Elaboramos um material instrucional, para auxiliar alunos e professores no processo ensino-aprendizagem da Mecânica dos Fluidos – Dinâmica, composto por um hipertexto repleto de animações, figuras, textos, vídeos, instruções para a realização de experimentos virtuais e reais e atividades de aquisição automática de dados e de modelagem. O referencial teórico adotado baseia-se na teoria de Vygotsky, que é fundamentada nas relações sociais dos alunos entre si e dos alunos com o professor. Todo o material foi elaborado de forma contextualizada com o cotidiano dos alunos de uma escola técnica, como é o caso do Centro Federal de Educação Tecnológica de São Vicente do Sul (CEFET-SVS), onde o projeto foi implementado em alunos da segunda série do Ensino Médio. Inicialmente, foi aplicado um pré-teste, tanto no grupo experimental quanto no grupo de controle, que serviu para avaliar o conhecimento prévio dos alunos sobre conceitos de Dinâmica dos Fluidos, assim como a sua habilidade para resolver individualmente problemas sobre esse assunto. A seguir, o material didático foi ministrado aos alunos do grupo experimental em dois módulos didáticos, o primeiro sobre Fluidos Ideais e o segundo sobre Fluidos “Reais”. Nesses módulos, foram propostas atividades para as quais foram fornecidas dicas de como poderiam ser desenvolvidas. Durante o desenvolvimento dessas atividades, os alunos contaram com a colaboração do professor e dos colegas, fornecendo, dessa forma, evidências do que eles poderiam desenvolver com a ajuda de seus pares. Finalmente, aplicamos o pós-teste na turma em que o material didático foi implementado e na turma de controle. A análise estatística desses dados mostrou um ótimo desempenho da turma em que foi implementado o material didático permeado de novas tecnologias, com um ganho médio de 39,3 % entre o pré-teste e o pós-teste, enquanto que o grupo de controle obteve um ganho médio de apenas 6 %. Ainda foi constatada, através dos relatos dos alunos, uma grande satisfação e motivação para aprender com o uso desse material didático. Todo o material didático desenvolvido está incluído no CD-rom que integra esta dissertação e também pode ser acessado por professores e alunos na rede mundial de computadores. / We elaborated an instructional material to help students and teachers in the learning-teaching process of Fluid Mechanics – Dynamics, consisting of an hypertext, plenty of animations, figures, texts, videos, instructions to make real and virtual experiments and activities of automatic data acquisition and modeling. The theoretical framework adopted was based on Vygotsky’s theory, which is well-grounded in the social relations between the students and between the students and the teacher. All the material was elaborated taking into account the context of the quotidian of the students of a technical school, as is the case of the Federal Center of Technological Education of São Vicente do Sul (CEFET-SVS), where the project was implemented in second year high school students. Initially it was applied a pretest, in the experimental group and also in the control group, which evaluates the previous knowledge of the students about concepts of Fluid Dynamics, as well as their abilities to solve alone problems about this subject. In the following, the didactic material was applied to the experimental group students in two didactic modules, the first about Ideal Fluids and the second about “Real” Fluids. In these modules, activities are proposed and some tips for their development had been supplied. In the development of these activities the students count on the collaboration of the teacher and of the colleagues, supplying, in this way, evidence of what they could develop with the aid of their pairs. Finally the pos-test was applied in the group where the didactic material was implemented and in the control group. The statistical analysis of these showed an optimum performance of the group who made use of the didactic material mixed with new technologies, with an average gain of 39,3 % between the pre-text and the pos-text, while the control group had an average gain of 6 %. Still it was also evidenced, through the student reports, a great satisfaction and motivation to learn with the use of this didactic material. All the developed material is enclosed in the CD-rom which integrates this dissertation, and also can be accessed by teachers and students in the wordwide- web of computers.

Resumo não disponível.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T17:31:40Z No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Há algumas décadas atrás acreditava-se que o tecido cardíaco era contínuo e uniformemente conectado. Atualmente, sabe-se que as células do tecido cardíaco são conectadas umas às outras por canais especiais chamados junções gap, por onde há fluxo de corrente entre células vizinhas. Estas células por sua vez estão arranjadas em distintas camadas formando fibras de músculo cercadas por espaços extracelulares e tecido conectivo. A modelagem da eletrofisiologia cardíaca é uma importante ferramenta na compreensão de fenômenos cardíacos, como arritmias e outras doenças. Um dos modelos mais utilizados para descrever a atividade elétrica no coração é o modelo Monodomínio, no qual considera-se um tecido contínuo e uniformemente conectado obtido através da técnica de homogeneização. Em condições normais esta é uma aproximação adequada, uma vez que a influência da microestrutura do tecido não é tão evidente. Por outro lado, sabe-se que algumas condições patológicas alteram a conectividade do tecido, como em casos de infarto do miocárdio, onde é observada uma redução no acoplamento intercelular formando uma barreira parcial à propagação elétrica e no caso de fibrose, onde é observado um aumento do tecido conectivo formando uma barreira total à propagação. Nestas circunstâncias, estudos mostram que o modelo Monodomínio não é capaz de reproduzir os efeitos destas barreiras microscópicas na propagação elétrica. Sendo assim, neste trabalho serão apresentadas algumas das limitações deste modelo em casos de acoplamento intercelular reduzido e também uma técnica numérica baseada no método dos elementos finitos para reproduzir barreiras microscópicas causadas pela presença de espaços extracelulares e tecido conectivo no tecido cardíaco. / A few decades ago the cardiac tissue was believed to be an uniformly connected continumm. Currently, it is known that the cardiac cells are connected to each other via special protein channels called gap junctions, through which the ionic current flows between neighboring cells. The cardiac cells are arranged in distinct layers of muscle fibers surrounded by extracellular space and connective tissue. The cardiac electrophysiology modeling is an important tool in understanding cardiac phenomena, such as arrythmias and other cardiac diseases. The Monodomain model is extensively used to describe the electrical activity in the heart. In this model the cardiac tissue is considered an uniformly connected continumm obtained by the application the homogenization technique. This is a reasonably approximation for normal physiological conditions, as in this case the cardiac microstructure is not so evident. On the other hand, some pathological conditions are known to modify the connectivity of the tissue. In isquemic and infarcted tissue it is observed a reduction in the intercellular coupling representing a partial barrier to the electrical propagation. In adittion, during fibrosis it is observed an excessive growth of the conective tissue, representing a total barrier to the electrical propagation. In such cases, recent simulation studies show that the Monodomain model can not reproduce such microscopic barrier effect on the electrical propagation. In this work we present some limitations of this model for the case of low intercellular coupling and also a numerical technique based on the finite element method to reproduce microscopic barrier caused by the presence of extracellular spaces and connective tissue in the cardiac tissue

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar. / Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar. / Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar. / Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.