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Enhancing Numerical Analysis Teaching with Custom Visual Interfaces

Explore the use of Computer Algebra Systems in teaching Numerical Analysis in Argentina, utilizing graphics interfaces created with Maple to simplify complex coding. The approach enhances cognitive load and facilitates learning through customized windows for problem-solving methods like Euler and Runge-Kutta for ODEs and finite difference method for various PDEs, fostering interactive discussions and customized learning experiences.

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Presentation Transcript

  1. Interfaces visualesen la enseñanza del análisis numérico V CIEMAC Marta CaligarisGeorgina Rodriguez

  2. Grupo Ingeniería & Educación Facultad Regional San Nicolás Universidad Tecnológica Nacional San Nicolás – Argentina gie@frsn.utn.edu.ar V CIEMAC

  3. Qué hicimos? ¿ V CIEMAC En este trabajo damos a conocer uno de los usos de los CAS en las asignaturas de Análisis Numérico en la Facultad Regional San Nicolás de la Universidad Tecnológica Nacional de la República Argentina.

  4. Por qué? ¿ Interfaces gráficas . . . V CIEMAC Utilizando ventanas preparadas por el profesor, el alumno sólo debe cargar datos y obtener resultados, sin tener que ver líneas y líneas de código inentendible, hecho que agrega una importante carga cognitiva al tema en estudio, haciendo que se pierda la esencia de lo que se pretende enseñar.

  5. Cómo se crean? ¿ Interfaces gráficas . . . V CIEMAC Utilizando Maple, a partir de la versión 8, se pueden generar “Maplets”. Se debe conocer el lenguaje de programación de Maple para diseñarlas. Se debe tener Maple instalado en la PC donde se ejecuta.

  6. Para qué las usamos? ¿ Interfaces gráficas . . . V CIEMAC Utilizamos Maplets para obtener soluciones aproximadas de problemas que se describen mediante ODEs y PDEs. En este trabajo se presentan como ejemplo ventanas que aplican los métodos de Euler y Runge- Kutta para ODEs y el método de diferencias finitas para distintas PDEs.

  7. Un Maplet para resolver una ODE de primer orden V CIEMAC

  8. Maplets para EDPs elípticas V CIEMAC ≠ condiciones de frontera, ≠ resultados

  9. Un Maplet para resolver una EDP parabólica V CIEMAC

  10. Pero… no es sólo apretar botones V CIEMAC Una vez que se explica el método en clase, puede surgir una discusión sobre los cambios que deben realizarse para obtener la solución de otro tipo de problemas.

  11. Conclusiones V CIEMAC Una gran ventaja de las ventanas personalizadas, es que el alumno puede enfocar su atención en el objeto de enseñanza, y no en el código utilizado.

  12. Conclusiones V CIEMAC La posibilidad de crear ventanas con diseño propio para presentar temas en la forma que el profesor lo desea es una herramienta muy poderosa en el diseño de las clases, aunque alguien debe lidiar con el código!!

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