The Role of Experimentation in Mathematical Modeling

Authors: Ruth Rodríguez Gallegos, Samantha Quiroz Rivera

Abstract: This research aims at describing the role of experimentation in the
design of a mathematics course for engineers, which was based on mathematical
modeling. The course is Differential Equations (ED), taught in second year
in a private institution in Northeast Mexico. The study, in a qualitative approach,
shows how experimentation provides significant elements for better understanding
the modeling of electrical phenomena by Differential Equations, specifically,
the study of electrical circuit Resistor-Capacitor (RC) and their respective
study from mathematical and physical point of view through the use of specific
technology. The results reveal that the implementation of experimentation in a
math class allows the construction, interpretation, and validation of mathematical
models by the students themselves, which are proposed in the course in
a collaborative way as opposed to traditional teaching of this subject, which it
is limited to the presentation of methods to solve ED without any connection
to reality.

Keywords: Mathematical models, experimentation, Engineering Education, Differential
Equations.

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El rol de la experimentación en la modelación matemática

DOI 10.24844/EM2803.04

Autores: Ruth Rodríguez Gallegos, Samantha Quiroz Rivera

Resumen: La presente investigación tiene como objetivo describir el rol de la
experimentación en el diseño de una clase de matemáticas para ingenieros
basada en modelación matemática. La clase en particular es un curso de Ecuaciones
Diferenciales (ED) que se imparte en segundo año en una institución
privada del noreste de México. El estudio, de tipo cualitativo, detalla la manera
en que la experimentación aporta elementos significativos para la mejor comprensión
de la modelación de fenómenos eléctricos a través de las Ecuaciones
Diferenciales, muy específicamente, alrededor del estudio de los circuitos eléctricos
Resistencia-Capacitor (RC) y su respectivo estudio desde el punto de vista
matemático y físico por medio del uso de tecnología específica. Los resultados
encontrados revelan que la implementación de experimentaciones en una clase
de matemáticas permite favorecer la construcción, interpretación y validación de
los modelos matemáticos por los propios alumnos, los cuales son propuestos
en clase de manera grupal en contraste con la enseñanza denominada tradicional,
la cual se limita a la presentación de métodos para resolver ED sin
ninguna conexión con la realidad.

Palabras clave: Modelación matemática, experimentación, Ecuaciones Diferenciales,
Ingeniería.

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Praxeologies analysis of mathematical modeling in textbooks of primary education

Samantha Quiroz Rivera y Ruth Rodríguez Gallegos

Abstract:Abstract: The present study aims to analyze the mathematical modeling praxeology of the mathematics textbooks for primary school students in Mexico. Based on a qualitative methodology, a detailed description of the types of mathematical modeling tasks present in the lessons of the books chosen are performed. Based on them, there are put into consideration the techniques, technologies and theories using the theoretical framework of the Anthropological Theory of Didactics. The results contribute a description of the mathematical modeling cycle through its praxeological elements. It is also described, in a diagnostic way, a detailed report about the materials that the Secretary of Education makes to students and the poor agreement of these with the objectives proposed in the actual curriculum.

Keywords: mathematical modeling, Anthropological Theory of Didactics, praxeologies, elementary school, textbooks.

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Análisis de praxeologías de modelación matemática en libros de texto de educación primaria

Samantha Quiroz Rivera y Ruth Rodríguez Gallegos

Resumen:El presente estudio tiene como objetivo analizar las praxeologías de modelación matemática que existen en los libros de texto de matemáticas para los alumnos de educación primaria en México. Con base en una metodología cualitativa, se realiza una descripción detallada de los géneros de tareas de modelación matemática presentes en las lecciones de los libros elegidos. Con base en ellos, se ponen en consideración las diferentes técnicas, tecnologías y teorías que las acompañan, utilizando para ello el marco teórico de la Teoría Antropológica de lo Didáctico. Los resultados obtenidos presentan aportes para la descripción del ciclo de modelación matemática mediante sus diversos elementos praxeológicos. Además, se describe a manera diagnóstica un detallado informe sobre los materiales que la Secretaría de Educación Pública pone a disposición de los alumnos y la poca concordancia de estos con los objetivos que se plantean en los planes de estudio actuales.

Palabras clave: modelación matemática, Teoría Antropológica de lo Didáctico, praxeologías, educación primaria, libros de texto.

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