Engagement of civil engineer students in the first academic year

Stronger student engagement or improved student engagement are common instructional objectives expressed by Higher Educational Institutions. They aim, in particular, at reducing the early dropouts of Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) studies and to involve students in their own learning process. This paper presents training resources and materials recently incorporated to the Calculus course of the first year of the Civil Engineering Bachelor at the Escola Tècnica Superior d’Enginyers de Camins Canals i Ports de Barcelona, in order to motivate and encourage students towards independent learning in mathematical topics. One of these tools is a series of specific thematic math videos. They have different aims and scopes. On the one hand, they connect basic concepts of the Calculus course with relevant topics of Civil Engineering. On the other hand, they propose and state contextualized problems (pertaining to Civil Engineering) which are solved stepwise using Calculus tools and procedures. Moreover, there are different kinds of videos, namely: motivational, audiovisual workshops and audiovisual laboratories. Producing and editing workshop videos required the cooperation of professors and also last year students in Civil Engineering. Being the speakers actual students, these videos convey to the target audience (first year students) a sensation of proximity and a potential easiness. Much more than if they were presented by a lecturer. Initially, all of these videos were only accessible through the Civil Engineering School web portal, CaminsOpenCourseWare. Currently, the three collections of videos are already displayed on the YouTube channel, which provides more flexibility for access and allows controlling displays. They are also integrated into the web platform of the Calculus course, which allows students being immediately updated.Postprint (published version

A calculus course with interactive support on Moodle

We are offering a course on Calculus. The contents of this course are adapted to the contents of a Calculus subject in any Engineering high degree or scientific Bachelor. But there is something that makes this course different from others. Not only do we offer a book with all the theory concepts of the subject, but also a digital version of the book with interactive exercises and laboratories. We have developed a course on Moodle with all the theory as well as with a great variety of 2D and 3D pictures and graphics. There are also many exercises which are offered in a random way in order to evaluate and autoevaluate the course. The platform Moodle allows, on the one hand, that the professors make a personal course for their subject adapting the contents in which they are interested (therefore we offer a wide range of difficulty, including from easy practice exercises and concepts taught in technical degrees until the pure mathematical concepts taught in a Mathematics M.Sc. degree. On the other hand, the student can learn 24-hours a day in the specific topic or field he wants and can learn the theory concepts as well as practice with the different tests and exercises offered. The laboratories that you can find in the virtual course want to help students to understand the very conceptual contents and therefore illustrate examples of the application of theorems or properties. Both the students and the teachers can work a lot on the course and so get better and better results. The material is high motivating and therefore higher results are easy obtained. A virtual contact between teachers and students (or even among students) is always available through forums or chats. All this possibilities are easily negotiated by Moodle with the interactive support offered by the mathematical software Wiris.Peer Reviewe

Introducción de casos reales de cooperación dentro del temario de asignaturas de grado

La comunicación presenta una línea basada en la creación de material docente para asignaturas de grado con el objetivo de integrar los objetivos de desarrollo sostenible en la formación de nuestros estudiantes. Se centra en un proyecto docente impulsado por dos asignaturas de primer curso de Ingeniería Civil que utilizan el mismo material en Desarrollo Sostenible para tratar temas del programa de las respectivas asignaturas.Postprint (published version

Creació de material audiovisual de càlcul

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EDOMOOD: elaboració de material en suport Moodle per a la docència d'equacions diferencials dins el context de l'EEES

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Aplicación del análisis intervalar modal a problemas en diferencias

En esta tesis se presentan aplicaciones del Análisis Intervalar Modal al estudio de problemas diferenciales aplicados básicamente a la resolución de problemas del ámbito de la ingeniería, precedidos de una sucinta revisión de la teoría básica del sistema de intervalos modales y un estudio exhaustivo de la optimalidad parcial de las funciones racionales, incorporando los conceptos de optimalidad equivalente y optimalidad condicionada, que representan una ampliación a la teoría del Análisis Intervalar Modal ya existente.Definiremos los intervalos identificándolos con el conjunto de predicados que aceptan o rechazan predicados sobre la recta real, hecho desde luego, que permite corregir deficiencias estructurales y semánticas del Análisis Intervalar Clásico, pero que sobretodo funda la teoría intervalar en la función básica de los intervalos como referencias al sistema de los números reales compatibles con la inevitable necesidad de truncación que acompaña a cualquier valor numérico experimental. Revisada la teoría básica del análisis intervalar modal, nos proponemos aplicarla a la resolución de problemas del ámbito de la ingeniería. Así, al plantearnos la resolución de problemas incluso elementales, como el de propagación del calor en una dimensión, nos encontramos con problemas de planteo en la aplicación de la teoría intervalar debido a las restricciones que impone la posibilidad de cálculos optimales. Esta situación lleva al estudio de la optimalidad condicionada que se ha presentado en el tercer capítulo de la tesis.Admitiendo restricciones sobre las modalidades de los argumentos de las funciones racionales se obtienen conceptos nuevos como el de modalidad partida o el de optimalidad lateral, que finalmente permiten introducir el concepto de función racional sintácticamente c-conmutativa, que permite obtener un conjunto más amplio de funciones a las que se les puede asociar un cálculo optimal. Sobre el conjunto de los intervalos podemos definir diversos sistemas de operaciones obteniendo por ejemplo el sistema de los intervalos modales dotados de su aritmética fundamental o bien dotados de una aritmética lineal o paralela. Esta última aritmética se introduce en el cuarto capítulo de la tesis. Desde el punto de vista del análisis intervalar modal hemos estudiado ecuaciones en diferencias definidas como solución numérica a ecuaciones diferenciales. El modelo intervalar y los métodos de cálculo numérico son objetivamente distintos: mientras que el cálculo numérico calcula trayectorias singulares aproximadas, el cálculo intervalar calcula haces de trayectorias asociadas a una estrategia determinada por las modalidades de los intervalos. Además, el cálculo intervalar está basado en la inclusividad de las soluciones intervalares y por ello da lugar esencialmente a modelos exactos desde el punto de vista de las semánticas asociadas a la inclusión; frente al caso del cálculo numérico que se apoya esencialmente en el concepto de aproximación.Una propiedad estructuralmente básica del Análisis intervalar es que no es adecuado aprovechar los algoritmos de los métodos numéricos clásicos como algoritmos intervalares, puesto que la estructura intervalar es esencialmente "mayor" que la de los números reales y por lo tanto debemos plantear cada problema intervalar siempre ab initio, en el interior del propio contexto intervalar. Fundamentalmente esto está determinado por el hecho de que no tiene sentido plantear las relaciones de inclusividad en el conjunto de los números reales, por reducirse a la identidad, y no tiene sentido prescindir de ellas en el contexto intervalar.Los capítulos 5, 6, y 7 estudian distintos problemas que plantean las ecuaciones en diferencias intervalares, distinguiendo las situaciones que necesitan un contexto lineal y en consecuencia el soporte aritmético de los intervalos de marcas (comentados en el apéndice B). Se han estudiado también problemas de contorno que se plantean en el cálculo numérico clásico, esencialmente sobre un contexto geométrico lineal. Dado que las operaciones aritméticas básicas de los intervalos modales no son operaciones lineales, no serán las operaciones adecuadas para modelos que pidan linealidad global. Los sistemas con operaciones lineales obligarán a un uso más elaborado de la modalidad, pero mantienen la geometría lineal que usualmente está exigida por el planteo experimental del problema. En la misma consideración de un modelo lineal, sin embargo, y tal como se ha estudiado en el capítulo 6, aparece un problema lógico con la truncación de los intervalos, cuya solución lleva inevitablemente a la aritmética de marcas. En el apéndice A se presenta una biblioteca C++ que implementa la aritmética intervalar modal soportada por los coprocesadores Intel

Talleres audiovisuales de cálculo en CaminsOpenCourseWare

El proyecto consiste en la creación de material audiovisual, concretamente unos vídeos que dan soporte a las asignaturas de “Càlcul” y “Fonaments Matemàtics” en la titulación “Grau d’Enginyeria Civil” en la Escola Tècnica Superior d’Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona. Estos vídeos forman parte del proyecto CaminsOpenCourseWare y conceptualmente se dividen en dos tipos. Una parte de estos vídeos se han realizado con el objetivo de motivar a los estudiantes en nuestras asignaturas y para ello se han recogido las diferentes aplicaciones que tiene el Cálculo en las diversas facetas de la Ingeniería Civil, construyendo así unas presentaciones lo más atractivas y aplicadas posible. El otro bloque de vídeos hace referencia a unos vídeos Talleres de Cálculo, y ésta es nuestra presentación en la JID 2012.Peer Reviewe

De les MATES al STEAM : conclusions i actuacions desenvolupades a la E.T.S. d’Enginyeria de Camins, Canals i Ports

Aquest article descriu els resultats del projecte “de las MATES al STEAM”, el qual es va completar durant els anys 2019 a 2021 a la E.T.S. d’Enginyeria de Camins, Canals i Ports. L'objectiu inicial del projecte era desenvolupar i aplicar una sèrie d’activitats per la infusió de continguts de Construcció 4.0 a un grau en Enginyeria Civil. Fent èmfasi en els estudiants de primers cursos i amb una perspectiva d’inclusió, l’acrònim desconstruït MATES-STEAM va donar peu al projecte. Tot i que el desenvolupament del projecte ha coincidit amb les restriccions sanitàries global i no es van poder desenvolupar activitats presencials, es presenten una sèrie de resultats obtinguts. La sèrie d’activitats desenvolupada mostren una perspectiva triple: i) totes estan relacionades amb la construcció 4.0, ii) totes tenen una visió STEAM by-design i iii) totes es conceben amb maquinari i programari de codi obert, accessible i assequible. Projectes inicials i finals (cornerstone i capstone), així com un conjunt de tallers, representen alguns demostradors d'aquestes activitats. En els propers anys, s'espera que un desplegament més sistemàtic millorat d'aquestes activitats permeti avaluar l'evolució entre eines, pedagogies STEAM i les necessitats del sector de la Construcció

EngiMath online course. Effective feedback from upc mathematics teachers (concept)

EngiMath is a 3 ECTS online course in engineering mathematics, in seven different languages, and it is the main and practical output of the ERASMUS+ project entitled “Mathematics online learning model in engineering education” in which the authors were participating. The course is integrated with Learning Management Systems such as Moodle and it is compatible with other platforms using Learning Tools Interoperability. Once the project is finished, authors undertake, with the support of the Institute of Education Sciences at the Universitat Politècnica de Catalunya-BarcelonaTECH (UPC), an innovation project, EngiMath@UPC, with three practical objectives: a) to incorporate EngiMath into the teaching activity of the widest as possible range of students at UPC, b) to gather students and faculty feedback regarding the tracking of materials and their performance in the student training process, and c) to statistically analyze the data collected in order to validate and adjust the follow-up of the materials. In connection with the above mentioned objective b) a training course addressed to the math professors has been prepared at UPC. The paper introduces, on the one hand, the EngiMath course as an online open educational resource for the academic community benefit, and on the other hand, analyzes the valuable feedback given by the training activity participants. Details on the online course implementation as well as main conclusions will be presented and discussed throughout the document

Teaching and learning mathematics and statistics at an Agricultural Engineering School

This paper focuses on the teaching and learning of mathematical topics at the School of Agricultural Engineering of Barcelona in Spain. The teaching and learning process was hindered by under-achievement, absenteeism and lack of motivation on the student’s side. To overcome such obstacles we decided to set to work a new design for the subjects involved with the help of computer and other technologies. Therefore we devised a methodology based on the use of technical tools aiming at solving standard problems and fostering the communication teacher-student. This paper outlines the activities performed to the purpose, depending on the specific contents of each subject matter and the context where they are conducted. However, the use (and misuse) of technology entails some drawbacks, which can be sorted out by means of other kinds of activities, such as lectures, different types of examination questions or the achievement of a project work. Since the implementation of the sketched methodology absenteeism turns out to decrease, whereas students’ motivation seems to improve. In fact students employ statistical tools more frequently than in previous years to fulfil their final degree project. Likewise this methodology contributes to enhance students’ independent work, which matches perfectly the framework of the European Credit Transfer System.Peer Reviewe