrucción sobre el concepto de "Límite funcional" En esta comunicación se presentan sólo tres aspectos relacionados con el tema de una investigación más amplia: El profesorado opina sobre el nivel adecuado en que considera se debería impartir la noción de límite de funciones en los itinerarios del Bachillerato o en la ESO; se identifican algunos referentes que utiliza en su introducción, y finalmente, se recuentan instrumentos, técnicas y herramientas que el profesorado utiliza habitualmente en la instrucción de este objeto matemático. Transversalmente se trata de ver en qué grado el contexto general del aula condiciona las estrategias, herramientas y procedimientos.

La geometría en el aula: una propuesta para la interpretación de conceptos e ideas matemáticas y físicas

El presente trabajo se desprende de la práctica docente que se está llevando a cabo en el Centro Educativo Femenino de Antioquia (CEFA) en la ciudad de Medellín con estudiantes del grado décimo, el cual tiene como intención primordial retornar la geometría al aula de clase como una herramienta que facilita la interpretación de las ideas matemáticas y físicas, empleando la metodología de aula-taller como fundamento para alcanzar tal fin. Hasta ahora se ha logrado despertar un relevante interés en el manejo del lenguaje geométrico y una mejor interpretación de algunos conceptos como el teorema de Pitágoras y el número Pi, a partir de uso del material concreto que ayuda al estudiante a alcanzar una mejor apropiación de dichos conceptos.

Algunas ideas matemáticas y físicas de Arquímedes: el estudio de los cuerpos redondos y la fuerza de empuje

Arquímedes es el matemático y científico de todos los tiempos, desde la Antigüedad hasta nuestros días; en él se personifican variedad de métodos para resolver situaciones matemáticas y científicas, además de ideas fundamentales que han acompañado la evolución de muchos conceptos de las matemáticas y las ciencias; entre ellas están las ideas sobre el cálculo integral, la geometría de los cuerpos redondos, la cuadratura de la parábola, la conceptualización sobre espejos y poleas, la palanca y las ideas sobre flotación de los cuerpos, a través de la experimentación. Es por ello que, siguiendo algunas de sus rutas, se desarrollará el taller “Algunas ideas matemáticas y físicas de Arquímedes”, mostrando a través de algunas de estas experiencias desarrollos metodológicos, e integración de ideas de las matemáticas con otras áreas del conocimiento científico. Además, estos métodos permiten desarrollar ideas, que pueden ser aplicadas en procesos de aprendizaje de algunos conceptos de las matemáticas, que son enseñados en la Educación Básica y Media de nuestros jóvenes. Asimismo, en este taller mostraremos algunos senderos de aprendizaje de las matemáticas, integrados a las ciencias naturales, siguiendo algunos métodos arquimedianos, en ambientes de la metodología de Aula Taller, donde el aprender haciendo, el uso de material tangible, el apoyo en guías de trabajo, el construir las ideas y los conceptos son, es la clave el conocimiento. Esto lo compartiremos con los maestros a través del estudio de los cuerpos redondos y las ideas de flotación de los cuerpos. Cabe aclarar, además que, ni la metodología ni el tema a trabajar han sido explorados en nuestro país. Es por ello que queremos compartirlo, ya que es una experiencia que hemos vivido en otros espacios y que ha tenido un buen resultado.

Qué ideas tienen los estudiantes acerca de su comprensión: un estudio transversal

Este trabajo presenta resultados parciales de un proyecto más amplio, cuyo propósito es generar conocimiento sobre la evolución de formulaciones algebraicas y su utilización en la resolución de problemas. Se realizó un estudio referido a actividades relacionadas con la resolución y tratamiento algebraico de ecuaciones y funciones, según lo prescripto para cada año por el currículum a enseñar. Conjuntamente con el instrumento utilizado para el estudio mencionado, los estudiantes respondían preguntas acerca de cómo comprendían cada actividad, si la habían estudiado anteriormente, o nunca, si no recordaban como resolver y si reconocían o no el tema como un conocimiento anterior. Esta presentación muestra los resultados obtenidos para cada año escolar en cada actividad propuesta.