Disciplinas de Matemática no BC&T – parte I

Uma visão a partir do exterior

Os conceitos ensinados nas disciplinas permeiam o pensamento científico moderno, e os conceitos e ferramental matemático são utilizados num número enorme de áreas. A importância desses conceitos para a formação do BC&T e pós BC&T pode ser apreciada quando relacionamos as disciplinas obrigatórias do BC&T conjuntamente com o número de disciplinas que possuem esta como recomendação direta ou indireta (recomendando uma disciplina que recomenda direta ou indiretamente esta disciplina).

Número de disciplinas no catálogo 2016-2017 : 923

Número de disciplinas que possuem recomendações: 501

 

Disciplina Número de disciplinas da UFABC que indicam essa
disciplina como recomendação direta ou indireta.
bases matemáticas 433
funções de uma variável 420
geometria analítica 357
fenômenos mecânicos 236
funções de várias variáveis 201
estrutura da matéria 163
fenômenos térmicos 128
fenômenos eletromagnéticos 124
bases computacionais da ciência 90
introdução às equações diferenciais ordinárias 85
processamento da informação 85
introdução à probabilidade e à estatística 59
transformações químicas 56
evolução e diversificação da vida na terra 51
física quântica 41
bases epistemológicas da ciência moderna 25
biodiversidade: interações entre organismos e ambiente 25
interações atômicas e moleculares 21
bioquímica: estrutura, propriedade e funções de biomoléculas 18
bases conceituais da energia 14
natureza da informação 2
comunicação e redes 1
ciência, tecnologia e sociedade 0
estrutura e dinâmica social 0
base experimental das ciências naturais 0

Tabela 1: Número de recomendações por disciplina obrigatória do BC&T.

 

O grafo a seguir representa o conjunto de todas as disciplinas da UFABC ligadas por recomendação.

A maior componente conexa representa o cluster newtoniano, ou seja, as disciplinas que de maneira direta ou indireta utilizam os conceitos de taxa de variação, velocidade e energia.

Figura 3: Grafo em camadas de todas as disciplina da UFABC, ligadas por recomendação

 

Figura 4: Grafo de todas as disciplina da UFABC, ligadas por recomendação. Em vermelho a disciplina de Funções de uma Variável

 

Medidas de Centralidade

Nesta seção apresentamos algumas medidas de centralidade em grafos. Essas medidas são apresentadas de modo a ressaltar a importância das disciplinas de Matemática do BC&T. Apresentamos as seguintes medidas:

  • Pagerank
  • Betweeness
  • Grau

Pagerank

Na construção da métrica de PageRank, um grafo é visto como uma rede de citações, cada nó corresponde a uma disciplina e cada ligação corresponde a uma recomendação de uma página para outra. A métrica atribui um valor a cada disciplina da rede, um valor maior corresponde a um nó mais importante na rede.

Do ponto de vista da teoria de grafos, PageRank é uma métrica de centralidade. Deste modo disciplinas com maior Pagerank são mais centrais.

Observação: 17,8% de todo o Pagerank está concentrado nas disciplinas de matemática do BC&T.

 

Disciplina Pagerank
bases matemáticas 0.06395792543384331
funções de uma variável 0.04244628969766274
geometria analítica 0.030537440299907934
funções de várias variáveis 0.0244763363756029
fenômenos eletromagnéticos 0.018443343731185884
processamento da informação 0.01588999590927741
fenômenos mecânicos 0.0156856626343654
bases computacionais da ciência 0.015015719857233179
estrutura da matéria 0.012319251005691529
fenômenos térmicos 0.01220015593291887
circuitos elétricos i 0.010700086876426589
evolução e diversificação da vida na terra 0.010483809519162588
materiais e suas propriedades 0.00931404415656599
introdução às equações diferenciais ordinárias 0.008494821456078928
introdução à probabilidade e à estatística 0.008087562672014176
transformadas em sinais e sistemas lineares 0.007270638527997565
programação estruturada 0.00720202673906697
introdução à economia 0.00686708914584094
biologia celular 0.0067328093329029
ciência dos materiais 0.00657852344541402

 

Figura 2 Gráfico das disciplinas ligadas por recomendação com o tamanho dos vértices sendo proporcional ao Pagerank.

 

Distâncias a FUV

O histograma representa a distância em recomendações das disciplinas à FUV

 

Figura 3 – Distribuição das distâncias à FUV das disciplinas que dependem de FUV .

 

Betweenness

A centralidade de betweenness é uma medida da centralidade de um nó em uma rede com base no número de caminhos mais curtos que passam por ela. A centralidade de betweenness, portanto, identifica nós na rede que são cruciais para o fluxo de informações. Essa medida foi introduzida pelo sociólogo Linton Freeman em 1977 e encontrou aplicações em redes sociais, transporte, biologia e ciências sociais.

A centralidade de betweenness situam-se entre e inclusive, onde é o número de vértices em um gráfico.

Disciplina Betweenness
funções de várias variáveis 330,60
fenômenos eletromagnéticos 303,78
fenômenos térmicos 261,44
funções de uma variável 241,82
circuitos elétricos i 200,33
mecânica dos fluidos i 182,58
física quântica 165,83
geometria analítica 162,18
fenômenos mecânicos 148,91
mecânica quântica i 136,30
introdução às equações diferenciais ordinárias 119,67
transformadas em sinais e sistemas lineares 114,50
termodinâmica aplicada i 108,42
circuitos elétricos ii 103,00
mecânica dos fluidos ii 102,67
introdução à probabilidade e à estatística 88,33
processamento da informação 84,00
mecânica dos sólidos i 79,17
introdução aos sistemas elétricos de potência 77,00
análise real i 69,00
métodos matemáticos aplicados a sistemas biomédicos 63,50
dinâmica de gases 60,25
modelagem de sistemas dinâmicos i 60,00
transferência de calor i 59,92
sequências e séries 59,00
cálculo vetorial e tensorial 58,68
dinâmica i 58,25
fenômenos de transporte 56,00
programação estruturada 56,00
algoritmos e estruturas de dados i 51,00

 

Disciplina Betweenness do grafo não orientado
funções de uma variável 84333,3659601874
introdução à probabilidade e à estatística 61703,0778563172
funções de várias variáveis 40898,1661949067
fenômenos eletromagnéticos 38666,1919809308
fenômenos térmicos 34236,9734031411
métodos experimentais em engenharia 33638,7382872334
métodos quantitativos para planejamento estratégico 28765,2815686005
introdução às equações diferenciais ordinárias 27076,0446079628
questões metodológicas em economia 27070,6561326697
processamento da informação 26469,09175013
evolução 26017,8632030659
transformações químicas 25274,716746065
circuitos elétricos i 24138,9392718099
econometria i 21742,0515899246
fenômenos mecânicos 21424,7640888518
geometria analítica 20894,150213837
estrutura da matéria 19858,68038589
física quântica 19405,8090443553
mecânica dos fluidos i 18221,008131171
logística e meio ambiente 17975
métodos matemáticos aplicados a sistemas biomédicos 17319,5354011119
transformadas em sinais e sistemas lineares 17296,171253701
mecânica dos sólidos i 16804,6979949769
biodiversidade: interações entre organismos e ambiente 16579,7607332523
cálculo numérico 16510,7854010402
engenharia logística 16500
planejamento e controle da produção 15804,5
biologia celular 15496,1362587391
materiais e suas propriedades 15487,2272230319
bases epistemológicas da ciência moderna 14772,1366594393

Grau

A centralidade de grau mede quantas disciplinas dependem diretamente daquela.

Disciplina Grau
funções de uma variável 33
fenômenos eletromagnéticos 25
funções de várias variáveis 25
processamento da informação 20
fenômenos mecânicos 19
física quântica 18
biologia celular 18
cálculo vetorial e tensorial 17
introdução à probabilidade e à estatística 17
introdução às equações diferenciais ordinárias 15
fenômenos térmicos 14
bases matemáticas 14
mecânica quântica i 14
transformações químicas 14
redes de computadores 14
álgebra linear 14
mecânica dos sólidos i 14
termodinâmica aplicada ii 13
mecânica dos fluidos ii 13
bioquímica: estrutura, propriedade e funções de biomoléculas 13
circuitos elétricos i 13
algoritmos e estruturas de dados i 13
termodinâmica aplicada i 11
ciência dos materiais 11
sistemática e biogeografia 11
cálculo numérico 11
programação estruturada 11
geometria analítica 11
lógica básica 10
bases epistemológicas da ciência moderna 10

 

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