The calculator as an instrument of validation of mathematical knowledge: a case study

En este trabajo se describe una experiencia llevada a cabo con profesores de matemáticas en formación, sobre el papel que pueden desarrollar las nuevas tecnologías para llevar a cabo procesos de demostración y prueba en el aula de secundaria.

The calculator as an instrument of validation of mathematical knowledge: a case study (extended version)

En este trabajo se describe detalladamente una experiencia llevada a cabo con profesores de matemáticas en formación, sobre el papel que pueden desarrollar las nuevas tecnologías para llevar a cabo procesos de demostración y prueba en el aula de secundaria.

An investigation of the mathematical elements of the Dai culture south-west Yunnan province, China

Dai ethnic mathematical culture is an important part of Dai ethnic culture. Mathematical elements show in their daily life. Through a research project of the Yunnan Dehong Dai people in southwest China, We collected the first-hand information, tried to do a small investigative study, and collected mathematics teaching resources that is useful to primary and secondary schools students on mathematics learning  in this minority areas. Keyword: Dai ethnic; Mathematical culture; Primary and secondary schools; Teaching resources.

Transformaciones en el plano utilizando software de geometría dinámica

Se presenta una experiencia sobre el estudio de las isometrías en el plano en la educación secundaria, utilizando software de geometría dinámica. Se construye y estudia las propiedades de los distintos movimientos (traslaciones, giros y simetrías). La actividad se desarrolla en la clase de informática con apoyo de programas como geogebra y applets de cabriweb. Se tratan elementos invariantes, composición de movimientos y motivos que teselan el plano.

Problemas geométricos de variación y el uso de software dinámico

En este artículo se presentan dos problemas geométricos que involucran la noción de variación, analizados desde la perspectiva de la resolución de problemas y la incorporación del software dinámico como un medio que puede potenciar el aprendizaje de los estudiantes. Los objetivos al presentar un análisis desde diferentes procedimientos de solución a estos problemas son: exhibir distintos acercamientos a situaciones, los cuales puede ir desarrollando el estudiante y el grupo al abordarlas, proporcionar al profesor elementos que le permitan proponer trayectorias hipotéticas del aprendizaje vinculadas con los conceptos y habilidades matemáticas que se requieren para abordar el problema y para comprenderlo, así como proveer de elementos al docente para identificar los momentos en los cuales puede intervenir en el proceso de solución para encauzar o enfatizar conceptos o habilidades matemáticas.

Contenidos transversales y aprendizaje de la matemática: haciendo uso de la tecnología (software libre)

El trabajo trata de mostrar los logros en el aprendizaje de la matemática –área de Geometría– a través del contenido transversal Educación para la gestión de riesgos y la conciencia ambiental, usando recursos tecnológicos como Google Maps y Google Earth. El tema desarrollado para tal fin fue el problema sismológico en el Perú. Finalmente, se señalan temas de geometría involucrados, así como temas anexos a través del uso de contenidos de Estadística, Geografía y Ciencias Naturales. La experiencia se hizo con un grupo de 50 alumnas del Tercer año de Educación Secundaria de una escuela pública del Perú.

Uso de software en la enseñanza de la matemática

Las clases de matemáticas no debieran tener como objetivo fundamental el aprendizaje de contenidos (definiciones, teoremas, axiomas…) que posteriormente serán aplicados a la resolución de un gran listado de ejercicios y problemas propuestos por el profesor y que justificará el aprendizaje de dichos contenidos, sino que, por el contrario, debieran partir con un problema concreto y familiar para el alumno. Una vez planteado éste y discutido por todos, estudiantes y profesor, traerá como consecuencia la obligación de resolverlo y por tanto la necesidad del aprendizaje de las técnicas que son necesarias para ello y recurrir al uso de tecnología disponible. Es muy importante destacar que durante todo el proceso el alumno hace conjeturas que irá verificando en cada paso. Se dará cuenta que algunas de las conjeturas que hizo son correctas y que otras no lo son, es decir, cometerá errores y aciertos, en función de los cuales irá cimentando su aprendizaje. Pero, por sobre todo, debe aprender que “va al colegio a equivocarse”, pero que no debe quedarse en el error, que en la discusión con sus compañeros y el profesorado encontrará la(s) solucione(s), que es probable que más de una sirva, pero que también unas son mejores que otras, que en algunos casos hay una solución óptima, en definitiva irá “aprendiendo a aprender”. Se ilustra lo anterior planteando resolver un clásico problema de construcción de cajas utilizando como herramienta de aprendizaje el software DERIVE 5.

El software matemático y los lenguajes de programación

Se lleva a cabo un análisis de los lenguajes de programación desde el punto de vista de sus relaciones con el software matemático. Para ello se comienza con una definición bastante flexible de software matemático, para continuar con un análisis metodológico de los lenguajes de programación, estudiando los paradigmas imperativo, funcional, la programación lógica y la orientación a objetos. Por último se realiza un estudio histórico de los lenguajes de programación, así como de los lenguajes de programación más adecuados para la implementación de algoritmos matemáticos.

Software educativo en línea para la enseñanza y el aprendizaje de temas de Cálculo Numérico

En un proyecto de investigación finalizado, se diseñó un software de escritorio para la enseñanza y el aprendizaje del tema Resolución Numérica de Ecuaciones no Lineales, usando el paquete MatLab.

Implementación del análisis en componentes principales con el software estadístico R

El Análisis en Componentes Principales (ACP) constituye la técnica base para el Análisis Multivariado de Datos. Su objetivo principal es reducir la cantidad de variables, manteniendo la máxima cantidad de información, presente en una tabla de datos de variables cuantitativas. En el presente artículo se expone un panorama general sobre la estructura que fundamenta un ACP y se implementa un caso concreto en el software estadístico R. Para ello es necesario un conocimiento básico de este software.

Modelling of industrial multi-physics processes—a key role for computational mechanics.

In the analysis of industrial processes, there is an increasing emphasis on systems governed by interacting continuum phenomena. Mathematical models of such multi-physics processes can only be achieved for practical simulations through computational solution procedures—computational mechanics. Examples of such multi-physics systems in the context of metals processing are used to explore some of the key issues. Finite-volume methods on unstructured meshes are proposed as a means to achieve efficient rapid solutions to such systems. Issues associated with the software design, the exploitation of high performance computers, and the concept of the virtual computational-mechanics modelling laboratory are also addressed in this context.

The role of evacuation and fire modelling in the development of safer air travel

Computer based mathematical models describing the aircraft evacuation process and aircraft fire have a role to play in the design and development of safer aircraft, in the implementaion of safer and more rigorous certification criteria and in post mortuum accident investigation. As the cost and risk involved in performing large-scale fire/evacuation experiments for the next generation 'Very Large Aircraft' (VLA) are expected to be high, the development and use of these modelling tools may become essential if these aircraft are to prove a viable reality. By describing the present capabililties and limitations of the EXODUS evacuation model and associated fire models, this paper will examine the future development and data requirements of these models.

Computer modelling of human behaviour in aircraft fire accidents

The mathematical simulation of the evacuation process has a wide and largely untapped scope of application within the aircraft industry. The function of the mathematical model is to provide insight into complex behaviour by allowing designers, legislators, and investigators to ask ‘what if’ questions. Such a model, EXODUS, is currently under development, and this paper describes its evolution and potential applications. EXODUS is an egress model designed to simulate the evacuation of large numbers of individuals from an enclosure, such as an aircraft. The model tracks the trajectory of each individual as they make their way out of the enclosure or are overcome by fire hazards, such as heat and toxic gases. The software is expert system-based, the progressive motion and behaviour of each individual being determined by a set of heuristics or rules. EXODUS comprises five core interacting components: (i) the Movement Submodel — controls the physical movement of individual passengers from their current position to the most suitable neighbouring location; (ii) the Behaviour Submodel — determines an individual's response to the current prevailing situation; (iii) the Passenger Submodel — describes an individual as a collection of 22 defining attributes and variables; (iv) the Hazard Submodel — controls the atmospheric and physical environment; and (v) the Toxicity Submodel — determines the effects on an individual exposed to the fire products, heat, and narcotic gases through the Fractional Effective Dose calculations. These components are briefly described and their capabilities and limitations are demonstrated through comparison with experimental data and several hypothetical evacuation scenarios.

Mathematical modelling of the solidification of liquid tin with electromagnetic stirring

It is well known that during alloy solidification, convection currents close to the so-lidification front have an influence on the structure of dendrites, the local solute concentration, the pattern of solid segregation, and eventually the microstructure of the casting and hence its mechanical properties. Controlled stirring of the melt in continuous casting or in ingot solidification is thought to have a beneficial effect. Free convection currents occur naturally due to temperature differences in the melt and for any given configuration, their strength is a function of the degree of superheat present. A more controlled forced convection current can be induced using electro-magnetic stirring. The authors have applied their Control-Volume based MHD method [1, 2] to the problem of tin solidification in an annular crucible with a water-cooled inner wall and a resistance heated outer one, for both free and forced convection situations and for various degrees of superheat. This problem was studied experimentally by Vives and Perry [3] who obtained temperature measurements, front positions and maps of electro-magnetic body force for a range of superheat values. The results of the mathematical model are compared critically against the experimental ones, in order to validate the model and also to demonstrate the usefulness of the coupled solution technique followed, as a predictive tool and a design aid. Figs 6, refs 19.

The airEXODUS evacuation model and its application to evacuation certification, crew training and accident investigation.

Computer based mathematical models describing the aircraft evacuation process have a vital role to play in the design and development of safer aircraft, in the implementation of safer and more rigorous certification criteria, cabin crew training and in post mortuum accident investigation. As the risk of personal injury and costs involved in performing large-scale evacuation experiments for the next generation 'Ultra High Capacity Aircraft' (UHCA) are expected to be high, the development and use of these evacuation modelling tools may become essential if these aircraft are to prove a viable reality. In this paper the capabilities and limitations of the airEXODUS evacuation model are described. Its successful application to the prediction of a recent certification trial, prior to the actual trial taking place, is described. Also described is a newly defined parameter known as OPS which can be used as a measure of evacuation trial optimality. In addition, sample evacuation simulations in the presence of fire atmospheres are described. Finally, the data requiremnets of the airEXODUS evacuation model is discussed along with several projects currently underway at the the Univesity of Greenwich designed to obtain this data. Included in this discussion is a description of the AASK - Aircraft Accident Statistics and Knowledge - data base which contains detailed information from aircraft accident survivors.