Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandra Garrote Angiolin.pdf: 2099847 bytes, checksum: eb474a043e9031508589dab1e1132ccf (MD5) Previous issue date: 2009-05-20 / Secretaria da Educação do Estado de São Paulo / This study has the objectives of investigating how to make constructivist perspectives of learning compatible with the planning the teaching-learning process, in the particular case of exponential functions and analyzing the performance of teachers of Mathematics with regard to the activities of the planning and development of teaching, in a way compatible with a constructivist perspective of learning. It is based on the work of Simon (1995) on hypothetical learning trajectories (HLTs). This is qualitative research involving two teachers of Mathematics from a state public school in Sao Paulo and their work with 77 students in the first year of Junior High School. We produced a hypothetical learning trajectory based on specific objectives and, taking as our reference hypotheses on student learning, we sought to propose tasks that involve the resolution of problems, investigation, the use of technologies, interdisciplinary approaches, applications to everyday situations and in other areas of knowledge. The HLT was implemented by the participating teachers in their own classes. From the analysis of the data obtained, we realized the complexity of producing proposals with the purpose of allowing students to build upon their own knowledge on the subject. In the same way, we experienced the challenge of facing teachers in developing tasks in this constructivist perspective, even when the intentions had been discussed and decided together. The teacher has a decisive role as, even when the teaching is planned within a constructivist perspective, what will really make this happen depends upon how he puts it into practice in the classroom. With regard to the students, when he is involved with less usual tasks that involve the reading of texts or the use of a computer, investigations show that these possibilities are promising in the sense of what occurs in learning, but various factors, which include the performance of the teacher himself, do not allow one to formulate more confident assertions upon these proposals / O presente trabalho tem como objetivo investigar como compatibilizar perspectivas construtivistas de aprendizagem com a planificação de ensino, no caso particular de funções exponenciais. Pretende-se ainda analisar a atuação dos professores de Matemática, no que se refere às atividades de planejamento e desenvolvimento de ensino, de forma compatível com uma perspectiva construtivista de aprendizagem. Como fundamentação teórica, recorremos nessa obra aos trabalhos de Simon (1995) sobre trajetórias hipotéticas de aprendizagem (THA). Trata-se de uma pesquisa qualitativa, envolvendo dois professores de Matemática, de uma escola pública estadual de São Paulo e suas atuações junto a 77 alunos da 1ª Série do Ensino Médio. Elaboramos uma trajetória hipotética de aprendizagem a partir de objetivos específicos e, tendo como referência hipóteses sobre a aprendizagem dos estudantes, buscando a proposição de tarefas que envolvessem resolução de problemas, investigação, uso de tecnologias, abordagens interdisciplinares e aplicações em situações do cotidiano e em outras áreas de conhecimento. A THA foi aplicada pelos professores participantes com, suas respectivas turmas. Com a análise dos dados obtidos, constatamos a complexidade de elaboração de propostas com a finalidade de que os alunos possam construir seus próprios conhecimentos sobre o assunto. Da mesma forma, vivenciamos o desafio a ser enfrentado pelos professores em desenvolver tarefas nessa perspectiva construtivistas, mesmo quando as intenções tenham sido discutidas e compartilhadas. O professor tem papel decisivo, pois mesmo que o ensino seja planificado numa perspectiva construtivista, o que realmente fará com que isso ocorra depende de como ele a desenvolve em sala de aula. Com relação aos alunos, seu envolvimento com tarefas menos usuais que envolviam leitura de textos, uso do computador, investigações mostraram que essas possibilidades são promissoras no sentido de que ocorra a aprendizagem, mas diversos fatores, dentre os quais a própria atuação do professor, não permitem que se formule assertivas mais contundentes sobre essas propostas

CAPES / Ao longo da realização deste trabalho buscamos compreender melhor as funções exponenciais e logarítmicas de modo que pudéssemos apresentá-las de maneira diferente da abordagem tradicional. Em um primeiro momento resgatamos os conceitos de potenciação, desde os expoentes naturais, passando pelos expoentes inteiros e racionais, e chegando aos expoentes reais e depois definindo o logaritmo como “operação inversa” da potenciação. Em seguida caracterizamos a função exponencial através de propriedades básicas (ser monótona e levar somas em produtos) e definimos o logaritmo como sua função inversa. Depois disso, fizemos o mesmo com a função logarítmica, definindo-a através de propriedades básicas (ser crescente e levar produtos em somas) para então definir a função exponencial como sua inversa, mostrando por fim, que ambas as formas de definir as funções exponenciais, e consequentemente as logarítmicas, são equivalentes. Por fim, trazemos uma caracterização geométrica dos logaritmos, tornando as demonstrações das propriedades mais intuitivas e simples. / Along this work we search to better understand the exponential and logarithmic functions so that we could present them differently from the traditional approach. In a first moment we recovered the concepts of potentiation, from the natural exponents, through the entire rational exponents, to the real exponents and then defining the logarithm as the ”reverse operation”of potentiation. Then we characterize the exponential function through basic properties (be monotonous and take sums into products) and define the logarithm as its inverse function. After that, we did the same with the logarithmic function, defining it through basic properties (being increasing and taking products into sums) and then defining the exponential function as its inverse, showing, finally, that both ways of defining the exponential functions and, consequently, the logarithmic functions, are equivalent. Finally, we bring a geometric characterization of the logarithms, making the demonstrations of properties more intuitive and simple.

abstract: A teacher’s mathematical knowledge for teaching impacts the teacher’s pedagogical actions and goals (Marfai & Carlson, 2012; Moore, Teuscher, & Carlson, 2011), and a teacher’s instructional goals (Webb, 2011) influences the development of the teacher’s content knowledge for teaching. This study aimed to characterize the reciprocal relationship between a teacher’s mathematical knowledge for teaching and pedagogical goals. Two exploratory studies produced a framework to characterize a teacher’s mathematical goals for student learning. A case study was then conducted to investigate the effect of a professional developmental intervention designed to impact a teacher’s mathematical goals. The guiding research questions for this study were: (a) what is the effect of a professional development intervention, designed to perturb a teacher’s pedagogical goals for student learning to be more attentive to students’ thinking and learning, on a teacher’s views of teaching, stated goals for student learning, and overarching goals for students’ success in mathematics, and (b) what role does a teacher's mathematical teaching orientation and mathematical knowledge for teaching have on a teacher’s stated and overarching goals for student learning? Analysis of the data from this investigation revealed that a conceptual curriculum supported the advancement of a teacher’s thinking regarding the key ideas of mathematics of lessons, but without time to reflect and plan, the teacher made limited connections between the key mathematical ideas within and across lessons. The teacher’s overarching goals for supporting student learning and views of teaching mathematics also had a significant influence on her curricular choices and pedagogical moves when teaching. The findings further revealed that a teacher’s limited meanings for proportionality contributed to the teacher struggling during teaching to support students’ learning of concepts that relied on understanding proportionality. After experiencing this struggle the teacher reverted back to using skill-based lessons she had used before. The findings suggest a need for further research on the impact of professional development of teachers, both in building meanings of key mathematical ideas of a teacher’s lessons, and in professional support and time for teachers to build stronger mathematical meanings, reflect on student thinking and learning, and reconsider one’s instructional goals. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Mathematics Education 2016

The proliferation of Electric Vehicles (EVs) poses new challenges for the Distribution System Operator (DSO). For example, the rectifiers that are used for charging EV batteries could significantly influence Power Quality (PQ), in terms of harmonic distortion. The emissions from individual EV, are well regulated by current harmonic emission standards. But what the aggregation of multiple EV loads will look like is still uncertain and the research being made in this area is still in its early stage.  The DSO responsibilities include ensuring grid code compliance confirmed by PQ metering.  In general, 10 minute RMS values are sufficient. However, the large scale integration of non-linear loads, like EVs, could lead to new dynamic phenomena, possibly lost in the process of time aggregation. In this thesis PQ and, in more detail, the concept of harmonics, and how this is related to EVs, is presented. A current-harmonic load model using power exponential functions and built from actual measurement data during the individual charging of four different fully electric vehicles was constructed. The model was based on individual emitted current harmonics as a function of state of charge (SOC), and was used to deterministically simulate the simultaneous charging of six vehicles fed from the same bus. The aggregation of current harmonics up to the 11th was simulated while randomizing battery SOC, the start of charging, and the kind of vehicle. Additionally, an investigation of the impact on aggregation in time was conducted. The analysis clearly shows the importance of phase angle information, its correlation to SOC, and how the aggregation of EV loads is influenced by these factors. The analysis also shows that 10 minute RMS aggregation could lead to significant deviations from the “actual” (200ms) data.  This indicates that 10 minute value monitoring could lead to information losses.

CAPES / Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia do objeto matemático Função Exponencial, que possibilite o desenvolvimento de habilidades interpretativas e criativas de potencial significado para os alunos, a partir de uma sequência didática estruturada à luz da Teoria das Situações Didáticas de Guy Brousseau e, dos Registros de Representações Semiótica de Duval, proporcionando interações entre o aluno, o professor e o meio em um ambiente de aprendizagem cooperativo, onde os alunos se sintam livres para expressar as suas ideias e para sugerir as suas próprias abordagens. A metodologia proposta foi desenvolvida de acordo com o conhecimento a priori do aluno, valorizando as suas diferentes formas de registros, os quais são de extrema importância durante os processos de ensino e de aprendizagem. A proposta foi aplicada a alunos do primeiro ano do ensino médio do Colégio Estadual José de Anchieta Ensino Fundamental e Médio, localizado na Cidade de Dois Vizinhos – Paraná. Para o desenvolvimento da pesquisa utilizou-se a ferramenta metodológica Engenharia Didática de Artigue, uma metodologia originada especificamente para a pesquisa com situações didáticas. A princípio o objetivo proposto foi atingido, o qual consistia de trabalhar a parte conceitual, do significado da Função Exponencial, da relação de dependência e sua principal característica, ou seja, que a parte variável se encontra no expoente. E, sem imposição, mas a partir de situações didáticas apropriadas, segundo a teoria das situações didáticas, os alunos foram capazes de perceber essa característica, de resolverem problemas que envolviam a função exponencial e, além disso, de inventarem problemas (de acordo com o seu universo) modelados por este tipo de função. Acredita-se que a metodologia à luz da teoria das situações didáticas, análises dos registros dos alunos, observações sobre os erros e obstáculos e reflexões sobre aspectos do contrato didático são de fundamental importância para a prática docente e, determinantes durante o processo de ensino aprendizagem. / This essay presents a proposal on methodology over the mathematical object Exponential Function which enables the development of interpretative and creative skills with potential meaning to the students starting from a didactic sequence structured on the light of The Theory of Didactic Situations from Guy Brousseau and, from the Records of Semiotic Representation of Duval, providing interactions among the students, the teacher and the environment of cooperative learning where the students feel free to express their own ideas as well as to suggest their own approaches. The methodology presented has been developed according to the students first knowledge, valuing their different ways of registering, which have such an important role during the teaching and learning processes. The proposal has been applied to the students from the first year of high school of Colégio Estadual José de Anchieta Ensino Fundamental e Médio, located in a town called Dois Vizinhos –Paraná. In order to the development of the research the methodological tool Didactic Engineering Artigue which consists in a methodology developed only to the research with didactic situations. The main goal has been reached at first, which was to work on the conceptual part of the Exponential Function, the relation of dependence and its main characteristic so that the variable part is in the exponent. Moreover with no imposition but starting from suitable didactic situations, the students were able to realize that they could solve the problems which involve the exponential function and furthermore create new problems (according to their universe) modeled by this kind of function. Its believed that the methodology based on the theory of didactic situations, analysis of students registers, observation on mistakes and obstacles as well as reflections over the aspects of the didactic contract are of fundamental importance to the teaching practice and determinant during the teaching-learning process.

This thesis examines how to find the best fit to a series of data points when curve fitting using power-exponential models. We describe the different numerical methods such as the Gauss-Newton and Levenberg-Marquardt methods to compare them for solving non-linear least squares of curve fitting using different power-exponential functions. In addition, we show the results of numerical experiments that illustrate the effectiveness of this approach.Furthermore, we show its application to the practical problems by using different sets of data such as death rates and rocket-triggered lightning return strokes based on the transmission line model.

Orientador: Cristiane Alexandra Lázaro / Resumo: Esta dissertação tem por objetivo realizar um estudo aprofundado das funções exponenciais e logarítmicas, conteúdo programático para o ensino médio e, em particular, a primeira série. Tal proposta deve-se ao fato de subsidiar o trabalho docente e também de grande parte da classe discente dos dias de hoje encontrar muitas dificuldades de aprendizagem na área de exatas em geral. Com a preocupação em relação a qualidade de ensino ofertada nos dias atuais e, de acordo com os currículos estaduais e base nacional comum curricular (BNCC), propomos a realizar um estudo bibliográfico sobre o tema e aplicar sequências didáticas abordando o assunto com alunos da primeira série do ensino médio. De maneira diversificada, fazendo uso das tecnologias e materiais concretos disponíveis na unidade de ensino a qual pertence a turma, realizamos um trabalho minucioso a fim de diagnosticar as principais defasagens de aprendizagem, as maiores dificuldades, e identificar em tais alunos qual seria a melhor forma de oferecer, de fato, um método eficiente em busca de uma aprendizagem significativa. As atividades propostas foram adaptadas levando em consideração as particularidades e ritmos de aprendizagem de cada aluno, nos preocupando também com a inclusão social, em como atender alunos com dificuldades extremas, o que é de grande desafio para os profissionais da educação nos dias de hoje. Com o presente trabalho oferecemos aos discentes a oportunidade de adquirir conhecimentos básicos para o seu dese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

A dinâmica de crescimento populacional de uma espécie é permeada pela relação entre as desvantagens da competição intraespecífica e os benefícios da presença de conspecíficos. Para muitas espécies, os benefícios da cooperação podem superar as desvantagens da competição. A correlação positiva entre tamanho populacional e adaptabilidade em populações muito pequenas é conhecida como efeito Allee demográfico. Apesar de haver modelos matemáticos isolados para os diferentes tipos de efeitos Allee, não há um modelo simples que os abranja e os conecte a modelos de crescimento mais gerais (como o de Richards). Propomos unificar modelos de efeitos Allee e o de crescimento de Richards em um modelo que permita um novo ponto de vista sobre o efeito Allee demográfico. Um exemplo do aumento das possibilidades descritivas de tal generalização é a emergência de mais de uma transição cooperação-competição quando considerado um caso particular desse novo modelo (Allee-Gompertz). Apesar da importância do crescimento populacional, a maioria dos modelos básicos de transmissão de doenças infecciosas considera o tamanho populacional constante ou adota simplificações pouco plausíveis. Nesta tese, mostramos as deficiências de um modelo compartimental dinâmico de tuberculose já consagrado e propomos um novo modelo com crescimento populacional logístico. Quando comparados, nosso modelo apresenta previsões mais pessimistas para a erradicação da doença a longo prazo quando testado com parâmetros que definem políticas de controle pouco eficientes. Realizamos tais predições adotando estratégias de controle de países desenvolvidos e subdesenvolvidos. Visto que esses modelos compartimentais desprezam aspectos espaciais, desenvolvemos uma modelagem computacional de agentes, baseada no modelo proposto, com duas estruturas subjacentes: redes aleatórias e redes reais. A súbita emergência de tuberculose resistente a drogas como consequência de tratamentos ineficazes é também um resultado das implementações desses modelos em dois cenários distintos. Esses resultados são comparados com os do modelo compartimental e com os de um modelo de estrutura subjacente mais simples e, como novo resultado, surge nos dois modelos a possibilidade de erradicação da doença em menos de uma década após o início do tratamento. Esse resultado é possível desde que sejam adotadas estratégias eficientes de controle. / The one-species population growth dynamics is permeated by the relationship between the harms from the intraspecific competition and the benefits from the presence of conspecifics. For many species, the benefits from conspecific cooperation may outweigh the harms from competition. The positive correlation between population size and total fitness in very small population known as demographic Allee effect. Although there are isolated mathematical models for different types of Allee effects, there is not a simple model that covers and connects them to more general growth models (like Richards). We propose to unify models of Allee effects and the Richards growth one in a model that allows a new perspective on the demographic Allee effect. An example of the increased descriptive possibilities of such generalization is the emergence of more than one transition cooperation-competition when considering a particular case of this new model (Gompertz-Allee). Despite the importance of population growth, most basic models of infectious diseases transmission considers population size constant or adopts implausible simplifications. In this thesis, we show the shortcomings of a dynamic compartmental model of tuberculosis already established and we propose a new model with population logistic growth. When compared, our model provides more pessimistic forecasts for the eradication of the disease in the long term if it is tested with parameters that define inefficient control policies. We perform such predictions adopting control strategies from developed and underdeveloped countries. Since these compartmental model disregards spatial aspects, we developed a computational agent model, based on the proposed model, with two underlying structures: random networks and real networks. The sudden emergence of drug-resistant tuberculosis as a result of ineffective treatments is also a result from the implementations of these models in two distinct scenarios. These results are compared with the ones from a compartimental model and with the ones from a model with simpler underlying structure and, as a new result, the possibility of eradicating the disease in less than a decade after beginning the treatment appears on the two models. This result is possible adopting effective control strategies.

CAPES / Neste trabalho apresenta-se uma proposta para o ensino de funções exponenciais e logarítmicas, precedido pelo conceito de Progressões que permite ao professor do ensino médio tratar do conceito de função exponenciais e logarítmica de maneira mais clara e construtivista para o aluno. Propõe-se a construção do conhecimento através de atividades de modelagem matemática desenvolvidas a partir do uso de tabelas construídas em planilhas eletrônicas e em um ambiente de geometria dinâmica (GeoGebra), explorando as ideias intuitivas de variação e caracterização dessas funções reais a partir das progressões no domínio discreto. Apresenta-se sugestões de atividades interdisciplinares envolvendo estimativas através do ajuste de curvas. / This work presents a proposal for teaching exponential and logarithmic functions, preceded by the concept of progressions which allows high school teacher dealing with the concept of exponential and logarithmic function more clear and constructive way for the student. Proposes the construction of knowledge through mathematical modeling developed from the use of built in spreadsheets and dynamic geometry (GeoGebra) environment tables activities, exploring the intuitive ideas of variation and characterization of these real functions from progressions in discrete domain. Presents suggestions for interdisciplinary activities involving estimates by adjusting curves.

CAPES / Neste trabalho apresenta-se uma proposta para o ensino de funções exponenciais e logarítmicas, precedido pelo conceito de Progressões que permite ao professor do ensino médio tratar do conceito de função exponenciais e logarítmica de maneira mais clara e construtivista para o aluno. Propõe-se a construção do conhecimento através de atividades de modelagem matemática desenvolvidas a partir do uso de tabelas construídas em planilhas eletrônicas e em um ambiente de geometria dinâmica (GeoGebra), explorando as ideias intuitivas de variação e caracterização dessas funções reais a partir das progressões no domínio discreto. Apresenta-se sugestões de atividades interdisciplinares envolvendo estimativas através do ajuste de curvas. / This work presents a proposal for teaching exponential and logarithmic functions, preceded by the concept of progressions which allows high school teacher dealing with the concept of exponential and logarithmic function more clear and constructive way for the student. Proposes the construction of knowledge through mathematical modeling developed from the use of built in spreadsheets and dynamic geometry (GeoGebra) environment tables activities, exploring the intuitive ideas of variation and characterization of these real functions from progressions in discrete domain. Presents suggestions for interdisciplinary activities involving estimates by adjusting curves.