Thesis advisor: Katherine L. McNeill / Scientific arguments are used to persuade others for explanations that make sense of the natural world. Over time, through the accumulation of evidence, one explanation for a scientific phenomenon tends to take precedence. In science education, arguments make students' thinking and reasoning visible while also supporting the development of their conceptual, procedural, and epistemic knowledge. As such, argumentation has become a goal within recent policy documents, including the Next Generation Science Standards, which, in turn, presents a need for comprehensive, effective, and scalable assessments. This dissertation used assessments that measure students' abilities to critique scientific evidence, which is measured in terms of the form of justification and the support of empirical evidence, when reading and writing scientific arguments. Cognitive interviews were then conducted with a subset of the students to explore the criteria they used to critique scientific evidence. Specifically, the research investigated what characteristics of scientific evidence the students preferred, how they critiqued both forms of justification and empirical evidence, and whether the four constructs represented four separate abilities. Findings suggest that students' prioritized the type of empirical evidence to the form of justification, and most often selected relevant-supporting justifications. When writing scientific arguments, most students constructed a justified claim, but struggled to justify their claims with empirical evidence. In comparison, when reading scientific arguments, students had trouble locating a justification when it was not empirical data. Additionally, it was more difficult for students to critique than identify or locate empirical evidence, and it was more difficult for students to identify than locate empirical evidence. Findings from the cognitive interviews suggest that students with more specific criteria tended to have more knowledge of the construct. Lastly, dimensional analyses suggest that these may not be four distinct constructs, which has important implications for curriculum development and instructional practice. Namely, teachers should attend to the critique of scientific evidence separately when reading and writing scientific arguments. / Thesis (PhD) — Boston College, 2015. / Submitted to: Boston College. Lynch School of Education. / Discipline: Teacher Education, Special Education, Curriculum and Instruction.

O objetivo geral desta tese de doutorado é identificar a relação entre o escritório de gestão e o sucesso de um projeto de pesquisa científica. Parte-se do pressuposto de que o escritório de gestão de projetos impacta o custo, o tempo e a qualidade dos projetos, variáveis que estão relacionadas com a eficiência segundo a revisão da literatura. Também é esperado que os projetos de pesquisa científica com relativamente maior número de bolsistas, maior titulação do cientista, dependendo da área do conhecimento e do tipo de financiamento, tenham maior número de publicações e se destaque pelo impacto científico. Para testar as hipóteses levantadas, esta tese de doutorado utilizou a revisão sistemática da literatura e o levantamento de dados de projetos de pesquisa científica financiados pela FAPESP e executados na FMRP. As hipóteses foram testadas utilizando-se o teste de independência qui-quadrado, regressão logística binária e regressão linear múltipla. Como resultado, o estudo mostrou que o escritório de gestão de projetos pode contribuir para o sucesso de um projeto de pesquisa científica. Os cientistas teriam atingido o sucesso sem esse apoio; porém, foi demonstrado que o escritório de gestão de projetos cumpre com eficiência o papel de poupar o cientista de tarefas burocráticas, para que ele dedique seu tempo a outras tarefas, como a orientação de estudantes e a divulgação da pesquisa, um resultado esperado do ponto de vista do referencial teórico. Esse resultado sugere maior foco em aspectos da eficiência do que nos aspectos da efetividade. Os testes e resultados restringem a generalização dos resultados, pois se basearam em dados de apenas uma unidade (FMRP), no período de 2009 a 2015, de projetos financiados pela FAPESP, e por isso deve haver outras variáveis que poderiam contribuir para o sucesso de um projeto de pesquisa científica quando outros contextos são avaliados. Entre as diversas sugestões para pesquisas futuras, recomenda-se a implantação de um centro compartilhado de gestão de projetos no Campus da USP em Ribeirão Preto, a análise do efeito de outras variáveis e a aplicação de um survey junto aos cientistas que contam e que não contam com o apoio do escritório de gestão de projetos da FMRP, para verificar a percepção de sucesso do projeto de pesquisa científica. / The general objective of this doctoral thesis is to identify the relationship between the management office and the success of a scientific research project. It is assumed that the project management office impacts the cost, time and quality of projects, variables that are related to efficiency according to the literature review. It is also expected that the scientific research projects with a relatively higher number of scholarship holders, the higher the qualification of the scientist, depending on the area of knowledge and the type of funding, will have more publications and be highlighted by the scientific impact. To test the hypotheses raised, this doctoral thesis used the systematic review of the literature and the data collection of scientific research projects financed by FAPESP and executed in the FMRP. The hypotheses were tested using the chi-square independence test, binary logistic regression and multiple linear regression. As a result, the study showed that the project management office can contribute to the success of a scientific research project. Scientists would have achieved success without this support; however, it has been demonstrated that the project management office efficiently fulfills the role of saving the scientist from bureaucratic tasks, so that he devotes his time to other tasks, such as student orientation and the dissemination of research, an expected result from the point of view. View of the theoretical framework. This result suggests a greater focus on aspects of efficiency than on aspects of effectiveness. The tests and results restrict the generalization of the results, since they were based on data from only one unit (FMRP) in the period from 2009 to 2015 of projects financed by FAPESP, and therefore there should be other variables that could contribute to the success of A scientific research project when other contexts are evaluated. Among the several suggestions for future research, it is recommended the implementation of a shared project management center at the USP Campus in Ribeirão Preto, the analysis of the effect of other variables and the application of a survey to the scientists who count and do not count With the support of the project management office of FMRP, to verify the perception of success of the scientific research project.

Estruturas de dados volumétricas são de extrema utilidade em várias aplicações, e em particular na área de Visualização Científica. Essas estruturas são úteis em duas etapas do processo de visualização. A primeira é na representação de dados, isto é, de informações associadas aos valores, medidos ou simulados, os quais se deseja visualizar. A outra fase que necessita de uma estrutura de dados é a fase de exploração, ou seja, o modelo criado é usado tanto para exploração interativa quanto para a realização de simulações sobre o mesmo, por exemplo, numa cirurgia virtual. Está em desenvolvimento no ICMC, uma estrutura de dados volumétrica, chamada Singular Half-Face, que tem como característica a modelagem explícita das singularidades presentes no modelo, além de outros elementos topológicos. Este trabalho de mestrado visa testar a viabilidade da estrutura num contexto de visualização em fluxo de dados, incorporando-a à biblioteca gráfica de visualização Visualization ToolKit (VTK), que possui definição extremamente pobre da topologia dos objetos que representa. Adicionando essa nova classe e realizando sobre ela técnicas convencionais de visualização e exploração de dados, é estudada sua capacidade de apoiar todas as fases do processo de visualização. / Volumetric data structures are of extreme utility in various applications, and particularly in the area of Scientific Visualization. These structures are useful in two stages of the visualization process. The first one is in data representation, that is, in the organization of information associated with the values, measured or simulated, to be visualized. The other phase of the visualization data flow that needs a data structure is the exploration phase. It would be useful to have a model designed to be used both for interactive exploration and for simulation in a number of application, for example, in virtual surgery. A volumetric data structure, named Singular Half-Face (SHF) is being developed at the ICMC, that has as its main characteristic the explicit modeling of singularities present in the model, besides other essential topological elements. This dissertation aims at testing the viability of this structure in a context of visualization in data flow, by incorporating it in the Visualization ToolKit (VTK) class library, whose data structures are extremely poor in definition of the topology of the objects that they represent. By adding SHF to this library and carrying out conventional visualization and data exploration on it, we wish to study its support to all the phases of the visualization process.

A abordagem do tema mudanças climáticas por dois jornais diários e duas revistas semanais de informação em 2006 e 2007 e a percepção deste tema por formadores de opinião constituem o tema central deste trabalho. Uma pesquisa de campo foi realizada com assinantes dos jornais Folha de S. Paulo e O Estado de S. Paulo e das revistas Veja e Época, com jornalistas desses veículos e com cientistas da área de mudanças climáticas. Mostrou-se elevado o interesse do público pelos temas de ciência, em geral, e meio ambiente em particular. Nos periódicos analisados foram detectados conceitos incorretos do ponto de vista técnico e a cobertura voltou-se principalmente às pesquisas que mostravam impactos das mudanças climáticas. Segurança energética, outro fator fortemente relacionado à questão climática, orientou a pesquisa exploratória em busca de aferir a relação percebida pelo público entre mudanças climáticas e energia nuclear. Também pode ser traçado um paralelo entre o colapso ambiental e a catástrofe nuclear, presente no imaginário popular desde as explosões das bombas atômicas em Hiroshima e Nagasaki. Considerando o papel das ciências de modo geral, é imprescindível destacar que a melhor pesquisa não pode estar dissociada da comunicação eficiente e eficaz, capaz de mobilizar os cidadãos e sensibilizar tomadores de decisão. O diálogo entre cientistas e público, saberes tradicionalmente compartimentados, pode e deve ser praticado e a imprensa tem um papel fundamental neste processo. / The climate change approach by two daily newspapers and two weekly magazines in 2006 and 2007, and this theme perception by opinion-makers, constitute the major target of this work. A survey was conducted with subscribers to Folha de S. Paulo and O Estado de S. Paulo newspapers, Veja and Época magazines, with their journalists, as well as with climate change scientists. The survey showed that is equally high the public interest in general science subjects and in specific environmental themes. In the analyzed periodicals, some incorrect technical concepts were detected and the press coverage focused, mainly, on research into climate change impacts. Energy security, another factor strongly related to climate, was explored by the research to evaluate public view of a relation between climate change and nuclear energy. A parallel may be made between climate change and nuclear catastrophe, present in the popular imaginary, since the atomic bomb explosions in Hiroshima and Nagasaki. Considering the science role in general, it is essential to highlight the fact that the state of the art research should not be dissociated from efficient and effective communication, able to mobilize citizens and touch decision-makers. Although the dialogue between scientists and the public was considered, traditionally, as related to separated fields of awareness, it may be achieved and the media has a fundamental role in this process.

O aumento do poder computacional e conseqüente desenvolvimento das técnicas de simulação numérica, aliados ao avanço tecnológico dos periféricos de medição, fizeram com que muitas áreas de pesquisa, passassem a necessitar de ferramentas gráficas e de auxílio computacional para apoiar o processo de interpretação das informações geradas. A aplicação de técnicas gráficas para ampliar a capacidade de interpretação de dados científicos tem sido denominada visualização em computação científica (ViSC - Visualization in Scientific Computing). Modelos aerodinâmicos construídos no laboratório, foram simulados em software numérico de método dos painéis e submetidos a rotinas desenvolvidas em C++ as quais serviram de superfície para uma ferramenta do tipo biblioteca, de baixo custo, muito utilizada em universidades do mundo todo, chama VTK (Visualization Tool Kit), que possui elementos gráficos para a geração de visualizações de qualquer tipo de dados. Esses códigos em C++ são responsáveis pelos tipos de visualização gerados e principalmente por permitir o uso da ferramenta. As visualizações de distribuição de pressão e isolinhas nas superfícies dos modelos são de suma importância na identificação de problemas aerodinâmicos possibilitando correções e modificações antes mesmo de o modelo ser construído. / The increase of computational power and the technical development of numerical are responsible for the creation of many new areas that use graphics tools and computational aid for the interpretation of the information generated. The application of graphics techniques to increase the capability of scientific interpretation is called ViSC or Visualization in Scientific Computation. Laboratory built freeflight and wind tunnel models were calculated using numerical software and submitted to routines developed in C++ language which produced various types of visualization while using VTK. Visualization of pressure distributions and streamlines on the model surfaces are important for identification of aerodynamic problems and making corrections and modifications possible before the construction of the physical model.

Esta tese versa sobre as potencialidades da divulgação científica como literatura para o ensino de ciências. Fundamenta-se em autores que contribuem para problematizar a divulgação científica, como Ana Maria Sanchéz Mora, José Reis, João Zanetic, Mônica Teixeira e Ângelo Machado. Fundamenta-se, também, nos pressupostos de uma educação humanizadora e ancora-se, quanto a esse aspecto, nas contribuições de Paulo Freire. Para reflexão sobre o resgate do sentido do trabalho escolar, foram fundamentais as contribuições de Bernard Charlot. A partir das reflexões geradas pelo diálogo com a bibliografia consultada, a discussão prioriza obras que têm como centralidade uma concepção de ciência pautada pela presença de contradições e conflitos, uma ciência inserida no plano da cultura e compreendida como processo vivenciado por cientistas - sujeitos também inseridos em contextos - uma ciência, portanto, marcada por dilemas humanos. Diferenciando a divulgação científica canônica da divulgação científica não canônica, este trabalho realiza uma análise de narrativas presentes em obras não canônicas de literatura, a saber, 2001- odisséia no espaço, de Arthur Clarke, O dilema do bicho-pau, de Ângelo Machado, Contato, de Carl Sagan e Os meninos da Planície, de Cástor Cartelle. Na análise das obras foram priorizadas as contribuições específicas para a compreensão da ciência como produção cultural e das potencialidades humanizadoras que tem o ensino de ciências voltado para compreensão de aspectos da subjetividade humana e dos conflitos da existência. Nas obras analisadas, foi possível perceber uma ênfase narrativa tipicamente mitológica, marcada por situações conflitantes, em, por exemplo, se realiza a polarização entre medo e encanto, desejo e possibilidade, sonho e experiência. Foi possível localizar também uma opção narrativa pela imaginação criadora, pela capacidade humana e por sua potencialidade criativa, elementos que são, nesse caso, motes fundamentais para reflexão sobre a vida humana e também sobre a ciência; uma ciência produzida a partir de injunções sociais e contextuais, levada a cabo por pessoas reais, também, portadoras de uma dimensão humana e subjetiva. Nas obras selecionadas, foi possível perceber uma provável contribuição para renovação do ensino de ciências, pois sua centralidade recai sobre a reflexão acerca da humanização dos sujeitos e não sobre a transmissão de conteúdos da ciência, embora essa dimensão, a da formação científica, esteja inequivocamente presente em todas elas, sem prejuízos. / This study is about scientific spreading potentiality as literature for science teaching. It is based on authors who have contributed to discuss the scientific spreading, such as Ana Maria Sanchéz Mora, José Reis, João Zanetic, Mônica Teixeira, and Ângelo Machado. It is also based on the presupposition of a humanizing education, and is anchored, in relation to this aspect, in Paulo Freire\'s contributions. From the reflections which have arisen through the dialogue with the consulted bibliography, it prioritizes the ones which have as centrality a conception of science related to the presence of contradictions and conflicts, a science inserted in the culture plan and understood as a process lived by scientists - also subjects inserted in contexts - a science, therefore, marked by human dilemma. Differing the canonical scientific spreading from the non-canonical scientific spreading, this study makes analysis of the narratives present in non-canonical works of literature, to know, 2001: A space odyssey, by Arthur Clarke, Os meninos da planície, by Cástor Cartelle, O dilema do bicho-pau, by Ângelo Machado, and Contact, by Carl Sagan. In the analysis of the works, specific contributions were prioritized in order to understand science as cultural production and the humanizing potentialities which have science teaching turned to the comprehension of human subjectivity aspects and of existence conflicts. It was possible to notice a typically mythological narrative emphasis in the analyzed works, marked by conflicting situations, as, for example, where the polarization between fear and enchant, desire and possibility, and dream and experience are carried out. It was also possible to localize one narrative option through the creative imagination, the human capacity and its creative potentiality, elements which are, in this case, fundamental motivations for the reflection about human life and also about science, a science produced from the social and contextual injunctions on, carried out by real people; these ones also having a human and subjective dimension. It was possible to suppose a likely contribution to the renewal of science teaching in the selected works, because its centrality remains over the reflection about the humanizing of the subjects and not over the transmission of science contents, although such dimension, the one of scientific formation, is undoubtedly present in all of them, without any harm.

Artigos científicos constituem-se em uma rica fonte de material para trabalho no ensino superior. Atividades cuidadosamente planejadas com base em informações nele contidas oferecem aos estudantes a oportunidade de desenvolvimento de habilidades necessárias à carreira profissional, assim como o aperfeiçoamento do conhecimento em química. Este trabalho descreve uma proposta de ensino aplicada no primeiro ano de um curso de graduação em química. A atividade, baseada na utilização de artigos científicos, proporcionou aos estudantes o contato com a literatura primária da área de química tendo como principal objetivo o desenvolvimento de habilidades de leitura e interpretação deste tipo de texto. Artigos científicos extraídos das revistas Química Nova e Eclética Química foram selecionados. Foram oferecidas aos estudantes orientações para a leitura e discussão dos artigos científicos e, em seguida, foi solicitada a produção de um texto (gênero livre) sobre o conteúdo do mesmo, que deveria ser direcionado a um leitor com as características de um calouro do curso de química. Os textos produzidos pelos estudantes foram analisados segundo a Análise de Discurso, linha francesa, como vem sendo divulgada por Eni Orlandi. Verificou-se que a estratégia adotada permitiu que a maioria dos estudantes manifestasse o seu entendimento sobre o conteúdo do artigo científico, apresentando em seu texto elementos com uma abordagem própria e desvinculada da forma e organização do artigo original. / Scientific papers are a rich source of material for undergraduate work. Carefully designed assignments based on selected papers offer opportunities for students to develop skills needed by professional chemists and at the same time reinforce their chemical knowledge. This work describes a research journal assignment introduced into a scientific communication course. The assignment provided a method to acquaint students with the current chemical literature and the main goal is to develop students’ reading and interpretation abilities of this kind of material. Papers from the journals Química Nova and Eclética Química were chosen as the main material of this assignment. The students were provided with guidelines to critically read and discuss the research articles and were required to turn-in a written text (free genre) of what they had read, which would then be directed to a reader with the characteristics of a freshman chemistry student. The texts written by the students were analysed by Discourse Analysis, in its French orientation, as divulged by Eni Orlandi. It was concluded that the assignment enabled the majority of the students to express a great amount of personal reflection in the texts, showing their individual understanding in a different format and approach than what was read in the original paper.

As HPC systems move towards exascale, the discrepancy between computational power and I/O transfer rate is only growing larger. Lossy in situ compression is a promising solution to address this gap, since it alleviates I/O constraints while still enabling traditional post hoc analysis. This dissertation explores the viability of such a solution with respect to a specific kind of compressor — wavelets. We especially examine three aspects of concern regarding the viability of wavelets: 1) information loss after compression, 2) its capability to fit within in situ constraints, and 3) the compressor’s capability to adapt to HPC architectural changes. Findings from this dissertation inform in situ use of wavelet compressors on HPC systems, demonstrate its viabilities, and argue that its viability will only increase as exascale computing becomes a reality.

The Agreement on Trade-Related Aspects of Intellectual Property (TRIPS) administered by the World Trade Organization affects a wide range of domestic public policies and industry practices in biotechnology. With the advent of global patent protection for biotechnology, Brazil faces a significant dilemma. It is necessary for Brazil to comply with international intellectual property (IP) standards while simultaneous protecting its local industry and stimulating local innovation. To this end, this thesis investigates whether or not the current IP rights-dependent business models prevailing within Western industry deprive scientists, especially in the developing world, of equitable access to biotechnology techniques, and hinders their participation in research and development by restricting access to research techniques. Drawing on the case study of Brazil, the thesis identifies key issues relevant to biotechnology, IP rights and Open Scientific Innovation (OSI) as an approach to the management of IPRs. Based on an understanding of the international and Brazilian post-TRIPS scenario, the thesis specifically addresses one central question: Is OSI feasible and desirable in the Brazilian context? It is intended that the research findings contribute significantly to the body of knowledge in relation to innovation policies. Overall, it is hoped that the findings of this thesis will promote innovation in the Brazilian biotechnology sector.

Cette recherche ambitionne d'analyser d'un point de vue socioépistémique les controverses climatiques. Elle s'est structurée autour de deux objectifs principaux : (1) Elaborer et tester un outil d'analyse résolument réflexif construit au fur et à mesure de l'enquête articulant des cadres préexistants et parfois controversés. (2) Analyser les jeux d'acteurs et d'arguments dans les différents espaces de médiation des savoirs controversés concernant la compréhension du système climatique afin de démêler leurs dimensions épistémologique et axiologique. Pour cela cette recherche propose à partir d'un travail bibliométrique, une reconstruction sociohistorique des principaux éléments controversés depuis le XVIIIe siècle jusqu'à nos jours. De plus elle articule : une analyse des discours de chercheurs climatologues ou non suivant différentes situations de communications, une enquête fondée sur des entretiens individuels et collectif et une analyse sociologique pragmatico-linguistique. Cette radiographie des controverses climatiques permet de décrire « le mille-feuille discursif », restituant le In (la partie visible depuis l'espace public) et le Off (la partie relevant de l'activité de la recherche), en démêlant les dimensions ontologique, épistémologique et axiologique. / This PhD dissertation sets out to analyze, in a socioepistemic way, the various controversies relating to global warming. This work is based on two objectives: (1) to develop and test a reflective analysis tool developed as an ongoing investigation in a single analytical framework articulating existing and occasionally controversial frameworks. (2) To analyze actors' strategies and arguments in the different areas of mediation concerning controversial climate system of knowledge, regarding the understanding to disentangle epistemological and axiological dimensions. This thesis is based on a bibliometric work to build a socio-historical reconstruction of the main controversial elements from the eighteenth century to the present time. Following this epistemological basis the analysis progresses in three steps. The first is an analysis based on a researcher's corpus (climatologists or otherwise) in various situation of communication, secondly completed by inquiry detailed survey with individual and collective interviews and finally a sociolinguistic analysis. Only then does it become possible to provide a radiography of global warming controversies restoring the part we can see, the In and the Off, to unravel the ontological, epistemological and axiological dimensions.