Integración entre las Tecnológicas y la Matemática mediante la Simulación - InTeMaSi

Abstract

El objetivo del proyecto es evitar la disociación existente entre los conceptos matemáticos y su aplicación en las tecnológicas en los primeros años de la carrera de Ingeniería buscando iniciar una interrelación vertical entre asignaturas. Generalmente los estudiantes adquieren los conocimientos matemáticos no pudiendo interrelacionarlos y transferirlos a distintos casos, cuando se aplican a sistemas físicos/tecnológicos. Esta situación puede interpretarse como si las asignaturas fuesen 'compartimientos estancos' no interactuando con otras. Para evitar esta situación en el aula (en las actividades del proyecto) se presenta un sistema físico/proceso tecnológico que deben modelar, resolver y analizar mediante sus respuestas temporales. La transformada de Laplace es la herramienta idónea por su potencialidad para obtener las soluciones analíticas, brindando la posibilidad de realizar diagramas en bloques para simular los procesos en un software especifico. La simulación es el puente que permitirá mejorar la interpretación y análisis de las soluciones frente al problema en cuestión posibilitando realizar un análisis ingenieril sobre variaciones de parámetros y sus consecuencias. La visualización de respuestas temporales ayuda a internalizarlas, pues resueltas analíticamente con su ecuación pueden resultar difíciles de 'ver' y/o carecer de significado. En el aula están involucrados docentes de distintas asignaturas de ciencias básicas y de tecnológicas básicas y aplicadas (Análisis III, Electrotecnia y Teoría de control) quienes conjunta y simultáneamente transmiten conocimientos matemáticos, sobre simulaciones y fundamentos tecnológicos del fenómeno en estudio. Los objetivos planteados en el proyecto buscan lograr que los estudiantes sean capaces de tomar exacta dimensión ante el problema físico, el planteo matemático y la solución del problema. Asimismo se pretende internalizar las herramientas matemáticas relacionándolas con situaciones de las áreas tecnológicas, acorde a conocimientos previos, iniciando la apertura de los 'compartimientos estancos' para integrar los conocimientos de las distintas áreas. La propuesta busca que los estudiantes interpreten que los conocimientos matemáticos se aplican en otras asignaturas y que no son un fin en sí mismos, tendiéndose a lograr una articulación vertical entre las asignaturas involucradas. Durante el desarrollo se utilizan herramientas virtuales para lograr una mejor interpretación de los resultados obtenidos. Los resultados esperados ante este trabajo participativo e interdisciplinar son que tanto las herramientas matemáticas como las conceptualizaciones físicas comiencen a integrase e internalizarse dando sentido global a lo estudiado, y una mejor interpretación de las soluciones obtenidas. Al finalizar las actividades es necesario contar con información que permita obtener conclusiones sobre la experiencia y detectar debilidades y fortalezas, de modo de poder realizar los replanteos en actividades futuras. La información será recogida directamente de los participantes mediante encuestas, y a través de los docentes valiéndose de la observación en el aula de las acciones y actitudes de los estudiantes registrándolas en grillas de control de modo de poder ser evaluadas.

The project aims at preventing dissociation between mathematical concepts and their application in technology in the early years of a career in engineering thus, intending to find a vertical interrelationship between subjects. Students usually acquire mathematical knowledge, but cannot interrelate them and transfer them to different cases, when applied to physical/technological systems. This situation can be interpreted as if the subjects were 'unrelated fields' not interacting with others. To avoid this situation in the classroom (in the activities of the project) a physical system/technological process to be modeled, solved and analyzed through temporary responses is presented. The Laplace transform is an ideal tool to obtain analytical solutions. It offers the possibility of making block diagrams to simulate the process in a specific software. Simulation is the bridge that will allow the interpretation and analysis of the solutions to the problem in question enabling engineering analysis on parameter variations and their consequences. The visualization of temporal responses helps internalize them, as solved analytically with its equation can be difficult to 'see' and - or lack interpretation. The proposed objectives in the project seek to make students be able to realize the exact dimension of the physical problem, the mathematical problem and the solution of the problem. Also seek to internalize the mathematical tools relating them to situations of the technological areas, according to previous knowledge, thus, starting the opening of 'unrelated fields' to integrate the knowledge of different areas. The proposal intends students to understand that mathematical skills are applied to other subjects and that they are not an end in themselves, being the final purpose the achievement of a vertical articulation among the subjects involved. During the activities the students use virtual tools for a better interpretation of the results. From this participatory and interdisciplinary work we expect that both, the mathematical tools and the physical conceptualizations begin to integrate and internalize providing a global sense to the content studied, and a better interpretation of the obtained solutions. At the end of the activities it is necessary to count with information that allows to draw conclusions about the experience so as to see strengths and weaknesses to be able to make corrections for future activities. The information will be collected directly from the participants through surveys and through professors who will record observations of the student's actions and attitudes in control grids to be later evaluated.