In this thesis, focused attention is given to the idea of task solvers as active participants in mathematical practices. The theoretical assumptions of the study, reported in this thesis, are inspired by socio-political concerns. The aim of the study is to investigate the underlying view of participation in mathematical practices, as understood in a nationwide teacher professional development programme, the Boost for Mathematics, in Sweden. To be more precise, the study is arranged to problematise ways of encouraging students as active participants. This aim is approached by means of the following research questions: (1) What messages do mathematical tasks in the Boost for Mathematics send about people as participants in mathematical practices? and (2) What is the role of multiple representations in these messages? An empirical study is reported. The data of the study, i.e., three collections of problems, are drawn from the Boost for Mathematics. Data processing is conducted by using a modified version of a pre-existing data processing framework, focusing on mathematical practices as socio-political practices. The empirical study uncovers an implicit view of task solvers in mathematical practices and especially a detachment between students, as potential task solvers, and the social contexts where mathematical ideas and concepts are embedded. This implicit view is challenged from the assumption that it is motivating for a student to conceive him/herself as someone who is ‘qualified’ to take part in mathematical practices.

Este trabalho teve como objetivo a elaboração de uma sequência didática em nível de Ensino Médio sobre Leis de Newton, para ser utilizada com o método de ensino Peer Instruction. (Instrução pelos Colegas). Esta sequência didática foi aplicada em quatro turmas (totalizando 118 alunos) da primeira série do Ensino Médio Técnico de uma escola pública de Novo Hamburgo – RS. A concepção de todo o material elaborado foi alicerçada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Paul Ausubel. As aulas foram estruturadas em sete encontros de uma hora e quarenta minutos cada um, sendo que em seis deles foi empregado o método Peer Instruction para a aprendizagem conceitual do conteúdo, intercalando-se questões envolvendo cálculos e o último encontro foi destinado à avaliação de todas as etapas do processo. A análise dos dados revela que as turmas obtiveram ganhos significativos de aprendizagem. Observou-se que as discussões entre os colegas foram proveitosas, propiciando a participação dos alunos como protagonistas do seu próprio processo de ensino-aprendizagem e levaram a um aumento do percentual de acertos das questões conceituais propostas. O retorno dado pelos alunos demonstra que a dinâmica da aula os motiva a trabalhar e os mantêm envolvidos com o trabalho por mais tempo. Conclui-se que esta sistemática pode se estender a outros conteúdos da Física, aumentando a interação entre os alunos e a reflexão crítica sobre os fenômenos que estão sendo abordados. Para a aplicação desta proposta foram elaboradas: tarefas prévias, os momentos da sequência didática e um banco de questões conceituais. / This work aimed to develop a high school level didactical sequence about Newton’s Laws of motion, suitable for use with Peer Instruction teaching method. This didactical sequence was implemented in four first grade classes (totaling 118 students) of a public technical High School in Novo Hamburgo (Brazil). The conception of all material was based on David Paul Ausubel’s Meaningful Learning Theory. The classes were organized in seven meetings of one hour and forty minutes each. The Peer Instruction method was used for conceptual learning during six of these meetings, interspersing questions involving calculations. The last meeting was dedicated to evaluate all the stages of the process. The performance analysis of the data reveals that the students obtained significant learning gains. The discussions among the students were useful, allowing the participation of students as protagonists of their own teaching-learning process and led to an increase in the percentage of correct answers to the proposed conceptual questions. The feedback given by the students demonstrates that the dynamics of the class motivates them to work and keeps them involved with the work. We can conclude that this systematics can be extended to other contents of Physics, stimulating the interaction between the students and the reflection on the phenomena that are being approached. For the application of this proposal were elaborated: previous tasks, a didactical sequence in moments and a bank of conceptual questions.

Previsões meteorológicas para longos períodos de tempo estão se tornando cada vez mais importantes. A preocupação mundial com as consequências da mudança do clima tem estimulado pesquisas para determinar o seu comportamento nas próximas décadas. Ao mesmo tempo, os passos necessários para definir uma melhor modelagem e simulação do clima e/ou tempo estão longe da precisão desejada. Aumentar o refinamento da superfície terrestre e, consequentemente, aumentar o número de pontos discretos (utilizados para a representação da atmosfera) na modelagem climática e precisão das soluções computadas é uma meta que está em conflito com o desempenho das aplicações numéricas. Aplicações que envolvem a interação de longos períodos de tempo e incluem um grande número de operações possuem um tempo de execução inviável para as arquiteturas de computadores tradicionais. Para superar esta situação, um modelo climatológico pode adotar diferentes níveis de refinamento da superfície terrestre, utilizando mais pontos discretos somente em regiões onde uma maior precisão é requerida. Este é o caso de Ocean-Land-AtmosphereModel, que permite o refinamento estático de uma determinada região no início da execução do código. No entanto, um refinamento dinâmico possibilitaria uma melhor compreensão das condições climáticas específicas de qualquer região da superfície terrestre que se tivesse interesse, sem a necessidade de reiniciar a execução da aplicação. Com o surgimento das arquiteturas multi-core e a adoção de GPUs para a computação de propósito geral, existem diferentes níveis de paralelismo. Hoje há paralelismo interno ao processador, entre processadores e entre computadores. Com o objetivo de extrair ao máximo a performance dos computadores atuais, é necessário utilizar todos os níveis de paralelismo disponíveis durante o desenvolvimento de aplicações concorrentes. No entanto, nenhuma interface de programação paralela explora simultaneamente bem os diferentes níveis de paralelismo existentes. Baseado neste contexto, esta tese investiga como explorar diferentes níveis de paralelismo em modelos climatológicos usando interfaces clássicas de programação paralela de forma combinada e como é possível prover refinamento de malhas em tempo de execução para estes modelos. Os resultados obtidos a partir de implementações realizadas mostraram que é possível reduzir o tempo de execução de uma simulação atmosférica utilizando diferentes níveis de paralelismo, através do uso combinado de interfaces de programação paralela. Além disso, foi possível prover maior desempenho na execução de aplicações climatológicas que utilizam refinamento de malhas em tempo de execução. Com isso, uma malha de maior resolução para a representação da atmosfera terrestre pode ser adotada e, consequentemente, as previsões numéricas serão mais precisas. / Weather forecasts for long periods of time has emerged as increasingly important. The global concern with the consequences of climate changes has stimulated researches to determine the climate in coming decades. At the same time the steps needed to better defining the modeling and the simulation of climate/weather is far of the desired accuracy. Upscaling the land surface and consequently to increase the number of points used in climate modeling and the precision of the computed solutions is a goal that conflicts with the performance of numerical applications. Applications that include the interaction of long periods of time and involve a large number of operations become the expectation for results infeasible in traditional computers. To overcome this situation, a climatic model can take different levels of refinement of the Earth’s surface, using more discretized elements only in regions where more precision are required. This is the case of Ocean-Land- Atmosphere Model, which allows the static refinement of a particular region of the Earth in the early execution of the code. However, a dynamic mesh refinement could allow to better understand specific climatic conditions that appear at execution time of any region of the Earth’s surface, without restarting execution. With the introduction of multi-core processors and GPU boards, computers architectures have many parallel layers. Today, there are parallelism inside the processor, among processors and among computers. In order to use the best performance of the computers it is necessary to consider all parallel levels to distribute a concurrent application. However, nothing parallel programming interface abstracts all these different parallel levels. Based in this context, this thesis investigates how to explore different levels of parallelism in climatological models using mixed interfaces of parallel programming and how these models can provide mesh refinement at execution time. The performance results show that is possible to reduce the execution time of atmospheric simulations using different levels of parallelism, through the combined use of parallel programming interfaces. Higher performance for the execution of atmospheric applications that use online mesh refinement was also provided. Therefore, more mesh resolution to describe the Earth’s atmosphere can be adopted, and consequently the numerical forecasts are more accurate.

The aim of the thesis is to create a teaching portfolio with special attention to the educational content of Human Biology. Instructional manuals are created for teaching natural science at primary school and are focused on selected systems in Biology of the human being, which are: muscle system, breathing system, circulation system, digest system, sensuous system, and a chapter about nourishment. Regarding the present?day School educational programmes the teachers themselves choose the year in which they would teach the educational topics of Biology of the human being. The portfolio is drafted as the methodical aid for teachers and instructional activities for pupils that lead to improvement of teaching methods and better understanding particular terms and relations between the structure and function of human body. The educational portfolio consists of working sheets, practical tasks and tests that help to vary teaching methods and add a lot of matters of interest, physiology experiments and testing to the classical approach to teaching Human Biology.

This work thesis is dealing with interactive geometry software GeoGebra. Several use cases for educational purposes in elementary schools are proposed and described in detail. This work is mainly focused on construction of triangles, trigonometric functions, systems of equations and tasks related to motion and presentation of cube. Each example is followed by an application created in GeoGebra. With these GeoGebra applications you can easily change parameters with sliders and therefore further work is possible. This thesis provides step-by-step guide how to create each example which is helpful for both teachers and their pupils. Attached CD contains all discussed examples which can be directly used by teachers in elementary schools to support a classwork during math lectures. In the final part of this thesis advantages and drawbacks of dynamic geometry are proposed and short comparison of GeoGebra and Cabri programs is suggested.

O Curso de Espanhol/Português de Intercâmbio – CEPI é um curso a distância que tem como objetivo preparar os estudantes intercambistas participantes do Programa Escala, no âmbito da Associação de Universidades Grupo Montevidéu (AUGM), para a experiência de intercâmbio antes de a mobilidade espacial ocorrer. A partir da realização de tarefas que antecipem situações com as quais deverão lidar durante seu intercâmbio propriamente dito (SCHLATTER et al, 2007), buscou-se elaborar tarefas relevantes para tal contexto de intercâmbio na plataforma Moodle. Tendo em vista que as relações humanas ocorrem através do uso da linguagem e que essa, por sua vez, se dá por meio de gêneros, pode-se afirmar que são esses gêneros que organizam nossa comunicação (BAKHTIN, 2003). Para compor as condições de produção para os diferentes usos da língua em cenários relevantes para os intercambistas, as informações contidas nos enunciados das tarefas são fundamentais para orientar a compreensão dos alunos no que diz respeito ao que lhe é proposto. É a partir da leitura do enunciado da tarefa que o aluno encontrará uma motivação para a leitura do texto e para a produção de seu próprio texto em resposta à leitura feita. Essa motivação pode ser apresentada através da explicitação da situação comunicativa proposta: uma interlocução (quem lê/quem escreve), um propósito (para que) e a composição do texto (de que maneira). O foco deste trabalho é analisar as 23 tarefas de leitura e produção escrita elaboradas para a terceira edição do CEPI com o intuito de verificar se: 1) as ações projetadas nas tarefas refletem o que está proposto nos objetivos gerais e específicos do curso; e 2) as produções escritas dos alunos atualizam as ações projetadas por essas tarefas. Para isso, analiso os enunciados das tarefas com o intuito de verificar a explicitação dos componentes necessários para projetar a configuração da interlocução, critério fundamental para a realização da ação e, portanto, para cumprir a tarefa de leitura e escrita (SCHOFFEN, 2009; GOMES, 2009; CARILO, 2009). Analiso também 15 produções escritas de alunos do CEPI para verificar como esses textos atualizam as ações projetadas pelas tarefas. A análise apontou que os enunciados das tarefas analisadas explicitam o gênero discursivo de recepção e produção e que essas tarefas estão adequadas às ferramentas do Moodle na qual se apresentam para leitura/escrita. Além disso, é possível, a partir das produções dos alunos, verificar a realização das ações projetadas para tais tarefas. Com base nesses resultados, sugiro alterações nos enunciados das tarefas que explicitem mais detalhadamente as condições de produção para as ações projetadas, esperando contribuir para a discussão acerca da elaboração de tarefas de leitura e produção escrita no ensino de Línguas Adicionais no contexto a distância. / The Spanish and Portuguese Courses for University Exchange Students – CEPI is an online course that aims at preparing exchange students who are part of Programa Escala, within Montevideo Group Universities Association (AUGM), to the exchange experiences before their spatial mobility. By developing tasks that anticipate situations with which those students will deal during their exchange itself (SCHLATTER et al, 2007), we sought to develop tasks that would be relevant to this exchange context having Moodle as our online platform. Considering that human relationships arise through the use of language and that occurs through genres, it can be said that these genres organize our communication (BAKHTIN, 2003). In order to set production conditions to different uses of language in relevant scenarios for those exchange students, the information included in the tasks’ rubrics is crucial to guide students’ comprehension regarding what is being proposed. It is by reading the tasks’ rubrics that students will find motivation to read the text and to write their production as a response to that text they have read. This motivation might be presented by clarifying the communicative situation proposed in the rubrics: an interlocution (who reads/who writes), a purpose (what for) and the text composition (how). The present study has the objective of analyzing the twenty three reading and writing tasks developed to the third edition of CEPI in order to verify is 1) the actions projected by the tasks reflect what is proposed by the course’s general and specific objectives; and 2) the students’ written productions confirm those actions projected by the tasks. For that purpose, I analyze the tasks’ rubrics in order to verify the clarity regarding necessary components to project interlocution configuration, fundamental criterion to perform those actions and, therefore, to accomplish the reading and writing task (SCHOFFEN, 2009; GOMES, 2009; CARILO, 2009). I also analyze fifteen written productions from CEPI students to verify how those writings confirm the actions projected by the tasks. The analysis indicated that the tasks’ rubrics which were analyzed clarify discourse genres for reception and production and that those tasks are adequate to the tools of Moodle they are presented to be read/written. Furthermore, it is possible to verify that the students perform the actions projected by the tasks through their written productions. Based on these results, I suggest to alter some rubrics so that the tasks might further clarify production conditions to the projected actions, hoping, thereupon, to contribute to the discussion concerning reading and writing tasks development for Additional Language teaching in online context.

This thesis examines and measures differences in effciency between L1- and L2 language use for solving referential problems. Quantitative measures used in the study were time and error frequency. Qualitative measures, such as how the tasks and the participants own performance were experienced, were measured by an post interview and two questionaires. Two different tasks, a sorting task and a construction task, in which each informant was given the role as a constructor or instructor, were used for data gathering. A total of 20 dyads, divided in two language groups (English and Swedish) participated in the study. The results show large differences between the two language groups in respect to time for solving the two tasks. For the construction task, these were mainly due to different communication strategies used for error handling. In the sorting task a clear learning effect can be observed for the L2-groups which, in effect, makes the L2 users solve the sorting task almost as fast as the L1 groups, after an initial learning period. However, the informants in the L2 groups generally referred to the objects used in this task by describing peripheral characteristics of these objects. They also showed more signs of uncertainty and hesitation in the actual dialogue situation. However, no differences in error frequency could be found between the two language groups. Differences in role-taking between the language groups were also made apparent in the study. These differences became especially clear for the L2 groups in the construction task.

O desenvolvimento de sistemas de controle em plataformas de tempo real é uma tarefa que envolve Engenharia de Controle e Ciência da Computação. Nas últimas décadas, estas áreas se desenvolveram como áreas independentes. Este trabalho busca diminuir distância entre as áreas propondo a utilização de métodos de Engenharia de Software em uma fase de modelagem do software de controle. Uma das propostas apresentadas no trabalho é a utilização de frameworks orientados a objetos no processo de Rapid Control Prototyping (RCP) para substituir a geração automática de código, eliminar os problemas de integração com código legado e tornar o processo RCP mais interativo. Outra proposta é a utilização de plataformas para RCP composta por uma camada de hardware real, uma camada SOTR e uma camada de aplicação formada pelo framework para análise e desenvolvimento de sistemas de controle centralizado ou distribuído. / The development of real-time platform control systems is a task that involves Control Engineering and Computer Science. In the last decade, these areas have developed independent from each other. This paper seeks to decrease the distance between this areas, by proposing the use of Software Engineering methods in a software control modeling phase. One of the propositions in this paper is the use of object orientated frameworks in the Rapid Control Prototyping (RCP) process to substitute the automatic code generation, thus eliminating the problems with the legacy code and making the RCP process more interactive. Another proposition is the use of RCP directed platforms composed by a real hardware layer, a RTOS layer and an application layer formed by the framework for the analysis and development of the centralized or distributed control systems.

O Curso de Espanhol/Português de Intercâmbio – CEPI é um curso a distância que tem como objetivo preparar os estudantes intercambistas participantes do Programa Escala, no âmbito da Associação de Universidades Grupo Montevidéu (AUGM), para a experiência de intercâmbio antes de a mobilidade espacial ocorrer. A partir da realização de tarefas que antecipem situações com as quais deverão lidar durante seu intercâmbio propriamente dito (SCHLATTER et al, 2007), buscou-se elaborar tarefas relevantes para tal contexto de intercâmbio na plataforma Moodle. Tendo em vista que as relações humanas ocorrem através do uso da linguagem e que essa, por sua vez, se dá por meio de gêneros, pode-se afirmar que são esses gêneros que organizam nossa comunicação (BAKHTIN, 2003). Para compor as condições de produção para os diferentes usos da língua em cenários relevantes para os intercambistas, as informações contidas nos enunciados das tarefas são fundamentais para orientar a compreensão dos alunos no que diz respeito ao que lhe é proposto. É a partir da leitura do enunciado da tarefa que o aluno encontrará uma motivação para a leitura do texto e para a produção de seu próprio texto em resposta à leitura feita. Essa motivação pode ser apresentada através da explicitação da situação comunicativa proposta: uma interlocução (quem lê/quem escreve), um propósito (para que) e a composição do texto (de que maneira). O foco deste trabalho é analisar as 23 tarefas de leitura e produção escrita elaboradas para a terceira edição do CEPI com o intuito de verificar se: 1) as ações projetadas nas tarefas refletem o que está proposto nos objetivos gerais e específicos do curso; e 2) as produções escritas dos alunos atualizam as ações projetadas por essas tarefas. Para isso, analiso os enunciados das tarefas com o intuito de verificar a explicitação dos componentes necessários para projetar a configuração da interlocução, critério fundamental para a realização da ação e, portanto, para cumprir a tarefa de leitura e escrita (SCHOFFEN, 2009; GOMES, 2009; CARILO, 2009). Analiso também 15 produções escritas de alunos do CEPI para verificar como esses textos atualizam as ações projetadas pelas tarefas. A análise apontou que os enunciados das tarefas analisadas explicitam o gênero discursivo de recepção e produção e que essas tarefas estão adequadas às ferramentas do Moodle na qual se apresentam para leitura/escrita. Além disso, é possível, a partir das produções dos alunos, verificar a realização das ações projetadas para tais tarefas. Com base nesses resultados, sugiro alterações nos enunciados das tarefas que explicitem mais detalhadamente as condições de produção para as ações projetadas, esperando contribuir para a discussão acerca da elaboração de tarefas de leitura e produção escrita no ensino de Línguas Adicionais no contexto a distância. / The Spanish and Portuguese Courses for University Exchange Students – CEPI is an online course that aims at preparing exchange students who are part of Programa Escala, within Montevideo Group Universities Association (AUGM), to the exchange experiences before their spatial mobility. By developing tasks that anticipate situations with which those students will deal during their exchange itself (SCHLATTER et al, 2007), we sought to develop tasks that would be relevant to this exchange context having Moodle as our online platform. Considering that human relationships arise through the use of language and that occurs through genres, it can be said that these genres organize our communication (BAKHTIN, 2003). In order to set production conditions to different uses of language in relevant scenarios for those exchange students, the information included in the tasks’ rubrics is crucial to guide students’ comprehension regarding what is being proposed. It is by reading the tasks’ rubrics that students will find motivation to read the text and to write their production as a response to that text they have read. This motivation might be presented by clarifying the communicative situation proposed in the rubrics: an interlocution (who reads/who writes), a purpose (what for) and the text composition (how). The present study has the objective of analyzing the twenty three reading and writing tasks developed to the third edition of CEPI in order to verify is 1) the actions projected by the tasks reflect what is proposed by the course’s general and specific objectives; and 2) the students’ written productions confirm those actions projected by the tasks. For that purpose, I analyze the tasks’ rubrics in order to verify the clarity regarding necessary components to project interlocution configuration, fundamental criterion to perform those actions and, therefore, to accomplish the reading and writing task (SCHOFFEN, 2009; GOMES, 2009; CARILO, 2009). I also analyze fifteen written productions from CEPI students to verify how those writings confirm the actions projected by the tasks. The analysis indicated that the tasks’ rubrics which were analyzed clarify discourse genres for reception and production and that those tasks are adequate to the tools of Moodle they are presented to be read/written. Furthermore, it is possible to verify that the students perform the actions projected by the tasks through their written productions. Based on these results, I suggest to alter some rubrics so that the tasks might further clarify production conditions to the projected actions, hoping, thereupon, to contribute to the discussion concerning reading and writing tasks development for Additional Language teaching in online context.

Previsões meteorológicas para longos períodos de tempo estão se tornando cada vez mais importantes. A preocupação mundial com as consequências da mudança do clima tem estimulado pesquisas para determinar o seu comportamento nas próximas décadas. Ao mesmo tempo, os passos necessários para definir uma melhor modelagem e simulação do clima e/ou tempo estão longe da precisão desejada. Aumentar o refinamento da superfície terrestre e, consequentemente, aumentar o número de pontos discretos (utilizados para a representação da atmosfera) na modelagem climática e precisão das soluções computadas é uma meta que está em conflito com o desempenho das aplicações numéricas. Aplicações que envolvem a interação de longos períodos de tempo e incluem um grande número de operações possuem um tempo de execução inviável para as arquiteturas de computadores tradicionais. Para superar esta situação, um modelo climatológico pode adotar diferentes níveis de refinamento da superfície terrestre, utilizando mais pontos discretos somente em regiões onde uma maior precisão é requerida. Este é o caso de Ocean-Land-AtmosphereModel, que permite o refinamento estático de uma determinada região no início da execução do código. No entanto, um refinamento dinâmico possibilitaria uma melhor compreensão das condições climáticas específicas de qualquer região da superfície terrestre que se tivesse interesse, sem a necessidade de reiniciar a execução da aplicação. Com o surgimento das arquiteturas multi-core e a adoção de GPUs para a computação de propósito geral, existem diferentes níveis de paralelismo. Hoje há paralelismo interno ao processador, entre processadores e entre computadores. Com o objetivo de extrair ao máximo a performance dos computadores atuais, é necessário utilizar todos os níveis de paralelismo disponíveis durante o desenvolvimento de aplicações concorrentes. No entanto, nenhuma interface de programação paralela explora simultaneamente bem os diferentes níveis de paralelismo existentes. Baseado neste contexto, esta tese investiga como explorar diferentes níveis de paralelismo em modelos climatológicos usando interfaces clássicas de programação paralela de forma combinada e como é possível prover refinamento de malhas em tempo de execução para estes modelos. Os resultados obtidos a partir de implementações realizadas mostraram que é possível reduzir o tempo de execução de uma simulação atmosférica utilizando diferentes níveis de paralelismo, através do uso combinado de interfaces de programação paralela. Além disso, foi possível prover maior desempenho na execução de aplicações climatológicas que utilizam refinamento de malhas em tempo de execução. Com isso, uma malha de maior resolução para a representação da atmosfera terrestre pode ser adotada e, consequentemente, as previsões numéricas serão mais precisas. / Weather forecasts for long periods of time has emerged as increasingly important. The global concern with the consequences of climate changes has stimulated researches to determine the climate in coming decades. At the same time the steps needed to better defining the modeling and the simulation of climate/weather is far of the desired accuracy. Upscaling the land surface and consequently to increase the number of points used in climate modeling and the precision of the computed solutions is a goal that conflicts with the performance of numerical applications. Applications that include the interaction of long periods of time and involve a large number of operations become the expectation for results infeasible in traditional computers. To overcome this situation, a climatic model can take different levels of refinement of the Earth’s surface, using more discretized elements only in regions where more precision are required. This is the case of Ocean-Land- Atmosphere Model, which allows the static refinement of a particular region of the Earth in the early execution of the code. However, a dynamic mesh refinement could allow to better understand specific climatic conditions that appear at execution time of any region of the Earth’s surface, without restarting execution. With the introduction of multi-core processors and GPU boards, computers architectures have many parallel layers. Today, there are parallelism inside the processor, among processors and among computers. In order to use the best performance of the computers it is necessary to consider all parallel levels to distribute a concurrent application. However, nothing parallel programming interface abstracts all these different parallel levels. Based in this context, this thesis investigates how to explore different levels of parallelism in climatological models using mixed interfaces of parallel programming and how these models can provide mesh refinement at execution time. The performance results show that is possible to reduce the execution time of atmospheric simulations using different levels of parallelism, through the combined use of parallel programming interfaces. Higher performance for the execution of atmospheric applications that use online mesh refinement was also provided. Therefore, more mesh resolution to describe the Earth’s atmosphere can be adopted, and consequently the numerical forecasts are more accurate.