Modelado matemático de caja blanca y negra en educación en ingeniería
En este estudio se presentan actividades desarrolladas en cursos de ingeniería con el objetivo de que los estudiantes utilicen procesos de modelado matemático para la comprensión de fenómenos físicos utilizando sistemas reales. La metodología del modelado en el aula se hizo siguiendo la propuesta de...
- Autores:
-
Cardona Guio, Juan Pablo
Leal Gómez, John Jairo
Ustariz Ustariz, José Eduardo
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
- OAI Identifier:
- oai:repository.ucc.edu.co:20.500.12494/32791
- Acceso en línea:
- http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50062020000600105
https://hdl.handle.net/20.500.12494/32791
- Palabra clave:
- Modelado matemático
Simulación
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Educación
Ingeniería
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Simulation
Black and white box
Engineering education
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Modelado matemático Simulación Caja negra y blanca Educación Ingeniería Mathematical modeling Simulation Black and white box Engineering education |
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En este estudio se presentan actividades desarrolladas en cursos de ingeniería con el objetivo de que los estudiantes utilicen procesos de modelado matemático para la comprensión de fenómenos físicos utilizando sistemas reales. La metodología del modelado en el aula se hizo siguiendo la propuesta de Kai Velten para ingenieros Se planteó el análisis del drenado de tanques con sección transversal variable en dos cursos distintos: 1) un curso en ecuaciones diferenciales ordinarias donde se establece una ecuación diferencial que modelara el drenaje, modelo de caja blanca (mecanicistas) basados en principios físicos y 2) un curso en medición de variables físicas donde se utiliza un ajuste polinómico de segundo orden por mínimos cuadrados, o modelo de caja negra (empírico). Se concluye que debido a la necesidad actual de solucionar problemas reales de ingeniería, se deben incluir técnicas de modelado matemático en los cursos de pregrado para que los estudiantes se habitúen a analizar problemáticas desde ésta perspectiva. |
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La metodología del modelado en el aula se hizo siguiendo la propuesta de Kai Velten para ingenieros Se planteó el análisis del drenado de tanques con sección transversal variable en dos cursos distintos: 1) un curso en ecuaciones diferenciales ordinarias donde se establece una ecuación diferencial que modelara el drenaje, modelo de caja blanca (mecanicistas) basados en principios físicos y 2) un curso en medición de variables físicas donde se utiliza un ajuste polinómico de segundo orden por mínimos cuadrados, o modelo de caja negra (empírico). Se concluye que debido a la necesidad actual de solucionar problemas reales de ingeniería, se deben incluir técnicas de modelado matemático en los cursos de pregrado para que los estudiantes se habitúen a analizar problemáticas desde ésta perspectiva.This research study presents activities on mathematical modeling processes that were developed in engineering courses to improve student understanding of physical phenomena using real systems. The modeling methodology performed in the classroom followed the proposal by Kai Velten for engineers. The analysis of tank drainage with cross-section variables were presented in two different courses: 1) a differential equations course where students established a differential equation modeling drainage by using a white box model (mechanistic) based on physical principles, and 2) a physical variables measuring course in which students used a second order polynomial adjustment by least squares or a black box model (empirical). Given the current need in engineering for solving real problems, it is concluded that mathematical modeling techniques must be included in undergraduate courses, such that students start getting accustomed to analyzing problems from this perspective.https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001258800https://scienti.minciencias.gov.co/gruplac/jsp/visualiza/visualizagr.jsp?nro=00000000005622juan.cardonag@campusucc.edu.cohttps://scholar.google.com/scholar?hl=es&as_sdt=0%2C5&q=juan+pablo+cardona+guio&btnG=105 - 118 p.Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Electrónica, BogotáIngeniería ElectrónicaBogotáhttps://scielo.conicyt.cl/pdf/formuniv/v13n6/0718-5006-formuniv-13-06-105.pdfFormación UniversitariaABET., Criteria for Accrediting Engineering Programs, ABET 415 N, Baltimore, USA (2017).Alma, A.B., y García, M.L., Trabajos en Proyectos Como Herramienta Para Fortalecer las Habilidades Cognitivas en los Estudiantes, doi:10.4067/S0718-50062011000200004, Formación Universitaria, Vol. 4(2), 27-36 (2011).Alpers, B., The Mathematical Modelling Competencies Required for Solving Engineering Statics Assignments. 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