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“Buscan mejorar procesos de enseñanza aprendizaje del cálculo”

Con un proyecto que tiene como finalidad mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje de los conceptos básicos del Cálculo, el Dr. Claudio Fuentealba, académico del Centro de Docencia de Ciencias Básicas para Ingeniería de la FCI, se adjudicó recursos del Concurso de Proyectos FONDECYT de iniciación en la Investigación 2018.

El proyecto se enmarca en el área de Educación y se titula “Caracterización del desarrollo y articulación de los esquemas de los conceptos básicos del cálculo: una mirada cognitiva basada en las estructuras y los mecanismos mentales”.

En términos simples lo que se busca es modelar cómo se genera el aprendizaje de un concepto matemático, explica el académico, lo que se logra mediante el planteamiento y refinamiento de una descomposición genética por medio de la iteración de varios ciclos de enseñanza. En particular, una descomposición genética corresponde a un modelo hipotético que da cuenta de las estructuras y los mecanismos mentales que un estudiante debe ir construyendo y conectando para alcanzar el desarrollo de un concepto matemático hasta su máximo nivel.

“La sociedad te pide que se mejoren las prácticas y los métodos de enseñanza para que nuestros los estudiantes aprendan mejor. En este sentido, investigaciones enfocadas en conocer cómo se produce el aprendizaje de algún concepto matemático especifico pueden ser un insumo, de vital importancia, para el desarrollo de secuencias instruccionales fundamentadas empíricamente por medio del refinamiento de modelos hipotéticos de aprendizaje, planteados a priori, y que se han ajustado a través de distintos ciclos de aplicación. Estos modelos pueden ser un apoyo para que los profesores planifiquen su enseñanza y favorezcan la construcción, adecuada, de los conceptos matemáticos por parte los estudiantes, esa es la idea del proyecto” precisa el Dr. Fuentealba.

 

El académico explica que este proyecto apunta a un problema transversal, en la educación matemática universitaria, asociado a los bajos niveles de aprobación en el curso de Cálculo que se presentan en los estudiantes que ingresan a primer año “La idea es mejorar los resultados en Cálculo, porque este curso en conjunto con Álgebra Lineal, corresponden a asignaturas que suponen un reto cognitivo para los estudiantes por tratarse, en realidad, de las primeras asignaturas de matemática universitaria y que tienen un componente de abstracción distinto a los cursos de Álgebra y Geometría en los que, en su gran mayoría, se trabajan conceptos correspondientes a currículum  obligatorio del subsector de matemática de la educación media” recalcó.

Sobre los aspectos que considera primaron para que resultara adjudicado el proyecto, el Dr. Fuentealba considera que está el número de publicaciones realizadas, la participación en congresos internacionales y el hecho de apuntar a un problema de aprendizaje que es común en todo Chile y el mundo.

El proyecto tiene un periodo de ejecución de 3 años, comenzando su aplicación con los estudiantes que ingresen a primer año a la Facultad de Ciencias de la Ingeniería el 2019, para lo cual entre enero y marzo próximo realizará una estancia de investigación en la Universidad Autónoma de Barcelona junto a una académica que trabaja en esta teoría que sustenta el proyecto. “Allí voy a hacer el estudio de la génesis histórica epistemológica de los conceptos para generar una descomposición genética preliminar y, luego, a partir de ella generaré las actividades de enseñanza que voy a aplicar en el primer ciclo” señalo el académico.

El profesor Claudio Fuentealba es Licenciado en Educación, Profesor de Matemáticas, Magíster en Estadística Aplicada, Máster Universitario en Investigación en Educación en la Especialidad de Educación Matemática y Dr. en Educación Ámbito de Didáctica de la Matemática. Durante su trayectoria académica se ha especializado en la investigación asociada al Pensamiento Matemático Avanzado y a la Didáctica del Cálculo.

Se desempeña en el Centro de Docencia de Ciencias Básicas para Ingeniería de la FCI desde el año 2010 y, actualmente, imparte los cursos de Álgebra e Introducción al Cálculo y Cálculo I.

 

Académico de Informática UACh se adjudica proyectos que fortalecerán el desarrollo de la computación de alto rendimiento.

Dos proyectos que potenciarán la investigación en el área de computación de alto rendimiento se adjudicó el académico del Instituto de Informática UACh, Dr. Cristóbal Navarro.

El primero de ellos es un proyecto FONDECYT de iniciación que se titula “Exploiting GPU Tensor Cores for non-Machine Learning Applications” y que busca desarrollar tecnicas para que las tarjetas gráficas (GPUs) de los computadores puedan ser aprovechadas de la mejor forma en aplicaciones de ciencia y tecnología que no necesariamente son del área de inteligencia artificial. 

 

El académico explica que esta iniciativa puede reportar beneficios a disciplinas de la ingeniería y de las ciencias principalmente, porque cuando estas áreas trabajan con soluciones computacionales comparten muchos patrones básicos de procesamiento de datos.

 

“Por muy distinta que parezca la biología de la física o las ciencias sociales de la ingeniería, en la práctica cuando ocupan soluciones computacionales para sus problemas igualmente están involucradas muchas operaciones elementales como sumas de tablas, comparaciones, búsqueda de máximos/mínimos, modificación de datos, entre otros, y esos son los trabajos fundamentales a que nos enfocaremos con este proyecto para solucionar estas tareas en menos tiempo” precisó el Dr. Navarro.

El académico del Instituto de Informática UACh se ha dedicado en los últimos años a trabajar en lo que se denomina computación paralela, que busca acelerar los programas computacionales utilizando de manera eficiente los recursos que posee el computador.

 

“Pude notar que actualmente las GPUs habían cambiado sustancialmente incorporando avances muy interesantes que permitían que las soluciones en el ámbito de la inteligencia artificial pudiesen ser aceleradas naturalmente. Por lo tanto, surgió la idea de que sería posible utilizar estas nuevas componentes, como los tensor cores, que traen las GPUs para realizar patrones de cómputo que no son necesariamente propios de inteligencia artificial y así se evita que permanezcan sin uso. Por esto es que propongo nuevas formas de ocupar estos dispositivos al 100% y esa es la oportunidad que vi” precisa.

 

A través de este proyecto se contempla recursos para gastos operacionales y trabajo con tesistas de pre y postgrado, además de la posibilidad de establecer lazos con otros investigadores en Chile y el extranjero.  El proyecto considera además de la publicación de hasta tres artículos científicos, el desarrollo de una herramienta computacional que pueda ser descargada por un ingeniero y pueda usarla desde cualquier lugar del mundo.  “De esta manera generamos conocimiento y también generamos la herramienta para que sea traspasada y utilizada de forma indirecta por la sociedad” señala el académico.

La iniciativa fue considerada más novedosa que compleja por CONICYT señala Cristóbal Navarro y se evalúo su originalidad y utilidad futura. En ese aspecto agrega que la aprobación de este proyecto podría significar el primer paso para la futura creación de un polo de investigación en esta área y la posibilidad a mediano o largo plazo de crear un laboratorio físico  donde los estudiantes pudieran llegar a trabajar en el  desarrollo de soluciones computacionales de alto rendimiento  que podrían tener un impacto directo en la sociedad si se aplica, por ejemplo, en las diversas áreas productivas de la región.

 

FONDEQUIP: El Patagón: Supercomputador basado en GPUs

A sólo días de recibir la noticia de la adjudicación del proyecto FONDECYT, el Dr. Cristóbal Navarro recibió una segunda buena noticia y es que fue aprobado el proyecto que postuló al VII Concurso FONDEQUIP, que tiene como objetivo adquirir un Supercomputador que estará disponible para la investigación en toda la zona sur austral de Chile.

En términos simples un super computador es un equipo que junta la potencia de centenares o miles de notebook y que se compactan en un aparato similar a un refrigerador y el escenario actual en nuestro país es que los supercomputadores existentes están principalmente en la zona centro, y el más cercano se ubica en Concepción, explica Cristóbal Navarro.

“Eso significa que, en el sur de Chile, si tuviésemos que solucionar algún problema de gran tamaño computacionalmente donde requiriéramos de un super computador tendríamos que pedir acceso a una de estas instituciones que poseen uno y al final eso se transforma en una desventaja para toda la zona sur austral del país” señala.

 

Es por ello que con aliados estratégicos entre los que cuenta a la Universidad de Chile, Universidad de Aysén y el Centro de Estudios Científicos del Sur, lograron fundamentar la necesidad de contar con este equipo para generar un polo de computación y tecnología en la zona sur austral de Chile.

“El equipo estará disponible también para otras instituciones externas que desarrollen investigaciones. En términos muy generales, existirá un portal web donde los académicos podrán hacer una solicitud de uso, la cual pasará por una evaluación para confirmar su pertinencia.” explica el investigador.

El Dr. Cristóbal Navarro precisa que esta era la tercera vez que se postulaba la iniciativa y resalta que se trata de un trabajo en equipo con los académicos/as de Informática UACh Dra. Eliana Scheihing y Dr. Pablo Huijse.

El equipo se instala en una sala de servidores y una vez que está operativo tiene la característica que, para trabajar en él, no se necesita estar físicamente ahí, es remoto.  Es decir, “un investigador con su propia laptop en el lugar que esté, simplemente se conecta al supercomputador y envía algún trabajo, a través de la red y ese trabajo se procesa y una vez que termina el resultado se envía de vuelta, por lo que muchas personas pueden trabajar simultáneamente” precisa el académico.

Su uso explica Cristóbal Navarro está orientado a solucionar problemas de la ingeniería, las ciencias y ciencias sociales y su aprobación beneficia directamente la ejecución del proyecto FONDECYT adjudicado ya que igualmente está orientado al desarrollo de áreas de computación de alto rendimiento, aun cuando tendrá un impacto que va más allá de lo informático, fortaleciendo el procesamiento de datos requerido en diversas disciplinas de investigación.

Dr. Felipe Otondo se adjudica FONDECYT Regular que busca poner en valor el patrimonio de los humedales de Valdivia

El académico del lnstituto de Acústica de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería (UACh) Felipe Otondo se adjudicó el proyecto FONDECYT Regular convocatoria 2019, titulado "Método de time-lapse sonoro para la puesta en valor del patrimonio sonoro de humedales urbanos", iniciativa que busca a través de un método novedoso de generación de cápsulas temporales de audio, poner en valor el patrimonio de humedales urbanos de Valdivia.

 

El proyecto es un trabajo conjunto con los co-investigadores: Patricia Möller del Centro de Humedales Río Cruces, Enrique Suárez y Victor Poblete del Instituto de Acústica de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería   y Carolina Ihle del Instituto de Arquitectura y Urbanismo de la Facultad de Arquitectura y Artes.

 

Para Felipe Otondo el haber ganado este concurso representa una enorme satisfacción, pues han sido largos años de trabajo para lograr desarrollar una investigación que aborda una problemática de gran impacto en la comunidad valdiviana.

 

“En el Instituto de Acústica hemos estado trabajando hace varios años tratando de instalar una línea de investigación vinculada a la creatividad, innovación e ingeniería y este proyecto nos permitirá dar un gran paso para desarrollar esta línea de trabajo, por lo demás creo que es un proyecto con un enfoque original que lidia con una problemática relevante que no ha sido abordada con mucha inventiva por parte de las autoridades y que hoy tiene un gran impacto en la comunidad valdiviana” enfatizó.

 

El académico explicó que parte del proyecto se centrará en una línea educativa enfocada en actividades en colegios, otra en el desarrollo de herramientas web para usuarios diversos y finalmente otra línea en la creación de obras artísticas en museos o galerías que utilizarán los sonidos generados con el método time-lapse sonoro.  Ver página web del proyecto aquí: www.soundlapse.net

 

La iniciativa además destaca por ser un trabajo interdisciplinario en una alianza con el Centro de Humedales Río Cruces y la Facultad de Arquitectura y Artes. “Esta alianza busca ampliar el impacto del proyecto y explorar posibilidades de colaboraciones futuras vinculadas a la ecología acústica y proyectos de diversa índole en la región” dijo el Dr. Felipe Otondo.

 

La iniciativa tiene un período de ejecución de 3 años y un monto asignado de $141.246.000 pesos.

 

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