Evento contextualizado: uma proposta de ensino e de aprendizagem de autovalor e autovetor no curso de Engenharia de Controle e Automação e áreas afins
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_SP |
Texto Completo: | https://repositorio.pucsp.br/jspui/handle/handle/30945 |
Resumo: | Research in Mathematics Education has pointed out the importance of teaching and learning Linear Algebra due to the interdisciplinarity of this discipline with other topics in Mathematics and even with other areas such as physics, chemistry, biology, economics, engineering, among others. Another fact that these articles present is the difficulty of students regarding this subject, considering it to be very theoretical and abstract. In addition, some research points out that this difficulty may be linked to the fact that this discipline is offered for courses, which do not aim at the formation of Mathematics, in a decontextualized way, not causing meaning for the students. Given these facts, this thesis aims to determine what are the necessary subsidies for the elaboration of a Contextualized Event aimed at the construction of the concepts of eigenvalues and eigenvectors, to apply this as a teaching tool for students of the second year of the Control Engineering course and Automation and related areas of a Higher Education Institution in the state of São Paulo and finally, identify which cognitive functions are manifested from this contextualized teaching. To prepare the Contextualized Event, we based ourselves on the curricular, epistemological and didactic phases of The Mathematics in the Context of Sciences Theory, for the collection of data in this part we analyzed pedagogical projects of Engineering courses, we carried out semi-structured interviews with teachers of specific disciplines and, we analyzed materials didactics and classes of the Control System II discipline, taught in the fifth grade of the Engineering course under study. In this Event, we investigated the dynamics and stability of the SIR Model for a hypothetical situation for the COVID19 disease using Modern Control Theory, content taught in the same discipline. After the construction of this Event, we elaborated 8 meetings that were applied to the students and, finally, we analyzed the results of these meetings according to the Theory of Structural Cognitive Modifiability, seeking to identify which cognitive functions were manifested. For this analysis, we used the transcripts of the meetings, the students' manuscripts and the observations reported by the researcher. With the application of this Contextualized Event we verified that the students were motivated to study not only the content of eigenvalue and eigenvector but also other topics of Linear Algebra, that they understood in a satisfactory way the definition of eigenvalue and eigenvector, how to calculate, the geometric interpretation, as well as an application in its future area of expertise, in addition to an initial familiarization with basic terms and concepts of Control Theory. Another important fact to highlight is that this work can serve as support for Mathematics teachers who teach classes in service courses, and who want to make their teaching more attractive and contextualized, being able to apply this same Event or even serving as a subsidy for creating of new contexts |
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Bianchini, Barbara Lutaifhttp://lattes.cnpq.br/2660310999149810http://lattes.cnpq.br/8221265669449851Philot, Juliana Martins2023-02-03T14:51:46Z2023-02-03T14:51:46Z2022-08-31Philot, Juliana Martins. Evento contextualizado: uma proposta de ensino e de aprendizagem de autovalor e autovetor no curso de Engenharia de Controle e Automação e áreas afins. 2022. Tese (Doutorado em Educação Matemática) - Programa de Estudos Pós-Graduados em Educação Matemática da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, 2022.https://repositorio.pucsp.br/jspui/handle/handle/30945Research in Mathematics Education has pointed out the importance of teaching and learning Linear Algebra due to the interdisciplinarity of this discipline with other topics in Mathematics and even with other areas such as physics, chemistry, biology, economics, engineering, among others. Another fact that these articles present is the difficulty of students regarding this subject, considering it to be very theoretical and abstract. In addition, some research points out that this difficulty may be linked to the fact that this discipline is offered for courses, which do not aim at the formation of Mathematics, in a decontextualized way, not causing meaning for the students. Given these facts, this thesis aims to determine what are the necessary subsidies for the elaboration of a Contextualized Event aimed at the construction of the concepts of eigenvalues and eigenvectors, to apply this as a teaching tool for students of the second year of the Control Engineering course and Automation and related areas of a Higher Education Institution in the state of São Paulo and finally, identify which cognitive functions are manifested from this contextualized teaching. To prepare the Contextualized Event, we based ourselves on the curricular, epistemological and didactic phases of The Mathematics in the Context of Sciences Theory, for the collection of data in this part we analyzed pedagogical projects of Engineering courses, we carried out semi-structured interviews with teachers of specific disciplines and, we analyzed materials didactics and classes of the Control System II discipline, taught in the fifth grade of the Engineering course under study. In this Event, we investigated the dynamics and stability of the SIR Model for a hypothetical situation for the COVID19 disease using Modern Control Theory, content taught in the same discipline. After the construction of this Event, we elaborated 8 meetings that were applied to the students and, finally, we analyzed the results of these meetings according to the Theory of Structural Cognitive Modifiability, seeking to identify which cognitive functions were manifested. For this analysis, we used the transcripts of the meetings, the students' manuscripts and the observations reported by the researcher. With the application of this Contextualized Event we verified that the students were motivated to study not only the content of eigenvalue and eigenvector but also other topics of Linear Algebra, that they understood in a satisfactory way the definition of eigenvalue and eigenvector, how to calculate, the geometric interpretation, as well as an application in its future area of expertise, in addition to an initial familiarization with basic terms and concepts of Control Theory. Another important fact to highlight is that this work can serve as support for Mathematics teachers who teach classes in service courses, and who want to make their teaching more attractive and contextualized, being able to apply this same Event or even serving as a subsidy for creating of new contextsPesquisas em Educação Matemática têm apontado a importância em se ensinar e aprender Álgebra Linear devido à interdisciplinaridade desta disciplina com outros tópicos de Matemática e até mesmo com outras áreas como física, química, biologia, economia, engenharia entre outras. Outro fato que estas investigações apresentam é a dificuldade dos estudantes perante este assunto considerando muito teórico e abstrato. Além disso, algumas pesquisas salientam que esta dificuldade pode estar vinculada ao fato desta disciplina ser oferecida para cursos, que não visam a formação de Matemática, de forma descontextualizada, não ocasionando um significado para os estudantes. Diante desses fatos, esta tese tem por objetivos determinar quais são os subsídios necessários para a elaboração de um Evento Contextualizado voltado à construção dos conceitos de autovalores e autovetores, aplicar este como uma ferramenta de ensino para estudantes da segunda série do curso de Engenharia de Controle e Automação e áreas afins de uma Instituição de Ensino Superior do estado de São Paulo e por fim, identificar quais funções cognitivas são manifestadas a partir deste ensino contextualizado. Para elaborar o Evento Contextualizado nos fundamentamos nas fases curriculares, epistemológicas e didática da Teoria A Matemática no Contexto das Ciências, para a coleta de dados desta parte analisamos projetos pedagógico de cursos de Engenharia, realizamos entrevistas semiestruturada com professores das disciplinas específicas e, analisamos materiais didáticos e aulas da disciplina de Sistema de Controle II, ministrada na quinta série do curso de Engenharia em estudo. Nesse Evento investigamos qual a dinâmica e a estabilidade do Modelo SIR para uma situação hipotética para a doença COVID-19 utilizando Teoria de Controle Moderno, conteúdo ministrado nessa mesma disciplina. Após a construção deste Evento, elaboramos 8 encontros que foram desenvolvidos junto aos estudantes e, por fim, analisamos os resultados destes encontros segundo a Teoria da Modificabilidade Cognitiva Estrutural buscando identificar quais funções cognitivas foram manifestadas. Para essa análise utilizamos as transcrições dos encontros, os manuscritos dos estudantes e as observações relatada pela pesquisadora. Com a aplicação deste Evento Contextualizado constamos, durante o decorrer dos encontros, que os estudantes ficaram motivados para estudar não somente o conteúdo de autovalor e autovetor como também outros tópicos de Álgebra Linear, que estes compreenderam de forma satisfatória a definição de autovalor e autovetor, como calcular, a interpretação geométrica, bem como uma aplicação em sua futura área de atuação, além de uma familiarização inicial com termos e conceitos básicos da Teoria de Controle. Outro fato importante a se destacar é que esse trabalho pode servir como apoio para professores de Matemática que ministram aula em cursos de serviço, e que queiram tornar seu ensino mais atrativo e contextualizado, podendo aplicar este mesmo Evento ou até mesmo servindo de subsídio para criação de novos contextosCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPESporPontifícia Universidade Católica de São PauloPrograma de Estudos Pós-Graduados em Educação MatemáticaPUC-SPBrasilFaculdade de Ciências Exatas e TecnologiaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICAEducação Matemática no Ensino SuperiorEngenharia de controle e automação e áreas afins.Álgebra linearTeoria de controle modernoTeoria a Matemática no contexto das CiênciasTeoria da modificabilidade cognitiva estruturalMathematics Education in Higher EducationControl and automation engineering and related areasLinear algebraModern control theoryTheory mathematics in the context of scienceStructural cognitive modifiable theoryEvento contextualizado: uma proposta de ensino e de aprendizagem de autovalor e autovetor no curso de Engenharia de Controle e Automação e áreas afinsContextualized event: a teaching and learning proposal of eigenvalue and eigenvector in the Control and Automation Engineering course and related areasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_SPinstname:Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP)instacron:PUC_SPORIGINALJuliana Martins Philot.pdfapplication/pdf13909723https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/30945/1/Juliana%20Martins%20Philot.pdfc11c76d2bc93ff3d45ec54eed8bbed0fMD51TEXTJuliana Martins Philot.pdf.txtJuliana Martins Philot.pdf.txtExtracted texttext/plain804997https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/30945/2/Juliana%20Martins%20Philot.pdf.txtb6c6d9520e0b888a186b82f156452ee7MD52THUMBNAILJuliana Martins Philot.pdf.jpgJuliana Martins Philot.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1125https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/30945/3/Juliana%20Martins%20Philot.pdf.jpg51f56864a084858afca27cdc791ddae8MD53handle/309452023-03-10 09:43:23.61oai:repositorio.pucsp.br:handle/30945Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://sapientia.pucsp.br/https://sapientia.pucsp.br/oai/requestbngkatende@pucsp.br||rapassi@pucsp.bropendoar:2023-03-10T12:43:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_SP - Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP)false |
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