Aprender métodos matemáticos con MATLAB

[ES] En este trabajo presentamos una propuesta de innovación educativa para una asignatura de Cálculo Numérico basada en la utilización de la docencia inversa, el aprendizaje colaborativo, el trabajo en equipo, el uso de los ordenadores en las clases habituales y la resolución de problemas reales de ingeniería. Se persigue un doble objetivo: conocer en profundidad los distintos métodos numéricos que permiten resolver problemas complejos de ingeniería y aprender a programar los correspondientes algoritmos con Matlab.Gimenez Palomares, F.; Monsoriu Serra, JA.; Abraham, S. (2022). Aprender métodos matemáticos con MATLAB. International Journal of Human Sciences Research. 2(8):1-9. https://doi.org/10.22533/at.ed.5582822010410192

Understanding secondary and high school maths from university subjects: A transversal teaching proposal based on elasticity and strength of materials

[ES] En este trabajo proponemos una metodología didáctica para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje de las asignaturas de matemáticas en las etapas de Educación Secundaria Obligatoria y de Bachillerato. Se trata de una experiencia basada en la docencia transversal, en tanto que requiere de la colaboración entre profesores de distintos niveles educativos. Se pretende que los estudiantes preuniversitarios contextualicen ciertas herramientas y métodos matemáticos en el ámbito de la asignatura universitaria “Elasticidad y Resistencia de Materiales”. El objetivo fundamental que perseguimos con la futura implementación de esta experiencia es que los alumnos preuniversitarios comprendan la utilidad de las matemáticas a partir de aplicaciones prácticas reales de la ingeniería. Los autores creemos que esta experiencia repercutirá positivamente en su motivación y, por ende, en su rendimiento académico.[EN] In this work, we propose a didactic methodology to facilitate the teaching-learning process of the mathematics subjects in the stages of Compulsory Secondary Education and High School Education. It consists of a collaboration experience between teachers of different levels of education. It is intended that the pre-university students contextualize certain mathematical methods and tools in the field of the university subject .Elasticity and Resistance of Materials”. The fundamental objective we follow with the future implementation of this experience is that pre-university students understand the usefulness of mathematics from real practical applications of engineering. The authors believe that this experience will have a positive impact on their motivation and, therefore, on their academic performance.Lapuebla Ferri, A.; Gimenez Palomares, F.; Jimenez Mocholi, AJ. (2019). Comprender las matemáticas de secundaria y bachillerato desde las asignaturas universitarias: Una propuesta de docencia transversal basada en elasticidad y resistencia de materiales. Modelling in Science Education and Learning. 12(2):125-134. https://doi.org/10.4995/msel.2019.11800OJS125134122Gere, J. M. (2002). Resistencia de materiales. Madrid etc.: Thomson.Popov, E. P. (1994). Introducción a la mecánica de sólidos. México etc.: Limusa.Jiménez-Mocholí, A.-J., Giménez-Palomares F., Arroyo-Jordá P. (2002). Una aplicación de la diagonalización de matrices a la ingeniería: matriz de tensiones. III Jornades d'Innovació Docent: l'ensenyament de les Matemàtiques i el Projecte EUROPA (25-27/09/2002), 2002, pp. 157-168.Jiménez-Mocholí, A.-J., Arroyo-Jordá, P., Arroyo-Jordá, M., Giménez-Palomares, F., Lapuebla-Ferri, A., Corral-Ortega, C. (2008). El cuestionario como herramienta de evaluación de la docencia transversal. V Congreso Iberoamericano de Docencia Universitaria, pp. 1-7.Giménez, F., Monsoriu, J. A., Lapuebla-Ferri, A., Jiménez, A. J. (2011). Un laboratorio virtual para la enseñanza de momentos de inercia de figuras planas. Modelling in Science Education and Learning 4(18). https://doi.org/10.4995/msel.2011.3082Giménez-Mocholí, A.-J., Lapuebla-Ferri, A., Giménez-Palomares, F. (2014). Utilización de laboratorios virtuales para la enseñanza y el aprendizaje de la elasticidad. Modelling in Science Education and Learning 7(20). https://doi.org/10.4995/msel.2014.2089Giménez-Palomares, F., Jiménez-Mocholí, A.-J., Lapuebla-Ferri, A., Monsoriu-Serra, J.-A. (2017). Representación de distribuciones tensionales en elementos lineales prismáticos y cilíndricos. Modelling in Science Education and Learning 10(2). https://doi.org/10.4995/msel.2017.5968Lapuebla-Ferri, A., Jiménez-Mocholí, A.-J., Giménez-Palomares, F., Monsoriu-Serra, J.-A (2018). Uso de laboratorios virtuales en la enseñanza de asignaturas de grados de la rama industrial: antecedentes, estado actual y reflexiones. Técnica Ind., no. 319, pp. 40-47.Lapuebla-Ferri, A., Giménez-Palomares, F., Jiménez-Mocholí, A.-J., Monsoriu-Serra, J.-A. (2017). Aprendizaje interactivo de los dominios de deformación de elementos de hormigón armado. XXV Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas (CUIEET 2017), pp. 353-362.Lapuebla-Ferri, A. Giménez-Palomares, F., Jiménez-Mocholí, A.-J, Espinós-Capilla, A., Monsoriu-Serra, J.-A. (2018). Aplicación interactiva on-line para el aprendizaje del fenómeno del pandeo en elementos metálicos sometidos a compresión simple. XXVI Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas (CUIEET 2018), p. 78

Aprender métodos matemáticos programando con Matlab

[EN] In this paper we present an educational innovation in Numerical Calculus. The proposal is based on the use of reverse teaching, collaborative learning, teamwork, the use of computers in regular classes and solving real engineering problems. The dual purpose of this work is to learn more about the different numerical methods that allow to solve complex problems of engineering and to learn how to program the corresponding algorithms with Matlab.[ES] En este trabajo presentamos una propuesta de innovación educativa para una asignatura de Cálculo Numérico basada en la utilización de la docencia inversa, el aprendizaje colaborativo, el trabajo en equipo, el uso de los ordenadores en las clases habituales y la resolución de problemas reales de ingeniería. Se persigue un doble objetivo: conocer en profundidad los distintos métodos numéricos que permiten resolver problemas complejos de ingeniería y aprender a programar los correspondientes algoritmos con Matlab.Gimenez Palomares, F.; Monsoriu Serra, JA.; Abraham Ibrahim, S. (2016). Aprender métodos matemáticos programando con Matlab. En In-Red 2016. II Congreso nacional de innovación educativa y docencia en red. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/INRED2016.2016.4370OC

Multiple-plane image formation by Walsh zone plates

[EN] A radial Walsh filter is a phase binary diffractive optical element characterized by a set of concentric rings that take the phase values 0 or ¿, corresponding to the values + 1 or ¿1 of a given radial Walsh function. Therefore, a Walsh filter can be re-interpreted as an aperiodic multifocal zone plate, capable to produce images of multiple planes simultaneously in a single output plane of an image forming system. In this paper, we experimentally demonstrate for the first time the focusing capabilities of these structures. Additionally, we report the first achievement of images of multiple-plane objects in a single image plane with these aperiodic diffractive lenses.Ministerio de Economia y Competitividad and FEDER (DPI2015-71256-R); Generalitat Valenciana (PROMETEO II-2014-072); MayaNet - Erasmus Mundus Partnership 552061-EM-1-2014-1-IT-ERA MUNDUS-EMA21 (2014-0872/001-001).Machado-Olivares, FJ.; Ferrando Martín, V.; Gimenez Palomares, F.; Furlan, WD.; Monsoriu Serra, JA. (2018). Multiple-plane image formation by Walsh zone plates. Optics Express. 26(16):21210-21218. https://doi.org/10.1364/OE.26.021210S2121021218261

Unisolvency for Multivariate Polynomial Interpolation in Coatmèlec Configurations of Nodes

A new and straightforward proof of the unisolvability of the problem of multivariate polynomial interpolation based on Coatmèlec configurations of nodes, a class of properly posed set of nodes defined by hyperplanes, is presented. The proof generalizes a previous one for the bivariate case and is based on a recursive reduction of the problem to simpler ones following the so-called Radon–Bézout process.The authors thank to Drs. Mariano Gasca and Juan I. Ramos for pointing us some references and for their useful comments which have greatly improved the presentation. The authors also thank a reviewer for pointing out a mistake in the original Proof of Lemma 5. The research reported in this paper was partially supported by Project MTM2010-19969 from the Ministerio de Ciencia e Innovacion of Spain and Grant PAID-06-09-2734 from the Universidad Politecnica de Valencia. M. A. G. M. acknowledges support from the Spanish Ministry of Science and Education (MEC), Fulbright Commission, and FECYT.García March, MÁ.; Gimenez Palomares, F.; Villatoro, FR.; Pérez Quiles, MJ.; Fernández De Córdoba Castellá, PJ. (2011). Unisolvency for Multivariate Polynomial Interpolation in Coatmèlec Configurations of Nodes. Applied Mathematics and Computation. 217(18):7427-7431. https://doi.org/10.1016/j.amc.2011.02.034S742774312171

Aprendiendo geometría de curvas planas con MATLAB

[EN] The study of geometric properties of plane curves has a great interest in several technical fields. It has many applications in Civil and Industrial Engineering, Architecture, Physics, etc. Displaying such properties for any type of curve allows technicians - and especially students of several technical degrees - to consolidate their knowledge on the subject. In this work we develop a Matlab-based graphical application that allows the visualization of geometric properties of plane curves in an interactive ways. It also permit the encouragement and independent learning of students.[ES] El estudio de las propiedades geométricas de las curvas planas es de gran interés en muchos campos de las ingenierías de caminos, industrial, arquitectura, de la física, etc. y presentan múltiples e importantes aplicaciones. La visualización de dichas propiedades para cualquier tipo de curva permite que los alumnos puedan afianzar sus conocimientos sobre el tema. En este trabajo desarrollamos una aplicación de Matlab que permite dicha visualización de manera interactiva y que fomenta el aprendizaje autónomo de los alumnos.Los autores agradecen al Instituto de Ciencias de la Educación de la Universitat Politècnica de València por su ayuda al Equipo de Innovación y Calidad Educativa MOMA.Monsoriu Serra, JA.; Gimenez Palomares, F.; Jimenez Mocholi, AJ.; Lapuebla Ferri, A. (2015). Aprendiendo geometría de curvas planas con MATLAB. En In-Red 2015 - CONGRESO NACIONAL DE INNOVACIÓN EDUCATIVA Y DE DOCENCIA EN RED. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/INRED2015.2015.1592OC

Uso de laboratorios virtuales en la enseñanza de asignaturas de grados de la rama industrial: antecedentes, estado actual y reflexiones

[ES] El Espacio Europeo de la Educación Superior es el marco actual de la educación universitaria. Uno de sus postulados más conocidos es la voluntad de impulsar una serie de metodologías de enseñanza-aprendizaje que tengan como eje central la figura del alumno, de modo que este adquiera los conocimientos de manera (prácticamente) autónoma. Los laboratorios virtuales son herramientas informáticas que pueden contribuir a este fin. En este artículo, los autores reflexionan acerca del uso de laboratorios virtuales en el proceso de enseñanza- aprendizaje de la asignatura Elasticidad y Resistencia de Materiales, que se imparte en muchos títulos de grado en ingeniería y arquitectura. A partir de su dilatada experiencia, analizan los pros y los contras del uso de dichas herramientas y proponen una serie de acciones futuras de mejora.[EN] The European Higher Education Area is the current framework for university education. One of its most well-known postulates is the desire to promote a series of teaching-learning methodologies that has as its central axis the figure of the student, so that this one acquires knowledge in an autonomous (or almost) way. Virtual laboratories are computer tools that can contribute to this end. In this article, the authors reflect on the use of virtual laboratories in the teaching-learning process of the subject Elasticity and Resistance of Materials, which is taught in many bachelor engineering or architecture degrees. From his extensive experience, they analyse the pros and cons of the use of these tools, proposing several future actions of improvement.Lapuebla-Ferri, A.; Jimenez Mocholi, AJ.; Gimenez Palomares, F.; Monsoriu Serra, JA. (2018). Uso de laboratorios virtuales en la enseñanza de asignaturas de grados de la rama industrial: antecedentes, estado actual y reflexiones. Tecnica Industrial. (319):40-47. doi:10.23800/10024S404731

Cantor dust zone plates

In this paper we use the Cantor Dust to design zone plates based on a two-dimensional fractal for the first time. The pupil function that defines the coined Cantor Dust Zone Plates (CDZPs) can be written as a combination of rectangle functions. Thus CDZPs can be considered as photon sieves with rectangular holes. The axial irradiances produced by CDZPs of different fractal orders are obtained analitically and experimentally, analyzing the influence of the fractality. The transverse irradiance patterns generated by this kind of zone plates has been also investigated.We acknowledge the financial support from Ministerio de Economia y Competitividad (grants FIS2011-23175 and TRA2009-0215), Generalitat Valenciana (grant PROMETEO2009-077), and Universitat Politecnica de Valncia (PAID-05-11), Spain.Ferrando Martín, V.; Calatayud Calatayud, A.; Gimenez Palomares, F.; Furlan, WD.; Monsoriu Serra, JA. (2013). Cantor dust zone plates. Optics Express. 21(3):2701-2706. https://doi.org/10.1364/OE.21.002701S27012706213Siemion, A., Siemion, A., Makowski, M., Suszek, J., Bomba, J., Czerwiński, A., … Sypek, M. (2012). Diffractive paper lens for terahertz optics. Optics Letters, 37(20), 4320. doi:10.1364/ol.37.004320Sakdinawat, A., & Liu, Y. (2007). Soft-x-ray microscopy using spiral zone plates. Optics Letters, 32(18), 2635. doi:10.1364/ol.32.002635Saavedra, G., Furlan, W. D., & Monsoriu, J. A. (2003). Fractal zone plates. Optics Letters, 28(12), 971. doi:10.1364/ol.28.000971Davis, J. A., Ramirez, L., Rodrigo Martín-Romo, J. A., Alieva, T., & Calvo, M. L. (2004). Focusing properties of fractal zone plates: experimental implementation with a liquid-crystal display. Optics Letters, 29(12), 1321. doi:10.1364/ol.29.001321Monsoriu, J. A., Saavedra, G., & Furlan, W. D. (2004). Fractal zone plates with variable lacunarity. Optics Express, 12(18), 4227. doi:10.1364/opex.12.004227Hai-Tao, D., Xin, W., & Ke-Shu, X. (2005). Focusing Properties of Fractal Zone Plates with Variable Lacunarity: Experimental Studies Based on Liquid Crystal on Silicon. Chinese Physics Letters, 22(11), 2851-2854. doi:10.1088/0256-307x/22/11/035Furlan, W. D., Saavedra, G., & Monsoriu, J. A. (2007). White-light imaging with fractal zone plates. Optics Letters, 32(15), 2109. doi:10.1364/ol.32.002109Ge, X., Wang, Z., Gao, K., Wang, D., Wu, Z., Chen, J., … Wu, Z. (2012). Use of fractal zone plates for transmission X-ray microscopy. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 404(5), 1303-1309. doi:10.1007/s00216-012-6126-0Janicijevic, L. J. (1982). Diffraction characteristics of square zone plates. Journal of Optics, 13(4), 199-206. doi:10.1088/0150-536x/13/4/004Alda, J., Rico-García, J. M., Salgado-Remacha, F. J., & Sanchez-Brea, L. M. (2009). Diffractive performance of square Fresnel zone plates. Optics Communications, 282(17), 3402-3407. doi:10.1016/j.optcom.2009.05.053Calatayud, A., Ferrando, V., Giménez, F., Furlan, W. D., Saavedra, G., & Monsoriu, J. A. (2013). Fractal square zone plates. Optics Communications, 286, 42-45. doi:10.1016/j.optcom.2012.09.002Kipp, L., Skibowski, M., Johnson, R. L., Berndt, R., Adelung, R., Harm, S., & Seemann, R. (2001). Sharper images by focusing soft X-rays with photon sieves. Nature, 414(6860), 184-188. doi:10.1038/35102526Cao, Q., & Jahns, J. (2002). Focusing analysis of the pinhole photon sieve: individual far-field model. Journal of the Optical Society of America A, 19(12), 2387. doi:10.1364/josaa.19.002387Xie, C., Zhu, X., Li, H., Shi, L., & Wang, Y. (2010). Feasibility study of hard-x-ray nanofocusing above 20 keV using compound photon sieves. Optics Letters, 35(23), 4048. doi:10.1364/ol.35.004048Xie, C., Zhu, X., Li, H., Shi, L., Hua, Y., & Liu, M. (2012). Toward two-dimensional nanometer resolution hard X-ray differential-interference-contrast imaging using modified photon sieves. Optics Letters, 37(4), 749. doi:10.1364/ol.37.000749Giménez, F., Monsoriu, J. A., Furlan, W. D., & Pons, A. (2006). Fractal photon sieve. Optics Express, 14(25), 11958. doi:10.1364/oe.14.011958Giménez, F., Furlan, W. D., & Monsoriu, J. A. (2007). Lacunar fractal photon sieves. Optics Communications, 277(1), 1-4. doi:10.1016/j.optcom.2007.03.086Zhang, B., & Zhao, D. (2010). Square Fresnel zone plate with spiral phase for generating zero axial irradiance. Optics Letters, 35(9), 1488. doi:10.1364/ol.35.001488González, F. J., Alda, J., Ilic, B., & Boreman, G. D. (2004). Infrared antennas coupled to lithographic Fresnel zone plate lenses. Applied Optics, 43(33), 6067. doi:10.1364/ao.43.006067Kelemen, L., Valkai, S., & Ormos, P. (2007). Parallel photopolymerisation with complex light patterns generated by diffractive optical elements. Optics Express, 15(22), 14488. doi:10.1364/oe.15.01448

WAVEFRONT TESTER: A new virtual laboratory for wavefront sensors teaching

[EN] We present a new virtual laboratory developed with MatlabcGUI (Graphical User Interface) used toteach di erent aberration eff ects in the "Tecnologi a de Sensores Optoelectr onicos" at "Escuela T ecnicaSuperior de Ingenier a del Diseño" of the Universitat Polit ecnica de Val encia. The objective of this lab is to provide a computer tool to study the working principle of a Shack Hartman sensor and the parameters that determine the dynamic range of the same. Some examples made with di fferent aberrations (defocus,astigmatism, coma) and for diff erent sensor con gurations are presented.[ES] Se presenta un laboratorio virtual desarrollado en MATLAB GUI (Graphical User Interface) para ser utilizado en la asignatura de "Tecnología de Sensores Optoelectrónicos" que se imparte en "Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño" de la Universitat Politècnica de València. El objetivo de este laboratorio es servir de herramienta informática para el estudio de un sensor Shack Hartman y los parámetros que determinan el rango dinámico del mismo en la medida de las aberraciones. Se presentan distintos ejemplos realizados con diferentes aberraciones (desenfoque, astigmatismo, coma) y para diferentes configuraciones del sensor.Los autores quieren agradecer al Instituto de Ciencias de la Educación de la Universitat Polit´ecnica de Val´encia y al Vicerrectorat de Pol´ıtiques de Formaci´o i Qualitat Educativa de la Universitat de Val`encia por su apoyo a trav´es del EICE MOMA y de la red UV-SFPIEDOCE14-222789 respectivamente.Ferrando Martín, V.; Furlan, WD.; Remón Martín, L.; Gimenez Palomares, F.; Monsoriu Serra, JA. (2016). WAVEFRONT TESTER: Un nuevo laboratorio virtual para el estudio de los sensores frente de onda. Modelling in Science Education and Learning. 9(1):121-128. https://doi.org/10.4995/msel.2016.4553SWORD12112891Feng, F., White, I. H., & Wilkinson, T. D. (2014). Aberration Correction for Free Space Optical Communications Using Rectangular Zernike Modal Wavefront Sensing. Journal of Lightwave Technology, 32(6), 1239-1245. doi:10.1109/jlt.2014.2301634Idir, M., Kaznatcheev, K., Dovillaire, G., Legrand, J., & Rungsawang, R. (2014). A 2 D high accuracy slope measuring system based on a Stitching Shack Hartmann Optical Head. Optics Express, 22(3), 2770. doi:10.1364/oe.22.002770Li, C., Li, B., & Zhang, S. (2014). Phase retrieval using a modified Shack–Hartmann wavefront sensor with defocus. Applied Optics, 53(4), 618. doi:10.1364/ao.53.000618Marino, J., & Wöger, F. (2014). Feasibility study of a layer-oriented wavefront sensor for solar telescopes. Applied Optics, 53(4), 685. doi:10.1364/ao.53.000685Micó, V., Zalevsky, Z., & Garcia, J. (2012). Superresolved common-path phase-shifting digital inline holographic microscopy using a spatial light modulator. Optics Letters, 37(23), 4988. doi:10.1364/ol.37.004988Paurisse, M., Hanna, M., Druon, F., & Georges, P. (2010). Wavefront control of a multicore ytterbium-doped pulse fiber amplifier by digital holography. Optics Letters, 35(9), 1428. doi:10.1364/ol.35.001428Platt B. C., Shack R. (2001). History and principles of Shack-Hartmann wavefront sensing. Journal of Refractive Surgery, 17, S573-S577

The integration of Transversal Competences in Higher Education in Engineering through e-learning tools. The case of the ETSII at the UPV

[EN] One of the objectives of Higher Education, increasingly demanded by the labor market, is to guarantee the development of professional, social and ethical skills of students. Making the learning of these type of transversal competences (TC) compatible with the specific competences of the degree in the time frame of the studies, is not an easy task in particular of some of these competences, in engineering profile degrees. For this reason, at the Higher Technical School of Industrial Engineering (ETSII) of the Universitat Politècnica de València (UPV) it has been designed an e-learning platform by the teaching staff, students and employers, coordinated by the SubDirectorate of Educational Innovation and within the framework of a Project of Innovation and Educational Improvement of the UPV,. This platform allows students to train in TC at their own pace according to their needs and teachers to use methodologies appropriate to their subjects and domain level adapted to the engineering framework. In this way, the platform can be used as a vertical coordination axis between subjects, for the development of TC at the different levels of mastery throughout the ETSII students' studies.[ES] Uno de los objetivos de la Educación Superior cada vez más demandado por el mercado laboral es garantizar el desarrollo de habilidades profesionales, sociales y éticas del alumnado. Compatibilizar el aprendizaje de este tipo de competencias de carácter transversal (CT) con las competencias específicas propias de la titulación en el marco temporal de los estudios, no es tarea sencilla especialmente para algunas de estas competencias y en titulaciones de perfil ingenieril. Por este motivo, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial (ETSII) de la Universitat Politècnica de València (UPV) se ha diseñado una plataforma e-learning por parte del profesorado, estudiantes y empleadores, coordinados por la Subdirección de Innovación Educativa y en el marco de diferentes Proyectos de Innovación y Mejora Educativa de la UPV, Esta plataforma permite al estudiantado formarse en CT de manera autónoma según sus necesidades, y al profesorado recurrir a metodologías adecuadas a sus asignaturas y nivel de dominio adaptadas al ámbito ingenieril. De esta forma, la plataforma puede usarse como eje de coordinación vertical entre asignaturas, para el desarrollo de CT en los distintos niveles de dominio a lo largo de los estudios del alumnado de la ETSII.Este trabajo ha sido desarrollado en el marco de los proyectos "Coordinación metodológica a través de webs de apoyo en títulos ETSII para diferentes CT" de la convocatoria de Proyectos de Innovación y Mejora Educativa Institucionales con código PIME/19-20 Ref.150, Ref.151 y Ref.152, impulsada por el Vicerrectorado de Estudios, Calidad y Acreditación y el Instituto de Ciencias de la Educación de la UPVVillanueva López, JF.; Alemany Díaz, MDM.; Vallés Lluch, A.; García-Serra García, J.; Alarcón Valero, F.; Andrés, J.; Aragonés-Beltrán, P.... (2021). La integración de Competencias Transversales en la Educación Superior en Ingenierías mediante herramientas de e-learning. El caso de la ETSII en la UPV. Servicio de Publicaciones Universidad Zaragoza. 137-142. https://doi.org/10.26754/CINAIC.2021.0029S13714