Cuando la levadura crece en un medio liquido rico en nutrientes genera una curva de crecimiento que presenta principalmente tres fases: fase de adaptacion (o fase lag), fase exponencial (o fase log), y fase estacionaria. El modelo de Buchanan es un modelo lineal a trozos, simple pero suficientemente bueno para obtener estimaciones de los principales parametros cineticos de crecimiento microbiano. La morfometria de las levaduras que se reproducen por gemacion (con celulas madre y celulas hija) informa sobre el estado de las poblaciones y su capacidad productiva. Se han analizado de forma conjunta resultados experimentales en relacion al numero de celulas de S. cerevisiae creciendo en un medio de cultivo liquido cerrado con glucosa y con dos concentraciones diferentes de oxigeno (condiciones aerobias y microaerofilas), y un conjunto de imagenes digitales tomadas de estas celulas creciendo. Las distribuciones de valores obtenidos para los parametros morfologicos de las celulas (area, perimetro, diametro mayor, diametro menor, circularidad y elongacion) se han relacionado con las distintas fases de crecimiento identificadas con el modelo Buchanan ajustado. La utilizacion de un modelo de crecimiento poblacional y los parametros cineticos estimados junto con el analisis de imagenes digitales de celulas individuales ha generado una aproximacion muy atractiva del sistema, permitiendo conjugar conceptos matematicos y biologicos a la vez que realizar un estudio a dos niveles distintos del sistema, a nivel poblacional y a nivel individual.
{"title":"Modelización del crecimiento de una población microbiana en medio líquido y su implicación en el estudio de la morfología celular a través del análisis digital de imágenes","authors":"Á. Viteri, Mónica Blanco, Rosa Carbó, M. Ginovart","doi":"10.4995/MSEL.2017.6655","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.6655","url":null,"abstract":"Cuando la levadura crece en un medio liquido rico en nutrientes genera una curva de crecimiento que presenta principalmente tres fases: fase de adaptacion (o fase lag), fase exponencial (o fase log), y fase estacionaria. El modelo de Buchanan es un modelo lineal a trozos, simple pero suficientemente bueno para obtener estimaciones de los principales parametros cineticos de crecimiento microbiano. La morfometria de las levaduras que se reproducen por gemacion (con celulas madre y celulas hija) informa sobre el estado de las poblaciones y su capacidad productiva. Se han analizado de forma conjunta resultados experimentales en relacion al numero de celulas de S. cerevisiae creciendo en un medio de cultivo liquido cerrado con glucosa y con dos concentraciones diferentes de oxigeno (condiciones aerobias y microaerofilas), y un conjunto de imagenes digitales tomadas de estas celulas creciendo. Las distribuciones de valores obtenidos para los parametros morfologicos de las celulas (area, perimetro, diametro mayor, diametro menor, circularidad y elongacion) se han relacionado con las distintas fases de crecimiento identificadas con el modelo Buchanan ajustado. La utilizacion de un modelo de crecimiento poblacional y los parametros cineticos estimados junto con el analisis de imagenes digitales de celulas individuales ha generado una aproximacion muy atractiva del sistema, permitiendo conjugar conceptos matematicos y biologicos a la vez que realizar un estudio a dos niveles distintos del sistema, a nivel poblacional y a nivel individual.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"66 1","pages":"153-192"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89495451","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Iván Herrero-Durá, R. Picó, Víctor J. Sánchez-Morcillo, L. M. García-Raffi
Propagation of mechanical waves in unidimensional systems is a fundamental part of physics, necessary for learning subjects such as acoustics and vibrations. The vibration of transverse waves in strings is the easiest case of elastic system. Usually, this is the first continuous elastic system in which students apply fundamental mathematical concepts as vibration mode, equation of motion and boundary condition. In this work the use of simulation methods is proposed to reinforce the understanding of vibratory and acoustic simple phenomena. This will be applied to the case of a string, a beam and a membrane of finite length with different physical characteristics and boundary conditions.
{"title":"Modelización de sistemas elásticos continuos mediante el Método de Elementos Finitos","authors":"Iván Herrero-Durá, R. Picó, Víctor J. Sánchez-Morcillo, L. M. García-Raffi","doi":"10.4995/MSEL.2017.7659","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.7659","url":null,"abstract":"Propagation of mechanical waves in unidimensional systems is a fundamental part of physics, necessary for learning subjects such as acoustics and vibrations. The vibration of transverse waves in strings is the easiest case of elastic system. Usually, this is the first continuous elastic system in which students apply fundamental mathematical concepts as vibration mode, equation of motion and boundary condition. In this work the use of simulation methods is proposed to reinforce the understanding of vibratory and acoustic simple phenomena. This will be applied to the case of a string, a beam and a membrane of finite length with different physical characteristics and boundary conditions.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"26 1","pages":"193-202"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75109348","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
I. O. Serrano, Henar Aguado Sahagún, G. Sánchez, Vojislav Petrovic Filipovic
Se describe la experiencia anual llevada a cabo en la clase de Tecnologia de un grupo de tercero de Ensenanza Secundaria Obligatoria (ESO) sobre el montaje y operacion de una impresora 3D. Se detalla la metodologia empleada por el profesorado para la coordinacion del trabajo tanto entre los profesores asociados a la experiencia como entre los alumnos. El alumnado se dividio en grupos para la realizacion de tres grandes bloques de tareas: busqueda de informacion, elaboracion de documentacion y tareas de montaje. Cada grupo tuvo su profesor responsable para atender y evaluar el trabajo del alumnado. Se demuestra que este tipo de experiencias innovadoras no solo motiva a los estudiantes sino que les anima a afrontar los proyectos CTIM (Ciencia, Tecnologia, Ingenieria y Matematicas) desde una perspectiva mas amplia, integrando distintas areas de conocimiento.
{"title":"Experiencia de montaje y operación de una impresora 3D en el aula","authors":"I. O. Serrano, Henar Aguado Sahagún, G. Sánchez, Vojislav Petrovic Filipovic","doi":"10.4995/MSEL.2017.6619","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.6619","url":null,"abstract":"Se describe la experiencia anual llevada a cabo en la clase de Tecnologia de un grupo de tercero de Ensenanza Secundaria Obligatoria (ESO) sobre el montaje y operacion de una impresora 3D. Se detalla la metodologia empleada por el profesorado para la coordinacion del trabajo tanto entre los profesores asociados a la experiencia como entre los alumnos. El alumnado se dividio en grupos para la realizacion de tres grandes bloques de tareas: busqueda de informacion, elaboracion de documentacion y tareas de montaje. Cada grupo tuvo su profesor responsable para atender y evaluar el trabajo del alumnado. Se demuestra que este tipo de experiencias innovadoras no solo motiva a los estudiantes sino que les anima a afrontar los proyectos CTIM (Ciencia, Tecnologia, Ingenieria y Matematicas) desde una perspectiva mas amplia, integrando distintas areas de conocimiento.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"19 1","pages":"107-116"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87556886","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
The application of mathematical concepts and the generation of mathematical solutions to engineering problems are essential to the educational problems of all undergraduate engineering students. As engineering is a practising profession, multidisciplinary approaches to lab experiment courses can lead to a better experience for students. This paper describes the application of Surface Response Methodologies (RSM) to a Chemical Engineering course. In particular, the paper considers the application of an experimental design employing scientific software like Statgraphicsto mimic the management of polluted effluents from industries, so students will relate real world" into an otherwise theoretical education. The main laboratory skills developed under the framework of this course will be problem-working, communication and teamwork.
{"title":"Diseño de un Experimento de Optimización del Proceso de Coagulación-Floculación de Aguas en el Laboratorio de Química","authors":"R. Devesa-Rey, F. Rodríguez, Santiago Madriñán","doi":"10.4995/MSEL.2017.5830","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.5830","url":null,"abstract":"The application of mathematical concepts and the generation of mathematical solutions to engineering problems are essential to the educational problems of all undergraduate engineering students. As engineering is a practising profession, multidisciplinary approaches to lab experiment courses can lead to a better experience for students. This paper describes the application of Surface Response Methodologies (RSM) to a Chemical Engineering course. In particular, the paper considers the application of an experimental design employing scientific software like Statgraphicsto mimic the management of polluted effluents from industries, so students will relate real world\" into an otherwise theoretical education. The main laboratory skills developed under the framework of this course will be problem-working, communication and teamwork.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"33 1","pages":"35-44"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82495499","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
César Gallart Palau, Irene Ferrando Palomares, Lluís M. García-Raffi
En el presente articulo presentamos un analisis comparado del proceso de resolucion de tres tareas de modelizacion por parte de alumnos de 3oESO (13-14 anos), disenadas a partir de tres perspectivas distintas: las Modelling-Eliciting Activities, el proyecto LEMA, y los Problemas Matematicos Realistas. El objetivo de este analisis es obtener una caracterizacion metodologica de las mismas que permita al profesor de secundaria una adecuada seleccion y secuenciacion de las tareas para su implementacion en el aula.
{"title":"Análisis de los procesos de resolución de tres tareas de modelización","authors":"César Gallart Palau, Irene Ferrando Palomares, Lluís M. García-Raffi","doi":"10.4995/MSEL.2017.6680","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.6680","url":null,"abstract":"En el presente articulo presentamos un analisis comparado del proceso de resolucion de tres tareas de modelizacion por parte de alumnos de 3oESO (13-14 anos), disenadas a partir de tres perspectivas distintas: las Modelling-Eliciting Activities, el proyecto LEMA, y los Problemas Matematicos Realistas. El objetivo de este analisis es obtener una caracterizacion metodologica de las mismas que permita al profesor de secundaria una adecuada seleccion y secuenciacion de las tareas para su implementacion en el aula.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"1 1","pages":"137-152"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74773826","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Los problemas de Fermi han sido ampliamente utilizados en la ensenanza de la Fisica a nivel universitario en Estados Unidos. En la literatura pueden encontrarse multiples recomendaciones de uso en otros ambitos educativos, como seria el caso de la introduccion de la modelizacion matematica, pero todavia no se ha logrado su presencia en las aulas de matematicas. En este articulo presentamos este tipo de problemas y discutimos sobre su definicion y sus caracteristicas, que los hacen especialmente interesantes para utilizar las matematicas en contextos reales. Tambien repasamos aquellos aspectos que ha sido investigados desde la perspectiva de la Educacion Matematica, en especial la forma en la que los alumnos generan modelos matematicos al resolverlos y apuntamos algunas direcciones que deberian ser tratadas en futuras investigaciones.
{"title":"Los problemas de Fermi como actividades para introducir la modelización: qué sabemos y qué más deberíamos saber","authors":"L. Albarracín","doi":"10.4995/MSEL.2017.7707","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.7707","url":null,"abstract":"Los problemas de Fermi han sido ampliamente utilizados en la ensenanza de la Fisica a nivel universitario en Estados Unidos. En la literatura pueden encontrarse multiples recomendaciones de uso en otros ambitos educativos, como seria el caso de la introduccion de la modelizacion matematica, pero todavia no se ha logrado su presencia en las aulas de matematicas. En este articulo presentamos este tipo de problemas y discutimos sobre su definicion y sus caracteristicas, que los hacen especialmente interesantes para utilizar las matematicas en contextos reales. Tambien repasamos aquellos aspectos que ha sido investigados desde la perspectiva de la Educacion Matematica, en especial la forma en la que los alumnos generan modelos matematicos al resolverlos y apuntamos algunas direcciones que deberian ser tratadas en futuras investigaciones.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"20 1","pages":"117-136"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78733814","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Los modelos de simulacion del transporte de agua y nitrogeno en el suelo son herramientas utiles para evaluar distintas practicas de cultivo sin necesidad de tener que esperar a que se complete el ciclo de crecimiento. En concreto, los modelos compartimentales sencillos para el agua y el nitrogeno en el suelo se basan en ecuaciones de balance de masa y en la resolucion de un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias. Se plantea la posibilidad de utilizar este tipo de modelos en las practicas de la asignatura Horticultura, evaluando distintos escenarios posibles de riego y abonado en un cultivo de coliflor. Los resultados muestran que distintas practicas de cultivo producen diferencias en la lixiviacion de nitrato y en la extraccion de nitrogeno por el cultivo.
{"title":"Utilizacion de un modelo simple de transporte de agua y nitrógeno en el suelo en las practicas de Horticultura","authors":"A. Lidón, D. Ginestar, D. Barreda","doi":"10.4995/MSEL.2017.6600","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.6600","url":null,"abstract":"Los modelos de simulacion del transporte de agua y nitrogeno en el suelo son herramientas utiles para evaluar distintas practicas de cultivo sin necesidad de tener que esperar a que se complete el ciclo de crecimiento. En concreto, los modelos compartimentales sencillos para el agua y el nitrogeno en el suelo se basan en ecuaciones de balance de masa y en la resolucion de un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias. Se plantea la posibilidad de utilizar este tipo de modelos en las practicas de la asignatura Horticultura, evaluando distintos escenarios posibles de riego y abonado en un cultivo de coliflor. Los resultados muestran que distintas practicas de cultivo producen diferencias en la lixiviacion de nitrato y en la extraccion de nitrogeno por el cultivo.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"15 1","pages":"21-34"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74783623","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
El uso de nuevas tecnologias como la Realidad Aumentada en la ensenanza de la Quimica permite manejar informacion virtual y asociarla a elementos de la vida real. Se accede a la misma a traves de un dispositivo tecnologico con un software especifico. Esta herramienta tecnologica recibe el nombre de Realidad Aumentada y permite anadir contenido digital a nuestro mundo real aumentando la percepcion que tenemos del mismo. Nos permite incorporar contenido en forma de texto, imagen, audio o video.
{"title":"Aumentando la realidad química","authors":"M. L. R. Buj","doi":"10.4995/msel.2017.7056","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/msel.2017.7056","url":null,"abstract":"El uso de nuevas tecnologias como la Realidad Aumentada en la ensenanza de la Quimica permite manejar informacion virtual y asociarla a elementos de la vida real. Se accede a la misma a traves de un dispositivo tecnologico con un software especifico. Esta herramienta tecnologica recibe el nombre de Realidad Aumentada y permite anadir contenido digital a nuestro mundo real aumentando la percepcion que tenemos del mismo. Nos permite incorporar contenido en forma de texto, imagen, audio o video.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"96 1","pages":"223-238"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75817435","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Dentro del Grado de Ingenieria de la Energia, impartido en la Universitat Politecnica de Valencia, se encuentra la asignatura de Tecnologia Nuclear, en la que los alumnos adquieren los conocimientos basicos sobre esta tecnologia. Un objetivo primordial en este tipo de generacion energetica es el conocimiento de la distribucion de la poblacion neutronica dentro de un reactor, con la finalidad de mantener la reaccion en cadena. Es evidente que esta actividad no puede desarrollarse de forma experimental, por lo que los modelos matematicos son de gran importancia para lograr este objetivo. Asi, una de las practicas que se propone a los alumnos es la obtencion del perfil del flujo neutronico en una geometria cilindrica, que es un modelo aproximado del nucleo de un reactor, de forma analitica aprovechando para introducirlas funciones de Bessel y dar un ejemplo de su utilizacion. Como metodo alternativo para obtener una aproximacion de la solucion del problema se utiliza el metodo de diferencias finitas. Se estudian distintas discretizaciones del reactor cilindrico y se comparan las soluciones obtenidas.
在巴伦西亚理工大学(Universitat Politecnica de Valencia)教授的能源工程学位中，有核技术课程，学生在该课程中获得有关这项技术的基本知识。这种类型的能源生产的一个主要目标是了解反应堆内中子人口的分布，以保持反应链。显然，这种活动不能以实验的方式进行，因此数学模型对实现这一目标非常重要。因此，向学生提出的实践之一是获得圆柱形几何形状的中子通量剖面，这是反应堆核的近似模型，利用分析的方式介绍贝塞尔函数，并给出其使用的例子。在这种情况下，问题的解的近似是有限差分法。研究了圆柱形反应器的不同离散化，并对得到的解进行了比较。
{"title":"Estudio del flujo neutrónico en un reactor cilíndrico","authors":"A. Vidal-Ferràndiz, S. Carlos, G. Verdú","doi":"10.4995/MSEL.2017.6678","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/MSEL.2017.6678","url":null,"abstract":"Dentro del Grado de Ingenieria de la Energia, impartido en la Universitat Politecnica de Valencia, se encuentra la asignatura de Tecnologia Nuclear, en la que los alumnos adquieren los conocimientos basicos sobre esta tecnologia. Un objetivo primordial en este tipo de generacion energetica es el conocimiento de la distribucion de la poblacion neutronica dentro de un reactor, con la finalidad de mantener la reaccion en cadena. Es evidente que esta actividad no puede desarrollarse de forma experimental, por lo que los modelos matematicos son de gran importancia para lograr este objetivo. Asi, una de las practicas que se propone a los alumnos es la obtencion del perfil del flujo neutronico en una geometria cilindrica, que es un modelo aproximado del nucleo de un reactor, de forma analitica aprovechando para introducirlas funciones de Bessel y dar un ejemplo de su utilizacion. Como metodo alternativo para obtener una aproximacion de la solucion del problema se utiliza el metodo de diferencias finitas. Se estudian distintas discretizaciones del reactor cilindrico y se comparan las soluciones obtenidas.","PeriodicalId":18645,"journal":{"name":"Modelling in Science Education and Learning","volume":"24 1","pages":"5-20"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79641195","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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