Solución de problemas complejos de ingeniería empleando sistemas cognitivos especializados como motivación en la enseñanza de matemáticas avanzadas para ingeniería

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.26507/rei.v11n22.641

Palabras clave:

Sistemas cognitivos Artificiales, matemáticas avanzadas, ingeniería, enseñanza, aprendizaje

Resumen

En este artículo se presenta la solución de la ecuación bidimensional de transferencia de calor con generación de calor o ecuación de Poisson, para una geometría con lados rectos y extremos curvos, con condiciones de frontera Dirichlet y Neumann, mediante el uso de un sistema cognitivo artificial (PDE Toolbox de Matlab) como problema inspirador en la enseñanza de las matemáticas avanzadas para ingeniería. La propuesta metodológica se apoya en la teoría para la enseñanza de la matemática basada en la solución de problemas de Polya. Se encontró que el sistema cognitivo artificial (SCA) empleado resultó ser una herramienta didáctica ideal para favorecer en el estudiante la capacidad de moverse en las diferentes formas de representación de los conceptos matemáticos y físicos involucrados en el proceso de solución.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Tipo:

Articulo de Investigación

Biografía del autor/a

Luis Alberto Toro Carvajal, Universidad Autónoma de Manizales Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales

Docente Titular Departamento de Fisica y Matemática UAM

Docente Catedrático Asociado Departamento de Matematica y Estadística UNAL

Hugo Hernán Ortiz Alvarez, Universidad de Caldas Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales

Docente Asistente Departamento de Matematicas y Estadística Ucaldas

Docente Catedrático Asociado Departamento de Matematica y Estadística UNAL

Francy Nelly Jiménez García, Universidad Autónoma de Manizales Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales

Docente Titular Departamento de Fisica y Matemática UAM

Lider Grupo de Investigacion en Fisica y matemática con énfasis en la formación de ingenieros

Docente Catedrática Titular Departamento de Física y Química UNAL

Referencias bibliográficas

Agudelo Calle, J. d. (2013). Matemáticas Básicas con MathCad (Vol. 1). Manizales: Universidad Autónoma de Manizales.

Aimar, H., Bongioanni, B., & Morin, P. (2012). Matemática Aplicada. Ecuaciones en Derivadas Parciales. Santafé (Argentina): Universidad Nacional del Litoral.

Asmar, N. (2000). Partial Differential Equations and Boundary Value Problems. Upper Saddle River (New Jersey): Prentice Hall.

Bhatti, M. A. (2005). Fundamental of Finite element Analysis and Applications. Hoboken (New Jersey): John Wiley and Sons,Inc.

Bober, W., & Masory, C.-T. T. (2009). Numerical and Analytical methods with Matlab. New York: CRC Press. Taylor and Francis Group.

Camacho, M., & Garbín, R. D. (2008). Integral definida en diversos contextos. Un estudio de casos. Educ. mat., 20(3), 33-57.

Cengel, Y. A. (2007). Transferencia de Calor y Masa. Un enfoque práctico. Tercera Edición. México, D.F.: McGraw Hill.

Cengenl, Y. A. (2006). Mecánica de Fluidos. Fundamentos y ap'licaciones. McGraw Hill.

Chandrupatla, T. R. (1999). Introducción al Estudio del Elemento Fintio en Ingeniería. Boston (MA): Prentice Hall.

Chen, Z. (2005). Finite Element Method and Their Applications. New York: Springer.

Cutlip, M. B. (2008). Resolución de Problemas en Ingeniería Química y Bioquímica con POLYMATH, Excel y MATLAB. Segunda Edición. Madrid (España): Prentice Hall.

Duval. (2008). La conversión de representaciones: Uno de los procesos fundamentales del pensamiento. Grenoble: Editorial Universitario de Grenoble.

Fogler, H. S. (2001). Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas, Tercera Edición. México: Prentice Halll.

Guerrero Magaña, M. d., & Cortés, J. C. (2011). Uso de la Tecnología en Educación Matemática: Investigaciones y Propuestas. México: Asociación mexicana de investigadores del uso de la tecnología en educación matemática (amiutem, a. c.).

Guzman, X. (2001). Para pensar mejor. Madrid.

Haberman, R. (2003). Ecuaciones en Derivadas Parciales con Series de Fourier y Problemas de Contorno. Tercera Edición. México: Prentice Hall.

Halmos, P. (1991). Is computer teaching harmfull? Notices of the A.M.S, 38(5), 420-423.

Hutton, D. V. (2004). Fundamental of Finite element Method. New York: McGraw Hill Higher Education.

Incropera, F. P., & Witt, D. P. (1999). Fundamentos de Transferencia de Calor., 4a ed. México : Prentice Hall Hispanoamericana, S.A.

Kwon, Y. W., & Hyochoong, B. (2000). The Finite element method Using Matlab. Second Edition. Boca Ratón (Florida): CRC Press.

Lewis, R. W., Perumal, N., & Kankanhally, N. S. (2004). Fundamental of Finite Element Method for Heat and Fluid Flow. West Sussex (England): John Wiley and Sons, Ltd.

Mifsud, E. (2010). Matemáticas y las TIC-Geogebra. Madrid: Observatorio Tecnológico: Gobierno de España. http://recursostic.educacio.es.

Montes, C. &. (1996). Prácticas de Cálculo Numérico con Matlab. Boletín (Sociedad Puig Adam de Profesores de Matemáticas) 42, 47-64.

Nieves, A., & Domínguez, F. C. (2003). Métodos Numéricos Aplicados a la Ingeniería. México: CECSA.

Ortega, P. (2002). Una estrategia didáctica para la enseñanza del algebra lineal con el uso del sistema de cálculo algebraico DERIVE. Revista Complutense de Educación, 13(2), 645-675.

Paiva, M., Ramos, A., Zambrano, T., & Berríos, R. (2008). Análisis fluido-dinámico bidimensional de los gases que pasan a través de dos válculas de control en línea de cabecera del regenerador de una planta de desintegración catalítica. Rev. Fac. Ing. UCV, v. 23, n.3, 83-90.

Pardini, A. (2007). Fundamentación del uso de software libre en la universidad pública. Enseñando matemáticas con herramientas alternativas. Buenos Aires (Argentina): Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación de la Universidad Nacional de la Plata.

Polya, G. (1992). Cómo plantear y resolver problemas. México: Trillas.

Shacham, M. M. (2009). From Numerical Prfoblem Solving to Model-Based Experimentation. Incorporating Computer-Based Tools of Various Escales Into the ChE Curriculum. Chem. Eng. Educ. 43 (4), 315-321.

Shacham, M. N. (2003). Efficiently Solve Complex Calculations. Chem. Eng. Prog. 99 (10), 56-61.

Suárez, M. V. (2004). Cálculo integral y Aplicaciones en Matlab. México: Pearson Prentice Hall.

The MathWorks, I. (1996). Partial Differential Equations Toolbox User's Guide.

Toro Carvajal, L. A. (2009). Cálculo Integral en una Variable con Matlab. Manizales: Universida Autónoma de manizales.

Toro, L. A., Ortiz, H. H., Jiménez, F. N., & Agudelo, J. d. (2012). Los sistemas Cognitivos Artificiales en la Enseñanza de las Matemáticas. Educ.Educ., 15(12), 167-183.

Valbuena, S. D. (2010). Matlab con aplicaciones. EDUCOSTA.

Van Der Spoel, D. E. (2005). GROMACS: fast, flexible, and free. Journal of computational chemistry, Vol. 26, Num. 16, 1701-1718.

Woordford, C. C. (2012). Numerical Methods with Worked Examples: Matlab Edition. Second Edition. Springer.

Descargas

Publicado

2016-08-01

Cómo citar

Toro Carvajal, L. A., Ortiz Alvarez, H. H., & Jiménez García, F. N. (2016). Solución de problemas complejos de ingeniería empleando sistemas cognitivos especializados como motivación en la enseñanza de matemáticas avanzadas para ingeniería. Revista Educación En Ingeniería, 11(22), 31–38. https://doi.org/10.26507/rei.v11n22.641

Métricas

QR Code
Estadísticas de artículo
Vistas de resúmenes
Vistas de PDF
Descargas de PDF
Vistas de HTML
Otras vistas

Algunos artículos similares: