Un estudi de les argumentacions d’estudiants anglesos i catalans en activitats de resolució de problemes no formals en ciències i de les estratègies didàctiques dels professors que afavoreixen l’argumentació a les classes

Una de les contribucions de la recerca sobre concepcions prèvies dels estudiants en ciències durant els darrers 25 anys ha estat mostrar la influència del context sociocultural dels nois i noies en les idees i concepcions que desenvolupen i mantenen des de la seva infància. Hi ha l’acord que algunes diferències en les concepcions poden dependre de la cultura social en la qual s’integren. Alguns investigadors també pensen que els esquemes argumentatius també poden ser influenciats per la cultura de les comunitats. Els contextos Català i Anglès semblen similars, ambdós formen part del context cultural de les societats desenvolupades; per tant, podem pensar que els esquemes argumentatius que els estudiants apliquen, poden tenir moltes similituds, però també importants diferències. Les dades analitzades provenen de les respostes escrites dels estudiants individuals i de les transcripcions de 8 grups de discussió sobre quatre tasques. L’anàlisi es fa a tres nivells: 1)comparació del nombre d’arguments entre tasques i entre països, 2) qualitativa i descriptiva comparació entre tipus d’esquemes argumentatius per tasques i per països i 3) explicació de tipus d’esquemes argumentatius que es donen molt, i identificació d’estructures argumentatives complexes que lliguen diversos esquemes en un argument més gran i que poden caracteritzar l’argumentació d’alguns grups (aplicant Toulmin) i que poden ser indicadors d’aspectes cooperatius i de canvis de punts de vista en les discussions. Els resultants ens indiquen que encara que els estudiants Catalans dediquen més temps a les discussions, la ratio nombre d’esquemes per unitat de temps és similar als dos països. S’han trobar algunes diferències entre tipus d'esquemes per països i per tasques, també que molts arguments es basen en valors i idees preconcebudes. S’han pogut identificar també algunes estructures argumentatives complexes no gaire comunes.

La programació al servei de la matemàtica

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. La programació al servei de la matemàtica és un programa informàtic fet amb Excel i Visual Basic. Resol equacions de primer grau, equacions de segon grau, sistemes d'equacions lineals de dues equacions i dues incògnites, sistemes d'equacions lineals compatibles determinats de tres equacions i tres incògnites i troba zeros de funcions amb el teorema de Bolzano. En cadascun dels casos, representa les solucions gràficament. Per a això, en el treball s'ha hagut de treballar, en matemàtiques, amb equacions, nombres complexos, la regla de Cramer per a la resolució de sistemes, i buscar la manera de programar un mètode iteratiu pel teorema de Bolzano. En la part gràfica, s'ha resolt com fer taules de valors amb dues i tres variables i treballar amb rectes i plans. Per la part informàtica, s'ha emprat un llenguatge nou per l'alumne i, sobretot, ha calgut saber decidir on posar una determinada instrucció, ja que el fet de variar-ne la posició una sola lí­nea ho pot canviar tot. A més d'això, s'han resolt altres problemes de programació i també s'ha realitzat el disseny de pantalles.

Del Noguerola al Segre: els problemes de la qualitat ambiental de l'aigua

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. Els principals objectius del treball són intentar demostrar, cinc anys més tard, si el riu Noguerola és encara fruit d'abocaments residuals en el seu pas subterrani per la ciutat de Lleida, i observar i analitzar com el riu Segre sofreix múltiples impactes ambientals provinents, especialment, de les activitats agrícoles i ramaderes. Es van fer dos campanyes de mostrejos en les confluències de 10 afluents dels marges dret i esquerre del riu Segre, i en 5 punts al llarg d'aquest. Per a cada mostra es van analitzar: conductivitat, temperatura, ph, nitrats, nitrits, amoni, fosfats, duresa i microorganismes. A més a més, es van delimitar i determinar les superfícies de les conques i es van fer balanços hidrometeorològics per determinar les aportacions naturals de l’aigua de pluja, i es van estimar els excedents de reg de totes les conques, per així calcular les masses totals de cada paràmetre, aportades per cada afluent. Les principals conclusions a què s’ha arribat són: que el riu Noguerola continua sent fruit d'abocaments residuals en el seu pas subterrani per la ciutat de Lleida. I que, tant les activitats agrícoles i ramaderes, com les captacions d'aigua dels canals de Balaguer i de Seròs per a l’obtenció d’energia hidroelèctrica, provoquen greus impactes ambientals al riu Segre.

L'aprenentatge basat en problemes (PBL) en la regulació del metabolisme. Desenvolupament del portal per a l'intercanvi d'experiències en PBL en ciències biomèdiques

L’aprenentatge basat en problemes està en fase experimental en tot el món i és objecte d’anàlisi i reflexió en moltes reunions internacionals. Tanmateix, no hi ha massa feina feta en aquesta direcció en el nostre camp més proper. Hem elaborat problemes per l’aprenentatge de la Regulació del Metabolisme i els hem incorporat a un porta virtual (http://www.ub.edu/GID-BBM). La finalitat d’aquesta estratègia és que mitjançant l’aprenentatge basat en problemes reals o simulacions de problemes reals s’aconsegueixi motivar l’alumnat a treballar de forma continuada durant tot el curs. La millora dels resultats acadèmics haurà de ser la conseqüència lògica d’aquest treball. La finalitat última del projecte que hem desenvolupat és preparar l’alumnat per la seva futura activitat professional a on serà molt important i valorat la seva capacitat de resposta davant de diferents problemes

Aprendre a Ensenyar a Resoldre Problemes

La finalitat general del projecte és la millora de la formació dels estudiants de magisteri i de professorat, pel que fa a la seva visió i els seus coneixements sobre l'ensenyament i aprenentatge de les matemàtiques, a partir d'una redefinició de les diferents assignatures de didàctica de les matemàtiques. Es pren l'aprenentatge de l'ensenyament de la resolució de problemes com a eix vertebrador de les assignatures, introduint la realitat de l'aula per mitjà de la interpretació de casos professionals gravats en videoclips. El projecte pretén elaborar materials docents així com dissenyar i experimentar noves metodologies, tant en l'àmbit presencial com virtual, i al mateix temps fomentar la coordinació del professorat que imparteix les assignatures de didàctica. Tot el material es recollirà en una base de dades en l'ADRE, que permetrà la consulta tant presencial com virtual dels materials docents i casos professionals recollits per parts de l'alumnat i professorat. Els objectius a assolits responen a la finalitat del projecte i estan relacionats amb moltes de les prioritats de la convocatòria, ja que impliquen, entre altres coses, la producció de material docent, l’experimentació de noves metodologies i la interrelació entre teoria i pràctica professional.

Desenvolupament de problemes virtuals i interactius per a l’aprenentatge de la Microbiologia

La finalitat del projecte ha estat desenvolupar un espai virtual teòric-pràctic per a l’aprenentatge de la Microbiologia. Aquest espai virtual, basat en l'aprenentatge a través de problemes, s’ha anomenat “Microbiologia Interactiva” i proposa a l’alumne les següents àrees temàtiques: Introducció a les tècniques de la Microbiologia; Estructura i funció de la cèl.lula microbiana; Creixement i control microbià; Microbiologia molecular; Fisiologia i metabolisme microbians; Virologia; Ecologia Microbiana; Diversitat microbiana. Per a cada temàtica s’han definit unes competències a assolir a través de la resolució de problemes teòrics o pràctics. En aquest darrer cas, se li proposa a l’alumne que entri en el laboratori virtual per a la resolució dels casos pràctics plantejats. A més, per a la resolució dels problemes, l’alumne disposa d’un seguit de recursos per a cada temàtica. Finalment, també s’inclouen activitats de relació i d’ampliació per tal d’estimular la discussió, l’esperit crìtic, el treball en grup i la recerca bibliogràfica. A més, per tal de facilitar el seu ús, el web disposa també d'un tutorial. El web “Microbiologia Interactiva” es va introduir de forma pilat en l’ensenyament de l'assignatura de Microbiologia de la Llicenciatura de Biologia i de la de Microbiologia I de la llicenciatura de Biotecnologia de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) durant el curs 2007-08. Al llarg d'aquest curs es va valorar la seva utilitat i acceptació per part dels alumnes mitjançant enquestes. Els bons resultats obtinguts van aconsellar que aquesta eina fora ja utilitzada en totes les assignatures generals de Microbiologia de les llicenciatures de Biologia, Biotecnologia, Bioquímica, Química, Enginyeria Química, Ciències Ambientals i Ciència i Tecnologia dels Aliments de la UAB. Actualment el web s’està també utilitzant amb molt bons resultats a les assignatures de Microbiologia dels nous graus que ofereix la Facultat de Biociències de la UAB. Així doncs, en aquest projecte s’han assolit amb escreix els objectius previstos. Es pot consultar el web desenvolupat a l’adreça http://microbiologia.uab.cat//Microbiologia_Interactiva_Web/.

L'aprenentatge basat en problemes en models híbrids de docència-aprenentatge

La Facultat de Ciències de la Salut i de la Vida ha utilitzat des de 2004 la metodologia d'aprenentatge basat en problemes (en endavant ABP) com a mètode docent en els seus estudis de Biologia. En aquest període hem après algunes de les claus de l'aplicació del mètode en els nostres estudis. En primer lloc, cal disposar d'elements formatius que afavoreixin la formació dels tutors que participin en el projecte. Per assolir aquest objectiu hem dissenyat un portal on els nostres professors poden disposar de materials útils per a la seva activitat, així com de documents que permetin entendre millor el que suposa l'ABP. En segon lloc, el projecte tenia l'objectiu de dissenyar i avaluar activitats que permetessin integrar les pràctiques de laboratori en la lògica de la resolució de problemes pròpia de l'ABP. En aquest sentit vam dissenyar dues activitats en el tercer curs de la llicenciatura que anomenaren aprenentatge basat en el laboratori (ABL). Per aquest motiu es van dissenyar problemes que tinguessin una primera part de resolució a l'aula en grup de tutoria i una segona que obligués els estudiants a realitzar experiments de laboratori dirigits a entendre i resoldre les qüestions plantejades al grup de tutoria. L'ABL-1 fou un projecte de biologia cel·lular i destinat a aprofundir en els mecanismes implicats en els fenòmens de diferenciació dels miòcits. L'ABL-2 era un projecte conjunt dels professors de Fisiologia vegetal, Bioestadística i Microbiologia. En aquest cas es desitjava que els estudiants plantegessin la resolució a un problema que suposava la manipulació genètica de cèl·lules vegetals per fer possible que produïssin una substància específica, l'escopolamina. Finalment els estudiants havien d'escriure un article original com a projecte final de cada ABL. Els resultats dels dos anys d'experimentació han esta altament satisfactoris, d'acord amb les enquestes completades per alumnes i professors.

Gaussian estimates for the density of the non-linear stochastic heat equation in any space dimension

In this paper, we establish lower and upper Gaussian bounds for the probability density of the mild solution to the stochastic heat equation with multiplicative noise and in any space dimension. The driving perturbation is a Gaussian noise which is white in time with some spatially homogeneous covariance. These estimates are obtained using tools of the Malliavin calculus. The most challenging part is the lower bound, which is obtained by adapting a general method developed by Kohatsu-Higa to the underlying spatially homogeneous Gaussian setting. Both lower and upper estimates have the same form: a Gaussian density with a variance which is equal to that of the mild solution of the corresponding linear equation with additive noise.

Problemes derivats de la incidència de les normes europees en el Dret penal dels Estats membres

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Universitat de Bonn, Alemanya, entre juliol i desembre del 2008. Aquesta investigació conté algunes observacions sobre el fenomen de l’europeització del Dret penal dels Estats membres de la Unió Europea. En particular, tracta de profunditzar en les implicacions de la vinculació del legislador penal nacional tant a les regulacions europees com al principi de proporcionalitat i d’altres principis essencials del Dret penal. En primer lloc, la investigació descriu els instruments normatius que permeten a la Comunitat Europea i a la Unió Europea influir en el Dret penal dels Estats membres. Després, la investigació se centra en analitzar el exemple dels §§ 232 i 233 Codi penal alemany, els quals implementen la Decisió marc de 19 de juliol del 2002 respecte la lluita contra el tràfic d’éssers humans. En aquest cas, el legislador alemany ha complit els seus compromisos europeus, però no ha respectat el principi de proporcionalitat, ja que ha introduït incoherències dins el Dret penal alemany. Sobre la base dels resultats d’aquest anàlisi, aquesta investigació formula algunes propostes per una adequada “europeització” del Dret penal dels Estats membres de la Unió Europea i, en particular, per a una adequada tècnica legislativa dels Estats membres. En aquest context, el treball emfatitza la corresponsabilitat de la Comunitat Europea i la Unió Europea, per una banda, i els Estats membres, per l’altra, en aquest procés d’europeització. Per últim, la investigació conclou amb algunes observacions sobre la coordinació de la política criminal europea amb les polítiques criminals dels Estats membres.

Avaluació Interna als Centres de Secundària : Anàlisi de la situació actual : beneficis, problemes i riscos

El treball es proposa dur a terme un estudi descriptiu sobre la situació de l'avaluació interna a tres centres de secundària per tal de conèixer quina és la situació actual, quines actuacions es porten a terme explícitament o implícitament i quins beneficis se'n deriven o poden derivar-se'n, així com també quins són els problemes i reticències que comporta i els riscos que pot originar la posada en pràctica, tant conscientment com inconscient, d'aquesta avaluació interna.

Assessorament curricular i orientació als docents sobre estratègies en la resolució de problemes matemàtics

A l'escola on treballo s'està fent l'avaluació interna de l'àrea de matemàtiques, concretament en la tasca de resolució de problemes. Durant el mes de gener es van passar uns exercicis de resolució d'El Quintet als alumnes de cicle superior; els mestres van valorar on s'havien comès els errors, si eren per comprensió, per mecànica de les operacions o per resposta incorrecta, i els resultats obtinguts van demostrar que els errors es produïen en diferents parts del problema. Això va fer pensar als docents que les dificultats de progrés per part dels alumnes eren en el propi procés d'ensenyament, que no era complet o que hi havia aspectes que no es treballaven prou. Per tant, l'interès dels mestres és saber: on es cometen errades, per què i com es pot aconseguir un treball millor.

Desenvolupament d’una metodologia de simulació mitjançant programari CFD per a la optimització d’agitadors

La dinàmica de fluids computacional (CFD) és una eina que serveix per analitzar mitjançantcomputadors diferents problemes que involucren fluxos de fluids. Els programes de CFD usen expressions matemàtiques no lineals que defineixen les equacions fonamentals de fluxos i transport de calor en fluids. Aquestes es resolen amb complexos algoritmes iteratius. Actualment aquesta eina és una part fonamental en els procés de disseny en moltes empreses relacionades amb la dinàmica de fluids. Les simulacions que es realitzen ambaquests programes s’ha demostrat que són fiables i que estalvien temps i diners, ja que eviten haver de realitzar els costosos processos d’assaig-error. En el projecte s’utilitza el programa de CFD Ansys CFX 11.0 per simular una agitació bifàsica composta per aigua i aire a temperatura ambient. Els objectius són determinar els paràmetres òptims de simulació que permetin recrear aquesta agitació, per posteriorment dissenyar un nou impulsor

Generació i correcció de problemes combinats

Aquest projecte forma part de la Plataforma ACME (Avaluació Continuada i Millora de l’ensenyament), un entorn virtual de resolució i correcció de problemes amb la finalitat de donar suport a les classes presencials i poder portar a terme una avaluació continuada dels alumnes. El sistema ofereix a l’alumne, a través d’Internet, una col•lecció personalitzada de problemes per assignatura, que a mida que l’alumne els resol, el sistema els corregeix automàticament, proporcionant a l’alumne un sistema de treball continu que l’ajudarà a portar l’assignatura al dia. I al professor li dóna la facilitat de fer el seguiment individualitzat de l’alumne coneixent d’aquesta manera quines són les principals dificultats que troben els alumnes, tant de manera individual com col•lectiva. L’objectiu d’aquest projecte és implementar un nou tipus de problema que ha de permetre al professor elaborar problemes que combinin diferents qüestions de igual o diferent tipologia i que quan l’alumne hagi resolt totes les qüestions, enviï les solucions juntes al sistema perquè aquest retorni el resultat global de la correcció

Estratègies i errors en la resolució de problemes d'extrems per mètodes elementals

Aquesta investigació s’engloba dins del camp de la resolució de problemes en educació matemàtica i se centra en estudiar de quina manera els alumnes de primer curs de Batxillerat de dos instituts públics de Catalunya resolen alguns problemes d’extrems per mètodes elementals, és a dir, sense utilitzar les tècniques del càlcul diferencial. Tanmateix, s’estudia el punt de partida d’aquests alumnes davant dels problemes de màxims i mínims i es detecten algunes estratègies i diversos errors que cometen a l’hora de resoldre’ls. L’instrument de recollida de dades és un qüestionari individual que combina problemes d’extrems de resposta tancada amb altres problemes de resposta oberta. Es realitza una anàlisi inductiva – deductiva de les dades, la qual permet determinar que una part important dels participants en la recerca confonen les relacions entre l’àrea i el volum d’algunes figures geomètriques. A més, la majoria dels alumnes d’aquesta investigació resolen els problemes d’extrems plantejats fent ús de l’estratègia de conjecturar. Finalment, es detecta que diverses respostes dels participants presenten errors causats per l’ús de teoremes i/o de definicions matemàtiques equivocades. Aquest és el cas d’una aplicació errònia del teorema de Pitàgores, la confusió del perímetre d’un quadrat amb la longitud del seu costat i la determinació incorrecta de l’altura de diversos paral·lelograms.

Algorismes per a la resolució de problemes de proximitat en terrenys

El modelatge, visualització i anàlisi de terrenys és de gran importància en els Sistemes d’Informació Geogràfica (GIS). Actualment és de gran interès per a aquesta comunitat disposar de software que permeti analitzar terrenys. L’objectiu principal del projecte és desenvolupar una aplicació per a la resolució de diversos problemes de proximitat en terrenys. Una part important ha d’ésser la de poder generar, visualitzar i modificar un model 3D d’un terreny a partir de dades introduïdes per l’usuari o obtingudes des d’un fitxer. Per tal de poder construir l’aplicació desitjada ha calgut dissenyar una interfície gràfica d’usuari que permetés realitzar de forma interactiva la introducció, modificació i esborrat de les diferents seus (punts, segments, polígons, poligonals...) o restriccions del terreny, així com la seva visualització