Esta dissertação aborda o desenvolvimento e a implementação de um laboratório remoto para a disciplina \"SEL0431 - Laboratório de Controle de Processos Industriais\", a qual visa proporcionar aos alunos o contato direto com sistemas de controle e supervisão de processos industriais através de projetos desenvolvidos em uma planta didática industrial. O laboratório foi implementado em 2017 e é constituído por uma planta de escala reduzida, que contém instrumentos de campo, controladores lógicos programáveis, redes de comunicação digitais e um servidor, que conecta a rede local do laboratório à rede da Universidade. Os estudantes acessam este servidor através de aplicações de protocolo remoto RDP sobre VPN com portais online e ferramentas adicionais de suporte para que realizem seus experimentos à distância com a planta. Além de atuar como gateway entre a planta e as máquinas dos alunos, o servidor autentica seus usuários, gerencia acessos simultâneos e permite que os alunos visualizem e obtenham os dados da planta mais facilmente. Ao final de cada projeto, o autor deste trabalho conduziu um questionário para registrar a impressão dos estudantes sobre o uso do laboratório remoto e comparou os resultados apresentados pelos alunos da turma de 2016 e os da turma de 2017 desta disciplina. Esta análise indicou que a adição de um laboratório remoto apresentou um impacto positivo no desempenho acadêmico dos estudantes nesta disciplina: eles atingiram resultados mais completos, exploraram mais a fundo os recursos da planta e avaliaram positivamente o uso da ferramenta. Ademais, esta solução técnica adotada para desenvolver o laboratório remoto é replicável a outras disciplinas e possui a vantagem de permitir o controle total da planta pelos alunos sem abdicar da segurança durante os experimentos. / This thesis addresses the development and implementation of a remote laboratory for the discipline \"SEL0431 – Industrial Processes Control Laboratory\", which aims to provide students with direct contact with control and supervision systems of industrial processes through projects developed in a didactic plant. The laboratory was first implemented in 2017 and consists of a reduced scale plant, which contains field instruments, programmable logic controllers, digital communication networks and a server that connects the laboratory\'s local network to the University Wide Area Network (WAN). Students access the server through RDP applications over VPN and they are supported by online portals and additional tools to perform their remote experiments with the plant. In addition to serving as a gateway between the plant and the students\' machines, the server authenticates its users, manages simultaneous access and enables students to view and obtain plant data more easily. At the end of each project, the author of this paper conducted a survey to record the students\' impression of the use of the remote laboratory and compared the results presented by the students of 2016 classes and those of 2017 classes of this discipline. The analysis revealed the remote laboratory positively impacted on the academic performance of students in this discipline: they achieved more complete results, explored more deeply the plant resources and positively evaluated the use of such tool as a support for teaching industrial processes control and supervision. Furthermore, the technical solution is replicable to other practical courses and presents the advantage of enabling students to totally control the plant without forgoing the security during their experiments.

O comportamento e o desempenho acadêmico dos alunos em cursos de Engenharia é um campo fértil, interessante e crescente de investigação. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na análise estocástica do progresso dos alunos em 15 cursos de graduação das diferentes opções oferecidas pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Para realizar esta análise, foi desenvolvido um agente de avaliação aplicando-se o Processo de Decisão de Markov (PDM). Esse agente de avaliação extrai observações parciais dos estados atuais das notas dos alunos nas disciplinas cursadas e possibilita a identificação de ações adequadas para modelar autonomamente o comportamento futuro do aluno. O algoritmo aplicado estima o esforço que representa o estado cognitivo do aluno baseado em uma relação de pares estado/ação, calculada com base nas notas obtidas ao longo do período compreendido entre os 2000 e 2010. O período em que um aluno obteve uma nota de aprovação torna possível o estudo temporal desse evento, o que permite a utilização de métodos de agrupamento de dados, como os modelos ocultos de Markov, para a avaliação do comportamento das notas dos alunos durante os cursos de Engenharia. O presente estudo se fundamentou no agrupamento das notas dos alunos em três níveis para a classificação dos comportamentos das notas desses alunos. / The students behavior and academic performance in engineering programs is a fruitful field, interesting and crescent research. This paper presents the results of student progress obtained in stochastic analysis in 15 undergraduate courses of offered by the Escola Politécnica of the São Paulo University (EPUSP). An evaluation agent was developed to perform this analysis, applying the Markov Decision Process (PDM). This evaluation agent extracts partial observations of the current state of students\' grades in courses taken, enabling the identification of appropriate actions to autonomously shape the student future behaviour. The algorithm applied estimates the effort that represents the cognitive state of the student on states/action, based on the grades obtained during the period between 2000 and 2010. The period which a student received a passing grade makes possible the temporal study of this event, allowing the use of data grouping methods, such as hidden Markov models for the evaluation of the behaviours of students\' grades for the courses of engineering. This study is based on students grades at three different levels, classifying the behaviour of the notes.

Esta dissertação aborda o desenvolvimento e a implementação de um laboratório remoto para a disciplina \"SEL0431 - Laboratório de Controle de Processos Industriais\", a qual visa proporcionar aos alunos o contato direto com sistemas de controle e supervisão de processos industriais através de projetos desenvolvidos em uma planta didática industrial. O laboratório foi implementado em 2017 e é constituído por uma planta de escala reduzida, que contém instrumentos de campo, controladores lógicos programáveis, redes de comunicação digitais e um servidor, que conecta a rede local do laboratório à rede da Universidade. Os estudantes acessam este servidor através de aplicações de protocolo remoto RDP sobre VPN com portais online e ferramentas adicionais de suporte para que realizem seus experimentos à distância com a planta. Além de atuar como gateway entre a planta e as máquinas dos alunos, o servidor autentica seus usuários, gerencia acessos simultâneos e permite que os alunos visualizem e obtenham os dados da planta mais facilmente. Ao final de cada projeto, o autor deste trabalho conduziu um questionário para registrar a impressão dos estudantes sobre o uso do laboratório remoto e comparou os resultados apresentados pelos alunos da turma de 2016 e os da turma de 2017 desta disciplina. Esta análise indicou que a adição de um laboratório remoto apresentou um impacto positivo no desempenho acadêmico dos estudantes nesta disciplina: eles atingiram resultados mais completos, exploraram mais a fundo os recursos da planta e avaliaram positivamente o uso da ferramenta. Ademais, esta solução técnica adotada para desenvolver o laboratório remoto é replicável a outras disciplinas e possui a vantagem de permitir o controle total da planta pelos alunos sem abdicar da segurança durante os experimentos. / This thesis addresses the development and implementation of a remote laboratory for the discipline \"SEL0431 – Industrial Processes Control Laboratory\", which aims to provide students with direct contact with control and supervision systems of industrial processes through projects developed in a didactic plant. The laboratory was first implemented in 2017 and consists of a reduced scale plant, which contains field instruments, programmable logic controllers, digital communication networks and a server that connects the laboratory\'s local network to the University Wide Area Network (WAN). Students access the server through RDP applications over VPN and they are supported by online portals and additional tools to perform their remote experiments with the plant. In addition to serving as a gateway between the plant and the students\' machines, the server authenticates its users, manages simultaneous access and enables students to view and obtain plant data more easily. At the end of each project, the author of this paper conducted a survey to record the students\' impression of the use of the remote laboratory and compared the results presented by the students of 2016 classes and those of 2017 classes of this discipline. The analysis revealed the remote laboratory positively impacted on the academic performance of students in this discipline: they achieved more complete results, explored more deeply the plant resources and positively evaluated the use of such tool as a support for teaching industrial processes control and supervision. Furthermore, the technical solution is replicable to other practical courses and presents the advantage of enabling students to totally control the plant without forgoing the security during their experiments.

Orientador: Rubens Alves Dias / Resumo: Esta pesquisa aborda aspectos sobre os estilos de aprendizagem e o ambiente de estudo no processo de ensino e aprendizagem entre alunos e professores do curso de engenharia de produção, especificamente da disciplina estatística, de quatro instituições universitárias brasileiras. A presente pesquisa objetivou mensurar em quais aspectos se diferem as percepções entre alunos e professores referente ao ambiente de estudo e auxiliar os professores de engenharia no desenvolvimento desse ambiente e principalmente no processo de ensino e aprendizagem. Em sua metodologia, utilizou-se três questionários sendo eles: o questionário denominado Índice de Estilos de Aprendizagem (ILS) e dois questionários denominado Inventário sobre a Percepção do Ambiente de Estudo nas versões IPSE e o IPSE-T. Para verificar a confiabilidade dos questionários, calculou-se o coeficiente alfa de Cronbach, bem como o valor de p da análise de variância (ANOVA) para comparar as médias amostrais dos diferentes grupos. Identificados os perfis dos alunos por meio do ILS, as percepções dos alunos e professores sobre o ambiente de estudo, respectivamente por meio do IPSE e IPSE-T, a pesquisa resulta na aplicação das diretrizes teóricas baseadas em Vygotsky direcionadas ao perfil desses alunos e ao desenvolvimento do ambiente de estudo para o processo de ensino e aprendizagem. / Abstract: This research deals with aspects about learning styles and the study environment in the teaching and learning process between students and teachers of the production engineering course, specifically the statistical discipline, of four Brazilian university institutions. The present research aimed to measure in which aspects the perceptions between students and teachers regarding the study environment differ and help the teachers of engineering in the development of this environment and especially in the process of teaching and learning. In their methodology, three questionnaires were used: the questionnaire called the Learning Styles Index (ILS) and two questionnaires called the Inventory on Perception of the Study Environment in IPSE and IPSE-T versions. To verify the reliability of the questionnaires, the Cronbach alpha coefficient was calculated as well as the p-value of the analysis of variance (ANOVA) to compare the sample means of the different groups. Identifying the profiles of the students through ILS, the students 'and teachers' perceptions about the study environment, respectively through IPSE and IPSE-T, the research results in the application of the theoretical guidelines based on Vygotsky aimed at the profile of these students and the development of the study environment for the teaching and learning process / Mestre

Este estudo tem por principal objetivo investigar o aproveitamento de uma amostra de 29 estudantes que participaram de uma experiência pedagógica na disciplina Planejamento e Análise de Sistemas de Transporte, oferecida para o curso de engenharia civil da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. Essa experiência decorreu da aplicação do método aprendizagem baseada em problemas (Problem-Based Learning - PBL) na modalidade de ensino semipresencial, com o uso de uma plataforma de ensino a distância CoL (Cursos on-Line), apoiada nos estilos de aprendizagem. Os dados foram coletados por meio do instrumento - Índice de Estilos de Aprendizagem (Index of Learning Styles - ILS) de Felder e Soloman, traduzido para o português, para identificar os estilos de aprendizagem dos estudantes. O ILS foi aplicado no início da disciplina para conhecer o perfil de aprendizagem dos estudantes, auxiliar no preparo de atividades direcionadas para o público-alvo, e na composição dos grupos de acordo com seus estilos de maneira mais heterogênea e equilibrada possível, visando um melhor aproveitamento na disciplina. Para analisar o aproveitamento da amostra submetida à alternativa instrucional e os efeitos do PBL, foram utilizadas as respostas dos estudantes a um questionário de avaliação da nova proposta, respondido no final da disciplina e um questionário para avaliação do aprendizado, usado após o encerramento da disciplina. A partir das respostas desse questionário foram construídos mapas cognitivos que contribuíram para a avaliação e comparação do aprendizado da amostra com uma turma submetida ao modelo tradicional. Além desses instrumentos, na análise dos dados, foram utilizadas as notas dos estudantes da amostra e de outra turma de alunos regularmente matriculados na mesma disciplina, porém sem a inserção de inovações pedagógicas. Essas notas foram analisadas com o objetivo de investigar sua relação com os estilos de aprendizagem e com o método PBL bem como para verificar a ocorrência de aproveitamentos diferenciados entre os estudantes. Os resultados da análise qualitativa e quantitativa mostraram que os estudantes obtiveram um aproveitamento significativamente melhor com o novo desenho da disciplina. / The main purpose of this study is to investigate the performance of a sample of 29 students who participated in an educational experience in Planning and Analysis of Transportation Systems Course for civil engineering course from Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. This experience elapsed from the application of problem-based learning (PBL) method in a blended learning mode using a web-based learning - CoL (Cursos on-Line) - with the support of the leaning styles. The data were collected through the Felder and Solomans instrument - Index of Learning Styles (ILS) to identify the students learning styles. The portuguese version of the ILS was applied at the beginning of the course to find the students learning preferences to assist the development of activities directed to the public, and the composition of the groups according to their styles seeking a better use in the course. To examine the use of the sample submitted to the instructional alternative and the effects of PBL were used the responses of the students to a questionnaire for assessing the new proposal responded at the end of the course, and a questionnaire for assessment of learning that was used after the closure of the course. Cognitive maps were built from the answers of the questionnaire that contributed to this assessment and also to make the comparison of the sample with a group of students submitted to the traditional model. Besides these instruments were used the grades of the sample and also of the other group of students regularly enrolled in the same course, but without the introduction of pedagogical innovations. These grades were analyzed with the aim of investigating the relationship between the learning styles and the PBL method, and to verify the presence of differentiated performance between the groups of students. The results of the qualitative and quantitative analysis showed that students obtained a significantly better performance with the new course design.

Esta tese tem como objetivo central investigar como a flexibilidade cognitiva se opera no processo de elaboração de modelos matemáticos de relações jurídicas em domínios complexos ou mal estruturados com enfoque transdisciplinar e que conhecimentos matemáticos podem ser mobilizados. Para tanto, uma pesquisa qualitativa foi realizada com bacharelandos do 1º semestre do Curso de Engenharia Ambiental de uma Instituição Particular de Ensino Superior, localizada no município de São Paulo (SP), durante um Curso de Formação Acadêmica e Profissional. A fundamentação teórica está embasada na Teoria da Flexibilidade Cognitiva de Spiro e colaboradores (1988, 1992, 2003) e nas ideias de Robert (1987) sobre níveis de funcionamento de conhecimentos matemáticos. Em relação à Modelagem Matemática, primordialmente nos embasamos nas concepções de D´Ambrosio (1986, 1996, 2009, 2013) sustentadas pelas ideias de Barbosa (2001, 2002, 2003, 2004) e Bassanezi (1994, 2002), entre outros. Para análise da flexibilidade cognitiva foram elaborados indicadores com base nos trabalhos de Sternberg (1985, 1988, 1993, 2000, 2005) sobre a Teoria Triárquica da Inteligência e de Ennis (1991, 1993, 1996, 2011) sobre pensamento crítico. Os resultados demonstram que o grupo de alunos pesquisado apresenta dificuldades em mobilizar os conhecimentos intramatemáticos na modelagem matemática de relações jurídicas, provavelmente decorrente de falhas na assimilação de conteúdos matemáticos ao longo de sua formação escolar. Identificamos ainda dificuldades em relacionar a linguagem materna com a linguagem algébrica na elaboração dos modelos matemáticos, bem como na validação dos modelos matemáticos. No entanto, apresentaram indícios favoráveis ao pensamento criativo, prático e crítico, o que favorece consideravelmente a flexibilidade cognitiva e o desenvolvimento de habilidades para se lidar com situações novas em domínios complexos ou mal estruturados. Assim, consideramos o resultado dessa pesquisa satisfatório com relação ao nível introdutório, pois o grupo de alunos pesquisado apresentou indícios de flexibilidade cognitiva durante o processo de modelagem, sendo necessário favorecer a promoção de outras atividades com enfoque transdisciplinar que possibilitem o avanço no desenvolvimento da flexibilidade cognitiva, sobretudo em relação ao pensamento analítico que se refere à abstração. / This thesis main objective is to investigate how cognitive flexibility operates in the elaboration process of legal relationships mathematical models in complex or ill-structured domains with a transdisciplinary view and which kind of mathematical knowledge can be mobilized. Therefore, during a course of Academic and Vocational training, a study was conducted with 1st semester students of Environmental Engineering of a private higher education institution, located in the São Paulo City SP). The theoretical foundation is based in Spiro and Colleagues Cognitive Flexibility Theory (1988, 1992, 2003) and in the ideas of Robert (1987 ) on the working levels of mathematical knowledge. Regarding Mathematical Modelling we have initially based ourselves in conceptions of D\' Ambrosio (1986, 1996, 2009, 2013) supported by the ideas of Barbosa (2001, 2002, 2003, 2004) and Bassanezi (1994, 2002 ), among others. Indicators have been developed, to analyze Cognitive Flexibility, based on Sternberg works (1985, 1988, 1993, 2000, 2005) of the Triarchic Theory of Intelligence and of Ennis (1991, 1993, 1996, 2011) on critical thinking. The results have demonstrated that the researched group of students presented difficulties on mobilizing the intra-mathematical knowledge in the mathematical modeling of legal relationships , probably due to fails in the assimilation of mathematical content during their education. We could also identify students difficulties in relating their mother language with the algebraic language in the elaboration of mathematical models as well as in their validation. However, the students have presented favorable signs to creative, practical and critical thought which considerably favours cognitive flexibility and the development of skills to deal with new situations in complex or ill-structured domains. Thus, we consider the results of this research satisfactory regarding the introductory level, as the researched group of students have shown signs of cognitive flexibility during the modeling process. So we have found that promotion of other activities with a transdisciplinary approach should be favoured to enable to students an advancement to develop cognitive flexibility, particularly with relation to analytical thinking which refers to the abstraction.

Este trabalho apresenta contribuições do autor na área da educação em engenharia, no campo da Educação em Micro e Nanoeletrônica (Microeduc) e Educação em Nanociências e Nanotecnologias (Nanoeduc) no Brasil. É apresentada a modelagem de duas plataformas virtuais experimentais denominadas microEDUC e nanoEDUC para compartilhar saberes e práticas docentes. Ferramentas de edição colaborativas e armazenamento online de mídias permitem que educadores organizem e compartilhem seus saberes a ensinar (ementas, planejamentos, planos de cursos, planos de ensino-aprendizagem, planos de aula e agendas) e saberes ensinados (práticas e experiências docentes, lista de exercícios, apresentações, videoaulas, WebQuests, apostilas, livros eletrônicos, materiais didáticos, etc.). Oficinas com estratégias de aprendizagem colaborativa móvel foram modeladas e testadas com o objetivo de estimular a curiosidade e o interesse de professores e estudantes sobre as áreas de projetos de circuitos integrados e de fabricação de dispositivos microeletrônicos. As plataformas virtuais colaborativas testadas foram ativadas na internet com o pacote de serviços Google Apps com os complementos Google Apps Script, Google App Engine, Google Sites API, Gmail API, YouTube API, Google Drive DSK e outros para criação de midiatecas online (bibliotecas, audiotecas, videotecas, wikitecas, documentecas, TVtecas, radiotecas, etc.), edições de textos e documentos colaborativos usados nas criações de roteiros para Web Rádio e Web TV, dicionários e glossários colaborativos, criação de web books, e várias outras atividades didáticas colaborativas. A documentação das oficinas colaborativas móveis, dos roteiros das mídias educativas, das análises de mídias, das instanciações automáticas de páginas e documentos para colaboração e gerenciamento de discos virtuais foram feitas na linguagem STML Scripts (Structured Text Markup Language) criada, definida e sistematizada pelo autor, durante o desenvolvimento deste trabalho. Videoaulas e videotutoriais foram produzidos com a metodologia de videocasting seguindo-se as etapas convencionais para produção de audiovisuais (pré-produção, produção e pós-produção). Os canais de Web Rádio e Web TV foram individualizados para professores e disciplinas, dentro de videotecas online com transmissões ao vivo orientadas aos dispositivos móveis. As capturadas das aulas foram feitas com filmadoras semiprofissionais de baixo custo em diferentes ambientes: sala de aula convencional, laboratório de microeletrônica e estúdio móvel de Web TV. Na Escola Politécnica da USP foram capturadas aulas testes do curso de eletrônica e etapas de processos de fabricação de transistores MOSFET no laboratório de microeletrônica. Um estúdio móvel viii de Web TV foi construído com 18 m2 de área total, para realizar testes de oficinas colaborativas, testes de VT, gravações de videoaulas, videotutoriais, transmissões experimentais de Webconferência, e de programas de Web Rádio e Web TV. Os equipamentos usados no estúdio foram condicionados na forma de kits de produção para reduzir os tempos de setup das gravações. As ferramentas e serviços utilizados nas plataformas virtuais colaborativas móveis testadas foram eficazes nos processos de planejamento das estratégias de ensino-aprendizagem, na execução das atividades didáticas das oficinas colaborativas presenciais, nas produções das videoaulas e tutoriais, porém nas dinâmicas das aulas e na efetividade da aprendizagem colaborativa móvel apresentaram diferentes resultados, correlacionados ao nível de fluência digital e tecnológica dos envolvidos: alunos, professores e assistentes. Concluiu-se, neste trabalho, que os recursos e tecnologias pesquisados mostraram-se potencialmente adequados para compartilhar e divulgar conteúdos educacionais nas áreas de MN&NN compatíveis com aplicativos web e dispositivos móveis. / This paper presents the authors contributions in the area of engineering education on thematic discussions in the field of Education in Microelectronics (Nanoeduc) and Education in Nanotechnologies (Nanoeduc) in Brazil. Proposes the modeling of two experimental virtual platforms focused on the development of teaching practices on the web, integrated with social media such as blogs, wikis, social networks, platforms for sharing media audio, video, text and image. Presents some examples of different models of potentially interesting collaborative workshops to stimulate the curiosity and interest of students in technical schools and high schools, for areas of integrated circuits design and chip manufacturing. The platforms were modeled and configured to allow that different teachers in the fields of Microelectronics and Nanotechnologies, share your knowledge, practices and teaching experiences to produce learning materials. Through STML Script language (Structured Text Markup Language) was possible to describe collaborative scripts for video production, create scripts for automatic generation of pages and content pages on web. The contents and formats of audio and video media, tested, were run on microEDUC and nanoEDUC platforms, following the traditional model for the production of radio and TV programs (pre-production, production and post-production). Transmission tests were done with live audio and video, using built-in public and private pages, created in microEDUC and nanoEDUC platforms using embedded HTML codes. Capture audio and video with teachers at the Polytechnic School of USP, for the study of suitable formats for video classes were tested. Various models of popular digital cameras and low cost camcorders with different qualities were tested. The platforms were modeled using the package of services Google Apps for Education to facilitate the integration of services: webinar, web conferencing, virtual classrooms, virtual collaboration spaces, virtual research lab, thematic online video libraries, virtual workshop scripts for Web Radio and Web TV, collaborative dictionary, collaboration on books editing, and collaborative books. A mobile studio for the production of Web TV and Web Radio was built in the style of kits It was concluded in this work that the resources and technologies researched shown to be potentially suitable to share and disseminate educational content in the areas of MN&NN compatible with web applications and mobile devices.

O presente trabalho apresenta uma proposta para a criação de um ambiente web colaborativo responsável pela troca das melhores práticas de planejamento de aulas utilizadas pelos especialistas e educadores, agrupados pelo que chamaremos de artefatos pedagógicos ou padrões pedagógicos, considerados a menor unidade divisível de uma aula. O planejamento será pautado pelo conceitual de design instrucional, que proporciona o encadeamento de forma simplificada e em ordem cronológica de todos os conteúdos previstos a execução de um curso ou de uma disciplina. Com a utilização da ferramenta em ambiente compartilhado (web), será mostrado que o efetivo planejamento de um simples objetivo de aprendizagem ou até mesmo a de um conteúdo mais amplo, por intermédio da apresentação linear e cronológica de todos os artefatos pedagógicos, levará à uma visão geral e completa da composição dos assuntos abordados. Neste momento, será possível visualizar por intermédio de relatórios, dentre as funcionalidades da própria ferramenta, o formato de matriz de design instrucional, um dos produtos essenciais da fase de planejamento de um curso. Para a criação dos artefatos pedagógicos de forma compartilhada será utilizado um protótipo de interface gráfica conduzido por conceitos de arquitetura de informação e usabilidade. Com o objetivo de transformar o protótipo em uma ferramenta, na fase de implementação será utilizada a estrutura de um sistema de gerenciamento de conteúdo, capaz de simplificar esta etapa extremamente complexa. A aplicação por meio do estudo de caso será feita através de uma disciplina do curso de pós-graduação, com foco nas tecnologias de ensino de engenharia, ilustrando a contribuição do presente trabalho e dando condições de um real e efetivo resultado da metodologia utilizada. A sua efetiva consolidação será obtida pelo estabelecimento de uma avaliação de reação aplicada entre o grupo de alunos do referido estudo de caso. / This paper presents , in relation to new forms of teaching and learning , a proposal for the creation of a collaborative web environment responsible for the exchange of best practice techniques for classroom used by educators and experts , grouped by which we will pedagogical patterns or pedagogical artifacts , and grounded in the concepts of \" instructional design \" , which can be considered as a structure that provides to the heterogeneous audience, since experts in education and technology and students interested in a particular subject to plan a simplified form and measurable their respective courses , modules , and related disciplines . With the use of the tool in a shared environment will be shown that the effective planning of a single learning object or even a broader content, through linear and chronological presentation of all educational artifacts will lead to an overview and complete the composition of the subjects covered, coming to provide in one aspect of the tool itself, the format of an instructional design matrix, one of the key products of the planning phase of a course. For the creation of educational artifacts in a shared way, will be used a graphical interface prototype concepts outlined by information architecture and usability, and its last one implementation in a development framework designed for what we call content management system. The application, by case study, will be taken through a course in the graduate with a focus on teaching engineering technologies, illustrating the contribution of this work and giving conditions for a real and effective result of the methodology used, consolidated by the establishment of a reaction evaluation performed between the group of students of that case study.

Muito se fala na crescente velocidade de inovações tecnológicas que se apresenta ao mundo e que vai se acelerando. Antes, gerações se passavam para termos uma evolução tecnológica. Hoje, uma mesma geração presencia vários saltos tecnológicos. Neste contexto de inovações frequentes, surge a preocupação sobre como formar um profissional responsável, ético e que consiga acompanhar e ser protagonista de tais mudanças. O trabalho desenvolvido nesta tese busca colaborar na discussão sobre a formação do engenheiro, com foco na engenharia elétrica e de computação, revisitando as definições de conceitos como educação em engenharia, aprendizagem ativa, inovação, Design Thinking e competências transversais, e definindo, como contribuição de pesquisa, os conceitos de tecno-pedagogia e ambientes tecno-pedagógicos, como pressuposto de convergência de estruturas tecnológicas, estratégias pedagógicas e métodos de avaliação em aprendizagem ativa para a inovação. Apresenta um método para identificar e quantificar o grau de ênfase das competências transversais para a inovação a partir da demanda de mercado para engenheiros eletricistas e da computação; e um método de observação, coleta e análise de dados sobre o desenvolvimento de competências transversais na participação em duas experiências de aula: na disciplina global ME310 da Universidade de Stanford; e na disciplina 030-3410 da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Com isso, foi possível elaborar um método para auxiliar no planejamento de disciplinas e cursos com foco em inovação, identificando as competências transversais que devem ser incentivadas e relacionando tais competências com estratégias de ensino e aprendizagem e sugerindo a estrutura tecnológica e método de avaliação a serem adotados. / Much is said of the increasing speed of technological innovations within our global economy. Previously, generations passed before technological evolution would show its effects. Today, the same generation witnesses several technological leaps. In this context of frequent innovations, there is a concern about how to form responsible and ethical professionals who can be protagonist within such changes. This thesis aims to aid in the discussion about the formation of engineers, focusing on electrical and computer engineering, revisiting the definitions of concepts such as engineering education, active learning, innovation, design thinking and soft skills, and setting. As a research contribution, the concept of techno-pedagogy and techno-pedagogical environments are presented, as an assumption that converges upon technological structures, teaching strategies and assessment methods in active learning for innovation. A method is presented to identify and quantify the degree of emphasis of market demand of soft skills for innovation for electrical and computer engineers which includes;.a method of observation, analysis and data collection on the development of transversal competences by participating in two class experience: in the global ME310 course of Stanford University; and in the 030-3410 course of the Polytechnic School of the University of São Paulo. A method to assist in planning courses focusing on innovation is developed, identifying the transversal competences that should be encouraged and relating these skills with teaching strategies and suggesting the technological structure and assessment methods to be adopted.

O comportamento e o desempenho acadêmico dos alunos em cursos de Engenharia é um campo fértil, interessante e crescente de investigação. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na análise estocástica do progresso dos alunos em 15 cursos de graduação das diferentes opções oferecidas pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Para realizar esta análise, foi desenvolvido um agente de avaliação aplicando-se o Processo de Decisão de Markov (PDM). Esse agente de avaliação extrai observações parciais dos estados atuais das notas dos alunos nas disciplinas cursadas e possibilita a identificação de ações adequadas para modelar autonomamente o comportamento futuro do aluno. O algoritmo aplicado estima o esforço que representa o estado cognitivo do aluno baseado em uma relação de pares estado/ação, calculada com base nas notas obtidas ao longo do período compreendido entre os 2000 e 2010. O período em que um aluno obteve uma nota de aprovação torna possível o estudo temporal desse evento, o que permite a utilização de métodos de agrupamento de dados, como os modelos ocultos de Markov, para a avaliação do comportamento das notas dos alunos durante os cursos de Engenharia. O presente estudo se fundamentou no agrupamento das notas dos alunos em três níveis para a classificação dos comportamentos das notas desses alunos. / The students behavior and academic performance in engineering programs is a fruitful field, interesting and crescent research. This paper presents the results of student progress obtained in stochastic analysis in 15 undergraduate courses of offered by the Escola Politécnica of the São Paulo University (EPUSP). An evaluation agent was developed to perform this analysis, applying the Markov Decision Process (PDM). This evaluation agent extracts partial observations of the current state of students\' grades in courses taken, enabling the identification of appropriate actions to autonomously shape the student future behaviour. The algorithm applied estimates the effort that represents the cognitive state of the student on states/action, based on the grades obtained during the period between 2000 and 2010. The period which a student received a passing grade makes possible the temporal study of this event, allowing the use of data grouping methods, such as hidden Markov models for the evaluation of the behaviours of students\' grades for the courses of engineering. This study is based on students grades at three different levels, classifying the behaviour of the notes.