Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-12Bitstream added on 2014-12-02T11:21:45Z : No. of bitstreams: 1 000794975.pdf: 1924548 bytes, checksum: 6aa8a16573b51a46b9a8e9c762b1f57e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho analisa algumas concepções sobre a Natureza da Ciência, mostrando que é imprescindível a utilização da História da Ciência no Ensino de Ciências. O caso que estudamos é a pesquisa do químico americano Stanley Lloyd Miller sobre a produção de aminoácidos na Terra primitiva partindo da hipótese de uma atmosfera redutora. A fundamentação teórica nos priniciais autores que influenciaram Miller: Aleksandr Ivanovich Oparin e Harold Clayton Urey. Tem-se como objetivo geral analisar a trajetória de vida de Stanley Lloyd Miller e seus experimentos sobre a origem da vida, e o contexto sociocultural, político e econômico que o influenciou. A metodologia baseia-se na análise histórica e documental, fundamentando-se em textos primários e secundários, utilizando a abordagem qualitativa. Também foi verificado, em geral, como o comportamento dos cientistas é mostrado nos livros didáticos: de maneira descontextualizada e fragmentada. Constatou-se que na teoria de Miller e Oparin é possível discutir uma mudança na concepção sobre a origem da vida; antes existia a ideia de que a proteína originou a vida; atualmente acredita-se que a molécula de DNA possa ter uma relação com a origem da vida. A ideia dos coacervatos também não é mais aceita. Isso mostra, conforme já ressaltou Lederman e colaboradores, que o conhecimento científico é provisório, sofre modificações, correlações, e portanto, nunca é definitivo. Outra visão difundida no meio acadêmico, sobre a Natureza da Ciência, é a visão rígida que se tem do método científico. Este seria constituído por etapas que deveriam ser seguidas de forma precisa, apresentando resultados com extrema exatidão, infalibilidade e previsibilidade. O próprio Miller destrói este mito (previsibilidade), pois ao longo de sua pesquisa, realizou vários experimentos para chegar a um resultado satisfatório. Sendo assim pode-se afirmar que é aconselhável... / This paper assesses some ideas on the Nature of Science, showing that the use of the History of Science Education is essential. The case studied is the research of the American chemist Stanley Lloyd Miller into the production of amino acids on the primitive Earth, on the assumption of a reducing atmosphere. The theoretical framework is based on the main authors who influenced Miller: Alesandr Ivanovich Oparin and Urey Harold Clayton. The main objective was to analyze the life trajectory of Stanley Lloyd Miller and his experiments on the origin of life, and the sociocultural, political and economic context that influenced him. The methodology is based on historical and documentary analysis of primary and secondary texts, using the qualitative approach. It was also found that, in general, the scientists behavior is shown in textbooks in a decontextualized and fragmented way. It was found that in Oparin and Miller's theory it is possible to discuss a change in the conception of the origin of life: before there was the idea in whichthe protein originated life; nowadays it is believed that the DNA molecule could have a relationship with the origin of life. The idea of coacervates is no longer accepted either. This shows, as already pointed out by Lederman and collaborators, that the scientific knowledge is provisional. It undergoes changes, correlations and, therefore, is never definitive. Another view on the Nature of Science which is widespread in academia is that the scientific method is very rigid. The scientific method would consist of steps that should be followed precisely, presenting results with extreme accuracy, predictability and infallibility. Miller himpself destroys the myth of predicability when, throughout his research, he conducted several experiments to reach a satisfactory result. Therefore it can be stated that it is advisable to separate the Nature of Science, the History of Science and the Science Teaching

The Theory of Games is a mathematical formalism used to analyze conflicts between two or more parts. In those conflicts, each part has a group of actions (strategies) that aids them in the optimization of their objectives. The objectives of the players are the rewards (payoffs) given according to their chosen strategy. By quantizing a game, advantages in operational efficiency and in the stability of the game solutions are demonstrated. In a quantum game, the strategies are operators that act on an isolated system. A natural issue is to consider a game in an open system. In this case the strategies are changed by Kraus operators which represent a natural measurement of the environment. We want to find the necessary physical conditions to model a quantum open system as a game. To analyze this issue we applied the formalism of Quantum Operations on the Fröhlich system and we described it as a model of Quantum Game. The interpretation is a conflict among different configurations of the environment which, by inserting noise in the main system exhibits regimes of minimum loss of information. On the other hand, the model of Fröhlich has been used to describe the biophysical dynamics of the neuronal microtubules. By describing the model of Fröhlich in the Quantum Game formalism, we have shown that regimes of stability may exist even under physiological conditions. From the evolutionary point of view, the Theory of Games can be the key to describe the natural optimization at sub-neuronal levels. / A Teoria de Jogos (TJs) é um formalismo matemático usado para analisar situações de conflitos entre duas ou mais partes. Nesses conflitos, cada parte possui um conjunto de ações (estratégias) que auxilia na otimização de seus objetivos. Os objetivos dos jogadres são as recompensas (payoffs) que cada um recebe de acordo com a estratégia adotada. Ao se quantizar um jogo, mostra-se ganhos em eficiência operacional e ganhos na estabilidade das soluções. Em um jogo quântico (JQ), as estratégias são operadores que atuam num sistema isolado. Uma questão natural é considerar um jogo num sistema aberto. Nesta situação as estratégias são trocadas por operadores de Kraus que representam uma medida natural do ambiente. Nosso interesse é encontrar as condições físicas necessáriaas para modelarmos um sistema quântico aberto como um jogo. Para analisar essa questão aplicamos o formalismo de Operações Quânticas (OQs) sobre o sistema de Fröhlich e o apresentamos como um modelo de JQ. A interpretação é um conflito entre diferentes configurações do ambiente que, ao inserirem ruído no sistema principal, exibem regiões de mínima perda de informação. O modelo de Fröhlich vem sendo usado para descrever a dinâmica biofísica dos microtúbulos neuronais. Ao estruturamos o modelo de Fröhlich nos JQs, mostramos que as regiões de estabilidade podem existir sob condições fisiológicas. Usando o aspecto evolucionista, a TJs pode ser a chave para a descrição de processos de otimização da informação em nível sub-neuronal.

Um computador quântico universal é capaz de efetuar qualquer cálculo que qualquer máquina de Turing clássica possa efetuar. Porém, sistemas quânticos, em geral, são descritos como sistemas isolados. A interação do meio com as superposições de estados reduz a função de onda para um único estado bem definido. Contudo nenhum sistema na natureza é de fato isolado. Assim, ruídos, dissipações e erros são 'inevitáveis' para quaisquer procedimentos que manipulem informação com quaisquer recursos naturais (quânticos ou clássicos). O formalismo conhecido por Operação Quântica (OQ) é usado para descrever a maioria dos sistemas quânticos abertos num formato de tempo discreto. A partir desse formato pode-se evidenciar operações e ruídos característicos de processos computacionais. Para mostrar a eficiência de uma OQ aplicamos o formalismo no modelo quântico-biológico de Fröhlich. A partir dessa caracterização construímos uma ponte entre computação quântica e processos biofísicos. Essa ponte pode revelar propriedades desconhecidas ou ajudar na compreensão da dinâmica ainda difusa de sistemas biológicos; ou mesmo em novas técnicas na construção de computadores quânticos. / An universal quantum computer is capable to perform any calculation that any classical turing machine can perform. However, the orthodox quantum mechanics is described for isolated systems. Therefore, the description of quantum computers is made starting from linear and reversible transformations. The interaction with the environment tends to eliminate the quantum effects as the superposition of states. However, any natural system is not infact isolated. Hence, noises, dissipations and errors are inevitable for any procedures that manipulate information with any natural resources. The formalism known by Quantum Operation (QO) issued to describe most of the open quantum systems. Through this format we can display the characteristic noises of the computational processes. To show the effectiveness of the QOs we applied the formalism in the quantum biological model of Fröhlich. Starting from that characterization we build a bridge between Quantum Computation and biological processes. That bridge can reveal unknown properties or to help in understanding the microbiologic dynamics; or even new techniques in the construction of quantum computers.

Orientador : Prof. Dr. Emerson Rolkouski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática. Defesa: Curitiba, 15/08/2014 / Inclui referências / Resumo: Esta investigação tem como objetivo compreender como pesquisadores têm efetuado aproximações entre Literatura e o Ensino de Ciências, por meio da utilização de textos literários em situações de ensino e aprendizagem de Ciências e Química. Adotando a metodologia da pesquisa qualitativa-bibliográfica foram investigados dezesseis artigos que trabalham a interface Literatura-Ensino de Ciências, publicados no período de 2000 a 2012 em revistas das áreas de Educação e Ensino, bem como nos eventos ENPEC e o ENEQ. Posteriormente foramcategorizados de acordo com o referencial teórico da Análise Textual Discursiva, com o intuito de verificar os motivos de se utilizar textos literários no Ensino de Ciências. De modo geral, a análise dos resultados aponta que existe uma preferência dos autores pela utilização de textos literários para a promoção da aprendizagem de conteúdos científicos nas três esferas de Ensino – Fundamental, Médio e Superior. Palavras- Chave: Literatura no Ensino de Ciências, Ciência e Literatura, Análise TextualDiscursiva. / Abstract: The aim of this investigation is to understand how researchers have been doing approaches between Literature and the Teaching of Science, through the use of literary texts in situations of teaching and learning of Science and Chemistry. Adopting the methodology of qualitative-bibliographic, sixteen items that work with Literature-Science Teaching interface, which were published in the period from 2000 to 2012 in journals of Education and Teaching, as well as in the events of ENPEC and ENEQ, were investigated. Later they were categorized according to the theoretical framework of Discourse Textual Analysis, in order to verify the reasons for using literary texts in Science Teaching. Overall, the analysis of the results indicates that there is a preference of the authors for the use of literary texts for the promotion of learning science content in the three spheres of Education - Elementary, Middle and Upper. Key words – Literature in the Science Teaching, Science and Literature, Discourse Textual Analysis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:52:38Z : No. of bitstreams: 1 quinato_gac_me_bauru.pdf: 5502703 bytes, checksum: 75407953b018b022493833c5f1edac5b (MD5) / A concepção de educação científica encontra-se na atualidade permeada por princípios eventualmente incompatíveis entre si. Desenvolvimento de habilidades cognitivas, preparação para a continuidade dos estudos em nível superior, ingresso no mercado de trabalho e formação da cidadania estão entre os objetivos da educação para a ciência, que muitas vezes competem entre si no cotidiano escolar. No contexto do campo CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente), a formação para a participação democrática na formulação de políticas de ciência e tecnologia deve ser contemplada pelo Ensino de Ciências. O objetivo geral desta pesquisa realizada em nível de Mestrado é trazer contribuições ao aperfeiçoamento do processo de ensino-aprendizagem em relação à educação científica proporcionada por conteúdos de Física presentes na Proposta Curricular do Ensino Médio no Estado de São Paulo. Os objetivos específicos foram: a) caracterizar correntes teóricas que colaboram na construção da concepção de educação científica no ensino brasileiro contemporâneo; b) caracterizar concepções de educação científica subjacentes ao enfoque CTSA; c) identificar concepções de educação científica subjacentes às Situações de Aprendizagem referentes ao Tema ‘Entropia e Degradação da Energia’ presente nos Cadernos do Professor e do Aluno para o Ensino de Física, parte integrante do Conteúdo Programático da Proposta Curricular do Ensino Médio do Estado de São Paulo, 2ª série, volume 2, 2009; d) propor indicações coerentes com o enfoque CTSA para o aperfeiçoamento das Situações de Aprendizagem referentes ao Tema ‘Entropia e degradação da energia’ dos Cadernos do Professor e do Aluno para o Ensino de Física... / The concept of scientific literacy has been pervaded by principles which may be mutually incompatible. Development of cognitive skills, preparation for the continution of studies in higher education, entering the labor market and citizenship are among the goals of science education, which often compete with each other in everyday school life. Within the field CTSA (Science, Tecnology, Society and Environment) , the training for democratic participation in policy formulation science and technology should be contemplated by Science Education. The overall goal of this Master's research is to bring contributions to improve the teaching the teaching-learning process in relation to scientific literacy content provided by Physics Curriculum in the high schools in the state of São Paulo. Specific objectives was: a) characterize theories that collaborate in the construction of the concept of scientific literacy in education in Brazil; b) characterize concepts of scientific literacy underlying the CTSA field; c) identify concepts literacy underlying Learning Situations regarding the theme 'Entropy and Degration Energy' present in the Collection of Professor and Student for Teaching Physics, part of Program Content of Proposed Curriculum of Secondary Education of the State of São Paulo, series 2, volume 2, 2009; d) propose directions consistent with the field CTSA to improve Learning Situations for the theme 'Entropy and dissipation of energy' of Collection of Professor and Student for Teaching Physics, series 2, volume 2, 2009; e) assess the adequacy of indications generated under research by secondary school teachers in the state of São Paulo. The results indicate that the proposed changes to the Teacher's and Student's Books were generally well accepted by teachers participating in the focus group, with reservations, however, the viability of its applications in the context of current constraints of school and teacher formation

Doctor en Ciencias, Mención Computación / Document Retrieval (DR) aims at efficiently retrieving the documents from a collection that are relevant to user queries. A challenging variant arises when the documents are arbitrary strings and the collection is large. This scenario arises in DNA or protein sequence collections, software repositories, multimedia sequences, East Asian languages, and others. Several DR compressed data structures have been developed to face this challenge, offering different space/time complexities. However, in practice the proposals with the best time performance require too much extra space. This thesis innovates in three aspects: (1) we build on Lempel-Ziv 1978 (LZ78) compres- sion, instead of suffix arrays, to build DR indices; (2) we build on Lempel-Ziv 1977 (LZ77) compression to handle highly repetitive collections; (3) we start the study of approximate answers in this DR scenario, which is common in DR on natural language texts. In this aspect, our main contribution is a new approach to DR based on LZ78 data compression, offering structures to solve the two most fundamental problems in the DR field: Document Listing (DL) and Top-k Retrieval. Our novel indices offer a competitive space/time tradeoff for both situations. Besides, our proposals are also capable of retrieving approximate answers, saving a lot of space and/or time compared with any structure that returns the full answer for any of these problems. Our second main contribution is the design of a structure for indexing highly repetitive text collections that solves the DL problem, which is built on the LZ77 parsing. This is the first attempt to solve DR problems using LZ77 data compression, which is the best compression scheme for such collections. On the other hand, we improve on basic data structures used, among others, in DR. We present an alternative design to the best theoretical Range Minimum Queries solution, maintaining its good complexities in space usage and query time. We obtain a simpler formula that leads to the fastest and most compact practical implementation to date. We also implemented various promising theoretical proposals for compressed suffix ar- rays, for which no previous implementations existed. Finally, we design and implement a compressed text index for highly repetitive collections that solves pattern matching, which is based on the LZ77 compression, and which is the basis for our LZ77-based DR index. / Document Retrieval (DR) apunta a la recuperación eficiente de documentos relevantes de una colección, para las consultas del usuario. Una variante que surge como desafío es cuando los documentos provienen de una gran colección de textos arbitrarios. Este escenario ocurre con colecciones de secuencias de ADN o proteínas, repositorios de software, secuencias multimedia e idiomas del Lejano Oriente, entre otros entornos. Varias estructuras de datos comprimidas para DR han sido desarrolladas a fin de hacer frente a este desafío, ofreciendo diferentes complejidades en tiempo/espacio. Sin embargo, en la práctica las propuestas con el mejor rendimiento en tiempo, requieren a su vez de demasiado espacio extra. Esta tesis innova tres aspectos: (1) construímos índices para DR en base a la compresión Lempel-Ziv 1978 (LZ78) en lugar de arreglos de sufíjos; (2) manipulamos colecciones altamente repetitivas en base a la compresión Lempel-Ziv 1977 (LZ77); (3) comenzamos a estudiar cómo entregar respuestas aproximadas en dicho escenario de DR, lo cual es una práctica común en textos de lenguaje natural. Nuestra principal contribución es un nuevo enfoque para DR basado en la compresión de datos LZ78, ofreciendo estructuras que resuelven los dos problemas fundamentales del campo de DR: Document Listing (DL) y Top-k Retrieval. Nuestros nuevos índices ofrecen desempeño competitivo en tiempo/espacio en ambos casos. Además nuestras propuestas también entregan respuestas aproximadas, ahorrando considerable espacio y/o tiempo comparado con cualquier otra estructura que entregue una respuesta completa a alguno de estos problemas. También diseñamos una estructura que indexa colecciones de texto altamente repetitivo y resuelve el problema de DL, basada en la compresión LZ77. Este el primer intento dirigido a resolver un problema de DR utilizando compresión de datos LZ77, que además es el mejor esquema de compresión para dichas colecciones. Por otro lado, realizamos mejoras sobre estructuras de datos básicas utilizadas en DR. Presentamos un diseño alternativo a la mejor solución teórica para Range Minimum Queries, manteniendo sus buenas complejidades en términos de espacio utilizado y tiempo de consulta. Logramos una fórmula más sencilla obteniendo como resultado la implementación más rápida y compacta conocida hasta hoy. Además implementamos varias propuestas teóricas promisorias para el arreglo de sufijos, de las cuales no existen implementaciones previas. Finalmente, diseñamos e implementamos un índice de texto comprimido para colecciones altamente repetitivas que resuelve el pattern matching, el cual se basa en la compresión LZ77, y que además es la base para nuestro índice sobre el LZ77 para DR. / This work has been partially funded by Conicyt Ph.D Scholarship Chile; Fondecyt Grant 1-140976; Millennium Nucleus for Information and Coordination in Networks, and Basal Center for Biotechnology and Bioengineering

Informe de Seminario para optar al grado de Licenciado en Filosofía / Uno de los problemas más complejos de tratar dentro la disciplina de las ciencias cognitivas es el que corresponde al lenguaje y la conducta lingüística. Este se ha resistido a una teorización satisfactoria desde los inicios de la psicología cognitiva. La diversidad de dimensiones que manifiesta hacen difícil la tarea de determinar qué elementos teóricos y metodológicos son los más propicios para abordarlo y explicarlo. No obstante, existen posturas que han realizado grandes avances en la investigación sistemática del fenómeno y han logrado dar cuenta, en menor y/o mayor grado, de aspectos relevantes de este. Autores como Chomsky, Hauser, Fitch, Pinker Bloom y Jackendoff (denominados formalistas) destacan el aspecto estructuralmente complejo y formal del lenguaje. Sus herramientas teóricas y metodológicas principales son las presentes en el enfoque cognitivista o clásico. Investigadores como Elman también destacan el aspecto estructural complejo del fenómeno, no obstante su concepción del lenguaje involucra elementos dinámicos que no tienen cabida en la posición formalista. Además, los recursos teóricos y metodológicos que utiliza son aquellos que están disponibles en el enfoque conexionista. Y teóricos como Cowley y Tomasello destacan los aspectos distribuidos y simbólicos de lenguaje, valiéndose de recursos teóricos y metodológicos presentes en algunas posturas pertenecientes a las teorías alternativas en ciencia cognitiva. Considerando las posiciones mencionadas, uno de los desafíos que se observa es lograr determinar qué caracterización del lenguaje permitiría una individuación del fenómeno fructífera, en términos investigativos, que pueda abarcar la mayor cantidad de sus dimensiones y que presente la menor cantidad de problemas en su desarrollo teórico. También poder determinar qué marco de explicación (ya sea el cognitivista, conexionista o alternativo) está en condiciones para tratarlo.

La presente tesis de investigación se centra en el tema del descubrimiento científico y el cambio de teorías que éste implica. El objetivo es presentar la inferencia abductiva y la teoría de modelos mentales como vías fructíferas de aproximación al problema de la generación de hipótesis en ciencia. Lo que se postula es que la generación de hipótesis puede ser explicada a partir de la abducción en conjunto con una teoría de razonamiento basado en modelos. Esto podría entregar luces sobre los cambios conceptuales revolucionarios que se han generado en la historia de la ciencia, contribuyendo a resolver el problema de la inconmensurabilidad entre teorías. Por lo tanto, la ejecución conjunta de modelos mentales y esquemas de inferencia abductiva contribuiría a la explicación de los procedimientos generativos proyectados hacia un análisis semántico de los procesos que incurren en los descubrimientos y cambios científicos.

Informe de Seminario para optar al grado de Licenciado en Historia. / La utilización de un filme como elemento para esta investigación proviene de mi agrado personal por las creaciones cinematográficas, y en especial el filme en que se basa este trabajo -2001: Una odisea espacial- es uno de mis favoritos. Sin embargo, su elección no se limita sólo a ello, ya que esta realización es considerada una de las obras maestras de la ciencia ficción cinematográfica, pasando a ser (para muchos críticos y aficionados) un filme de culto. Y he aquí que se encuentra en punto importante: si 2001 es una obra realizada en 1968, me parece interesante sondear qué elementos contiene que la hacen trascender su época de creación, y aún más teniendo en cuenta sus características particulares, y siendo aún hoy es referencia obligada a la hora de hablar del género de la ciencia ficción. Considerando esto, me pareció viable aplicar lo aprendido sobre el mito en una expresión cultural como el cine en general, y el filme 2001 en particular.

Tesis para optar al grado de Magíster en Filosofía mención Epistemología.