Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelson Dias Leme.pdf: 5327513 bytes, checksum: 4de15af5883da758e73a3351fa8b55d1 (MD5) Previous issue date: 2007-10-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aims to contribute to the investigation of the impact of a constructionist approach to the use of electronic spreadsheets on the teaching and learning of topics related to Financial Mathematics. To this end, a teaching experiment was designed which involved students in the construction of their own formulas, using spreadsheets, for calculating interests and future values of investments, under regimes of both simple and compound rates. The constructionist conceptions of Papert provided a theoretical base for the development of the activities. The methodology adopted for the study was modelled according to the design-based research methodologies. Two phases of experimentation were elaborated. The first phase involves students initiating their studies in Financial Mathematics in working on a set of activities with spreadsheets, and then completing a series of paper and pencil tasks. In the second phase, to provide a basis for comparing the approach adopted with the more usual practice of giving students previously defined formulae for calculating interest, the paper and pencil task were also administered to a group of students who has previously studied Financial Mathematics. The analysis of data followed the cycle of description-execution-reflectiondebugging- description described by Valente. According to these analyses, the formulae constructed by the students and implemented on the computer served as computational models providing feedback and enabling simulations of various possible situations. This in turn allowed students to engage in a cycle of expression, evaluation and reflection of the mathematical domain in question / O objetivo deste trabalho é colaborar na investigação do impacto da abordagem construcionista e das potencialidades das planilhas eletrônicas no ensino-aprendizagem de conteúdos da Matemática Financeira. Para alcançar o objetivo proposto, foi elaborado um experimento de ensino envolvendo alunos na construção de suas próprias fórmulas, usando planilhas eletrônicas, para o cálculo dos juros e do montante, nos regimes dos juros simples e compostos. Para o desenvolvimento das atividades buscamos referência na concepção construcionista de Seymour Papert (1994). A metodologia empregada neste trabalho está baseada no design-based research methodologies . Metodologia de Pesquisa Baseada em Design. Foram desenvolvidas duas fases de experimentação. A primeira fase envolveu um grupo de alunos iniciantes seus em estudos de Matemática Financeira, em um conjunto de atividades com planilhas eletrônicas e, em uma série de tarefas em papel e lápis. Na segunda fase para comparar com o desempenho do primeiro grupo, foram aplicadas as atividades com papel e lápis a um grupo de alunos que já concluiu seus estudos de Matemática Financeira e que vivenciou uma abordagem de ensino onde as fórmulas não foram construídas. A análise empregou o ciclo descrição-execução-reflexão-depuraçãodescrição de Valente (2002). Segundo nossas análises, as fórmulas deduzidas e implementadas no computador são modelos computacionais que possibilitam o feedback e a simulação, favorecendo o envolvimento dos aprendizes no ciclo básico de expressão, avaliação e reflexão sobre o domínio considerado

O ensino de Física no Brasil passa por muitas dificuldades. Cabe ao professor a tarefa de buscar novas metodologias de ensino para tornar as aulas mais interativas e atraentes para os alunos, como forma de despertar maior gosto pela aprendizagem das ciências em geral. É imprescindível também desenvolver o poder de crítica dos alunos na formação de conceitos através da socialização entre alunos e professores e da interação com o meio em que o aluno vive, sempre visando à obtenção de uma aprendizagem potencialmente significativa. Diante deste quadro e embasados nas teorias de mediação e de interação social de Vigotski e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak, buscou-se desenvolver atividades em Física Térmica utilizando modelagens computacionais criadas com os programas Modellus e Excel como recurso complementar às aulas de Física. Também foram produzidos gifs animados não interativos explorando algumas situações e um hipertexto, incluindo textos de apoio utilizados, principalmente, como recurso de pesquisa extraclasse. Este projeto foi aplicado ao longo dos meses de março a agosto de 2006 em três escolas particulares de Porto Alegre: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês e Escola Maria Goretti, envolvendo seis turmas de segundo ano do Ensino Médio, em um total de 182 alunos. O material elaborado abordou os tópicos sobre termometria, dilatação térmica, calorimetria, curvas de aquecimento, processos de transmissão do calor, gases ideais e termodinâmica. Os conteúdos foram organizados em sete módulos didáticos, com a seguinte estrutura: um texto de apoio, as modelagens utilizadas, um guia de atividades com orientações para sua utilização e questionamentos acerca do conteúdo. Em todos os módulos foi incluída uma seção denominada Física no Cotidiano, com questões que buscam relacionar os assuntos trabalhados no ambiente escolar com situações vivenciadas pelo aluno no seu dia-a-dia. As atividades eram trabalhadas em duplas ou em trios de alunos, o que promoveu uma maior interação social e trocas de experiências na construção do conhecimento; ao professor cabia o papel de mediador da atividade. O material instrucional foi sendo disponibilizado, gradualmente, em CD-ROM e em página da Web das escolas com o objetivo de fazer com que os alunos se detivessem em cada um dos módulos de forma a alcançar um amadurecimento no conteúdo correspondente. O produto deste trabalho será publicado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, para que outros professores possam utilizá-lo com seus alunos. / In order to overcome the difficulties in the physics teaching, the instructors must use new methodologies thus providing more attractive and interactive classes to motivate their students. To contribute to a meaningful learning it is worth to promote a critical and contextualized formation of concepts by socializing the students with their own environment. To accomplish these goals this proposal presents activities‟ guides on Thermal Physics, developed in association with computer simulations as a complementary resource to high school regular classes. Such approach is based on the meaningful learning theory of D. Ausubel and J. Novak and the social‟s interaction theory of L. Vigotski. It has been applied during the first quarter of the school year of 2006 to 182 students, of six classes of the second year of three High Schools at Porto Alegre, RS: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês and Escola Maria Goretti. The addressed subjects are calorimetry, thermal dilatation, heat transfer, matter phase changes, ideal gases properties and general concepts in thermodynamics, organized in seven didactic modules consisting of a text, the computer simulations, an activity guide with questions about the subject and, also, a section where the Physics issues developed in classroom are related with the students‟ daily life situations. To deeper social interaction, the students were grouped in pair or trios working with the teacher mediation. The instructional material has been gradually displayed in a CD-ROM and in the Schools web pages to allow the students focusing on one subject at a time. The present work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, in order to give other teachers access to the proposal material.

The aim of this work is to increase the dependability of automation systems through the use of a tool for automatic generating and executing conformance tests. The developed tool calledGungnir uses formalmodels to performits actions,whose standard used is the formalism of Timed Automata (TA). The control systems consists of programmable logic controllers (PLC) and are often developed with Ladder and Function Block Diagram (FBD) languages. The Gugnir s key activity is to verify if the implementation of the control system developed in Ladder is compatible with the specification defined using the ISA 5.2 standard. To do so we used translation tools (from Ladder and ISA 5.2. to TA models), define coverages criteria and heuristics to ensure that the model was well tested / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Oobjetivo neste trabalho é aumentar a confiança no funcionamento de sistemas da automação através do uso de uma ferramenta de geração e execução automática de testes de conformidade. A ferramenta desenvolvida chama-se Gungnir e utiliza modelos formais, cujo padrão utilizado é o formalismo de Autômato Temporizado (AT). Os sistemas de controle são constituídos por Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e normalmente são desenvolvidos nas linguagens Ladder e Function Block Diagram (FBD). A atividade da Gungnir é verificar se a implementação do sistema de controle desenvolvida na linguagem Ladder é compatível com a especificação modelada utilizando o padrão ISA 5.2. Para isso são utilizadas ferramentas de tradução de programas Ladder e diagramas ISA 5.2 para modelos de AT, definidos critérios de cobertura e criadas heurísticas as quais asseguraram menor custo computacional durante a execução dos testes

O ensino de Física no Brasil passa por muitas dificuldades. Cabe ao professor a tarefa de buscar novas metodologias de ensino para tornar as aulas mais interativas e atraentes para os alunos, como forma de despertar maior gosto pela aprendizagem das ciências em geral. É imprescindível também desenvolver o poder de crítica dos alunos na formação de conceitos através da socialização entre alunos e professores e da interação com o meio em que o aluno vive, sempre visando à obtenção de uma aprendizagem potencialmente significativa. Diante deste quadro e embasados nas teorias de mediação e de interação social de Vigotski e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak, buscou-se desenvolver atividades em Física Térmica utilizando modelagens computacionais criadas com os programas Modellus e Excel como recurso complementar às aulas de Física. Também foram produzidos gifs animados não interativos explorando algumas situações e um hipertexto, incluindo textos de apoio utilizados, principalmente, como recurso de pesquisa extraclasse. Este projeto foi aplicado ao longo dos meses de março a agosto de 2006 em três escolas particulares de Porto Alegre: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês e Escola Maria Goretti, envolvendo seis turmas de segundo ano do Ensino Médio, em um total de 182 alunos. O material elaborado abordou os tópicos sobre termometria, dilatação térmica, calorimetria, curvas de aquecimento, processos de transmissão do calor, gases ideais e termodinâmica. Os conteúdos foram organizados em sete módulos didáticos, com a seguinte estrutura: um texto de apoio, as modelagens utilizadas, um guia de atividades com orientações para sua utilização e questionamentos acerca do conteúdo. Em todos os módulos foi incluída uma seção denominada Física no Cotidiano, com questões que buscam relacionar os assuntos trabalhados no ambiente escolar com situações vivenciadas pelo aluno no seu dia-a-dia. As atividades eram trabalhadas em duplas ou em trios de alunos, o que promoveu uma maior interação social e trocas de experiências na construção do conhecimento; ao professor cabia o papel de mediador da atividade. O material instrucional foi sendo disponibilizado, gradualmente, em CD-ROM e em página da Web das escolas com o objetivo de fazer com que os alunos se detivessem em cada um dos módulos de forma a alcançar um amadurecimento no conteúdo correspondente. O produto deste trabalho será publicado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, para que outros professores possam utilizá-lo com seus alunos. / In order to overcome the difficulties in the physics teaching, the instructors must use new methodologies thus providing more attractive and interactive classes to motivate their students. To contribute to a meaningful learning it is worth to promote a critical and contextualized formation of concepts by socializing the students with their own environment. To accomplish these goals this proposal presents activities‟ guides on Thermal Physics, developed in association with computer simulations as a complementary resource to high school regular classes. Such approach is based on the meaningful learning theory of D. Ausubel and J. Novak and the social‟s interaction theory of L. Vigotski. It has been applied during the first quarter of the school year of 2006 to 182 students, of six classes of the second year of three High Schools at Porto Alegre, RS: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês and Escola Maria Goretti. The addressed subjects are calorimetry, thermal dilatation, heat transfer, matter phase changes, ideal gases properties and general concepts in thermodynamics, organized in seven didactic modules consisting of a text, the computer simulations, an activity guide with questions about the subject and, also, a section where the Physics issues developed in classroom are related with the students‟ daily life situations. To deeper social interaction, the students were grouped in pair or trios working with the teacher mediation. The instructional material has been gradually displayed in a CD-ROM and in the Schools web pages to allow the students focusing on one subject at a time. The present work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, in order to give other teachers access to the proposal material.

Hipóteses e sistemas ecológicos podem ser descritos pelos mais variados tipos de modelos teóricos. Modelos teóricos por sua vez descrevem sistemas idealizados e podem ser construídos sob diferentes abordagens. A ecologia foi profundamente influenciada por modelos ou hipóteses verbais construídos em uma abordagem predominantemente indutiva. Apesar de inspiradoras, tais hipóteses podem apresentar previsões que são logicamente falhas, uma vez que sistemas ecológicos são altamente complexos cujas trajetórias são difíceis de se prever intuitivamente. Neste sentido modelos teóricos quantitativos podem ser usados como ferramentas para traduzir hipóteses e deduzir previsões que podem ser confrontadas com dados reais. Modelos matemáticos são a forma mais tradicional e aceita de abordagem quantitativa. Apesar das vantagens analíticas da aplicação de modelos matemáticos, eles apresentam limitações para tratar de sistemas mais complexos e em escalas mais basais. Além disso, eles podem se tornar rapidamente complicados não só em termos de tratamento matemático mas também de entendimento por parte de um público mais biológico e empírico. Essa dificuldade de entendimento pode estar impedindo que estudos empíricos sejam fortemente embasados em teoria. Neste sentido, modelos computacionais pode ser uma solução promissora. Modelos computacionais podem ser criados para descrever sistemas virtuais que além de ser mais fáceis de serem desenvolvidos e entendidos por biólogos, permitem a inclusão de vários processos, variáveis e interações. Neste trabalho desenvolvemos um modelo baseado em indivíduos (IBM) para descrever comunidades com estocasticidade demográfica, interações intra e inter-específicas e dispersão. Com essa composição de modelo é possível combinar de diferentes maneiras três dos quatro processos presentes em hipóteses e teorias em ecologia, a saber: deriva, seleção e dispersão. No primeiro capítulo descrevemos os detalhes do modelo e como foi sua concepção e implementação. Ainda no neste capítulo simulamos o modelo explorando um espaço de parâmetros arbitrário, i.e. sem especificar um grupo ou sistema de estudo e analisamos o comportamento do modelo em relação à proporção de espécies persistentes ao fim da simulação e comparamos com a previsão do modelo determinístico de competição sem dispersão. No segundo capítulo aplicamos o modelo em uma versão não espacializada para avaliar dentro das premissas do modelo a consistência lógica das previsões da Hipótese da perturbação intermediária (IDH). No terceiro capítulo simulamos o modelo explorando um espaço de parâmetros baseados em dados empíricos de aves e avaliamos quais características das espécies as tornavam mais ou menos suscetíveis à extinção em paisagens com destruição de habitat. Por fim, discutimos brevemente sobre como o modelo apresentado o modelo apresentado e explorado aqui pode ser usado para diferentes propósitos e responder diferentes perguntas dentro dos contextos teóricos de cada capítulo da tese. E concluímos com algumas considerações finais sobre quais foram as contribuições de se desenvolver um modelo computacional e aplicá-lo a diferentes contextos nesta tese para a formação da doutoranda. / Ecological systems and hypothesis can be described by many different kinds of theoretical models. Theoretical models, on the other hand, are idealized descriptions of real systems that can be constructed under different approaches. Ecology was deeply influenced by verbal models or hypothesis under a inductive approach. Although inspiring, such hypothesis can be logically flawed, since ecological systems are highly complex which trajectories are difficult to predict by intuition. Accordingly quantitative theoretical models can be used as tools to translate hypotheses and deduce predictions that can be confronted with empirical data. Mathematical models are most traditional and well-accepted quantitative approach. Despite of the analytical advantages of using mathematical models , they have limitations to address the complexity of biological systems in lower scales. Furthermore, they become rapidly complicated not only in terms of mathematical treatment but also in terms of comprehension by a biological and empirical audience. This difficulties might prevent that theoretical studies predictions play its role of ground empirical studies. In this sense, computer simulation models can be a promising solution. Computer simulation models are more flexible to include various processes, variables and interaction than mathematical models. Furthermore, they create virtual systems that are easier to be developed and understood by biologists. Here, we developed an individual based model (IBM) to describe communities with stochastic demography, intra and inter-specific interactions and dispersion. With this configuration we can build models combining of different manners three of the four processes present in hypotheses and theories in ecology: drift, selection and dispersal. In the first chapter we describe the model details of implementation and conceptions. We also simulated the model to explore a broad parameter space of competing systems, without specifying a group or system of study; we then analyze the model behavior regarding the proportion of persistent species in the end of the simulation and compared the results with the predictions of deterministic model with competition, without dispersion. In the second chapter we apply the model in a non spatialized version of it to assess the logical consistency of the predictions of the Intermediate disturbance hypothesis (IDH). In the third chapter we used the model to describe fragmented landscapes. We explored a parameter parameters based on empirical data of birds and we evaluate which characteristics of the species made them more or less susceptible to extinction in landscapes with habitat destruction. Finally, we discussed briefly how the model can be used for different purposes and some of the future directions within the theoretical contexts of each chapter of the thesis. We conclude the thesis with a reflexion on how the development and exploration of computer model in this thesis contributed to the student ecological background.

O ensino de Física no Brasil passa por muitas dificuldades. Cabe ao professor a tarefa de buscar novas metodologias de ensino para tornar as aulas mais interativas e atraentes para os alunos, como forma de despertar maior gosto pela aprendizagem das ciências em geral. É imprescindível também desenvolver o poder de crítica dos alunos na formação de conceitos através da socialização entre alunos e professores e da interação com o meio em que o aluno vive, sempre visando à obtenção de uma aprendizagem potencialmente significativa. Diante deste quadro e embasados nas teorias de mediação e de interação social de Vigotski e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak, buscou-se desenvolver atividades em Física Térmica utilizando modelagens computacionais criadas com os programas Modellus e Excel como recurso complementar às aulas de Física. Também foram produzidos gifs animados não interativos explorando algumas situações e um hipertexto, incluindo textos de apoio utilizados, principalmente, como recurso de pesquisa extraclasse. Este projeto foi aplicado ao longo dos meses de março a agosto de 2006 em três escolas particulares de Porto Alegre: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês e Escola Maria Goretti, envolvendo seis turmas de segundo ano do Ensino Médio, em um total de 182 alunos. O material elaborado abordou os tópicos sobre termometria, dilatação térmica, calorimetria, curvas de aquecimento, processos de transmissão do calor, gases ideais e termodinâmica. Os conteúdos foram organizados em sete módulos didáticos, com a seguinte estrutura: um texto de apoio, as modelagens utilizadas, um guia de atividades com orientações para sua utilização e questionamentos acerca do conteúdo. Em todos os módulos foi incluída uma seção denominada Física no Cotidiano, com questões que buscam relacionar os assuntos trabalhados no ambiente escolar com situações vivenciadas pelo aluno no seu dia-a-dia. As atividades eram trabalhadas em duplas ou em trios de alunos, o que promoveu uma maior interação social e trocas de experiências na construção do conhecimento; ao professor cabia o papel de mediador da atividade. O material instrucional foi sendo disponibilizado, gradualmente, em CD-ROM e em página da Web das escolas com o objetivo de fazer com que os alunos se detivessem em cada um dos módulos de forma a alcançar um amadurecimento no conteúdo correspondente. O produto deste trabalho será publicado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, para que outros professores possam utilizá-lo com seus alunos. / In order to overcome the difficulties in the physics teaching, the instructors must use new methodologies thus providing more attractive and interactive classes to motivate their students. To contribute to a meaningful learning it is worth to promote a critical and contextualized formation of concepts by socializing the students with their own environment. To accomplish these goals this proposal presents activities‟ guides on Thermal Physics, developed in association with computer simulations as a complementary resource to high school regular classes. Such approach is based on the meaningful learning theory of D. Ausubel and J. Novak and the social‟s interaction theory of L. Vigotski. It has been applied during the first quarter of the school year of 2006 to 182 students, of six classes of the second year of three High Schools at Porto Alegre, RS: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês and Escola Maria Goretti. The addressed subjects are calorimetry, thermal dilatation, heat transfer, matter phase changes, ideal gases properties and general concepts in thermodynamics, organized in seven didactic modules consisting of a text, the computer simulations, an activity guide with questions about the subject and, also, a section where the Physics issues developed in classroom are related with the students‟ daily life situations. To deeper social interaction, the students were grouped in pair or trios working with the teacher mediation. The instructional material has been gradually displayed in a CD-ROM and in the Schools web pages to allow the students focusing on one subject at a time. The present work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, in order to give other teachers access to the proposal material.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-06-27T13:30:09Z No. of bitstreams: 1 Paulo Fernando Benetti Marcon_.pdf: 962793 bytes, checksum: 8c45fbcf4084b51d6348450029bf5f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T13:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Fernando Benetti Marcon_.pdf: 962793 bytes, checksum: 8c45fbcf4084b51d6348450029bf5f28 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Nenhuma / O uso de recursos tecnológicos para auxiliar nas tarefas de ensino e aprendizagem é uma realidade. A disseminação de ambientes virtuais de aprendizado, como meio de promover a realização de cursos on-line, demonstra franca expansão. Além de tarefas que propiciam a ampliação dos meios de ensino, tais sistemas permitem o registro completo de todas as interações dos alunos no decorrer da realização de disciplinas. Essa gama de informação produzida pode ser utilizada para predição de estudantes em situação de risco enquanto a disciplina ocorre, o que para instituições de ensino pode representar redução nos índices de reprovação e evasão. Entretanto o número elevado de variáveis envolvidas, ainda mais quando várias disciplinas são consideradas, dificulta a construção de modelos computacionais eficientes. Desta forma, este trabalho visa investigar a construção de modelos generalistas – treinados com dados de diversas disciplinas disponíveis – contrapondo a construção de modelos individualizados – treinados individualmente com dados de cada disciplina. Para isto um amplo conjunto de dados educacionais foi extraído, obtido de uma instituição de ensino superior, composto de diferentes cursos, disciplinas e períodos letivos, não sendo utilizadas variáveis que invadissem a privacidade dos estudantes. Uma vez definidas as características e transformações dos dados que contribuíam à identificação de insucesso acadêmico no decorrer da disciplina então foram aplicados algoritmos clássicos de Mineração de Dados seguindo ambas as abordagens, generalista e individualizada, e a cada unidade de conteúdo das disciplinas. Os resultados obtidos demonstram vantagens e desvantagens de ambas as abordagens e que dadas as circunstâncias os modelos individualizados podem ser melhores, obtendo taxas de acerto maiores, e que em outras circunstâncias modelos generalistas apresentam um custo menor para a obtenção e manutenção dos modelos preditivos, mesmo com uma queda nos índices de acerto. / The use of technological resources to assist teaching and learning tasks is a reality. The dissemination of virtual learning environments, as a mean of promoting online courses, shows a clear expansion. In addition to tasks that allow the expansion of teaching resources, such systems allow the complete recording of all the interactions of the students inside the courses. This range of information produced can be used to predict at-risk students while the course is taking place, which for educational institutions may represent a reduction in failure and dropout rates. However, the high number of variables involved, especially when several courses are considered, makes it difficult to construct efficient computational models. In this way, this work aims to investigate the construction of generalist models – trained with data from several available courses – counterposing the construction of individualized models – individually trained with data from each course. In this way, a broad set of educational data was extracted, obtained from a higher education institution, composed of different undergraduate programs, courses and academic periods, not using variables that invaded students' privacy. Once the characteristics and transformations of the data that contributed to the identification of academic insuccess during the course were defined, then classical data mining algorithms were applied following both generalist and individualized approaches and to each content unit of the course. The results obtained demonstrate the advantages and disadvantages of both approaches and that given the circumstances the individualized models may be better, obtaining higher hit rates, and that in other circumstances generalist models present a lower cost for the obtaining and maintenance of the predictive models, even with a drop in hit rates.

Tese de mestrado integrado. Bioengenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012