Orientador : Heloisa Vieira da Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romani_LucianaAlvimSantos_M.pdf: 4997948 bytes, checksum: 061f09f7b21de615cf7b48eca168c66e (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A educação a distância se caracteriza pelo distanciamento fisico de professor e aluno, tomando-se necessário o uso de um canal de comunicação para mediar a interação. Ao longo do tempo, diversos canais têm sido adotados, desde correspondência por carta até a Internet. Com o uso da rede, novos recursos de comunicação como o correio eletrônico, o bate-papo, as listas de discussão foram introduzidos nos cursos a distância. Devido a essa variedade de ferramentas, esperava-se que nos ambientes educacionais na Web, os alunos assumissem o controle da aprendizagem, trocassem experiências significativas e colaborassem para aprendizagem mútua. Entretanto, experiências recentes mostram que pouca colaboração ocorre entre os alunos nos cursos. Devido a isso, vários problemas relacionados com a interação e o acompanhamento dos alunos são relatados na literatura. Para investigar essas dificuldades no cenário nacional, realizou-se algumas entrevistas com professores e alunos de diversas instituições brasileiras. O resultado dessa pesquisa indicou a presença de inúmeros problemas decorrentes do excesso de mensagens enviadas ao professor e da pouca troca de experiências entre alunos. Uma das hipóteses é de que as ferramentas de comunicação utilizadas nesses cursos ainda não oferecem as pistas necessárias para que haja confiança a ponto de se formar uma comunidade. Objetivando minimizar esses problemas relacionados com a pouca visibilidade da interação e participação nos cursos, é proposta a ferramenta InterMap. Essa ferramenta utiliza técnicas de VisuaJ17ação de Informação para mapear graficamente dados armazenados pelas ferramentas de comunicação do TelEduc, que é um ambiente para suporte ao ensino/aprendizagem a distância na Web. As funcionalidades da InterMap foram definidas a partir dos resultados obtidos através das entrevistas realizadas e das necessidades relatadas por professores de cursos oferecidos com o TelEduc. A ferramenta InterMap foi testada por professores e um estudo de caso foi realizado. Os resultados dessa avaliação apontam para a necessidade de novas experiências com a aplicação de técnicas de Visualização de Informação em ambientes de educação a distância na Web para que se possa diminuir ainda mais o esforço cognitivo dos participantes e dar mais subsídios para auxiliar as pessoas a tomar conhecimento do mundo social no curso / Abstract: Distance education is characterized by physical separation of teacher and student. In this case, the use of a communication channel is necessary to mediate the interaction between them. In the course of time, severa! channels have been adopted, from mail to Internet. With the computer networks, new communication resources such as e-mail, chat, bulletin boards were introduced in the Web-based distance courses. Due to this variety of tools, we expected that the students would assume the control of learning, exchange significant experiences and collaborate for mutuallearning in the Web-based distance education environments. However, recent experiences show that there are few collaboration among students in these courses. Consequently, many problems related with the interaction and the students' accompaniment have been discussed in the literature. To investigate these difficulties in the national ambit, we have done some interviews with teachers and students of severa! Brazilian institutions. The result of this research indicated the presence of countless problems due to the excess of messages sent to the teacher and to the restrict change of experiences among students. One of the hypotheses is that the communication tools used in these courses still do not offer necessary clues to people acquire confidence to form communities. In order to minimize these problems related with interaction visibility and participation in the courses, we propose the InterMap tool. This tool uses Information Visualization techniques to graphica1ly map data stored by the communication tools of TeIEduc. TelEduc is an Web-based environment to support distance teaching/learning. The resources of InterMap were defined based in the results of the interviews and the necessities related by teachers of courses offered with TeIEduc. The InterMap tool have been tested by teachers and a case study was accomplished. The results of this evaluation point to the need of new experiences with the application of Information Visualization techniques in Web-base distance education environments. With this visualization, the participants in these courses can diminish the cognitive effort to comprehend the mass of data and take notice of the social world in the course / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

A necessidade de dispositivos analíticos para detecção precoce de câncer tem motivado pesquisas em nanomateriais de baixo custo, com busca de sinergia para obter alta sensibilidade e seletividade em biossensores. Neste trabalho, o ácido 11-mercaptoundecanóico, o polímero natural quitosana e a proteína concanavalina A (Con A) foram usados como plataforma para imobilizar anticorpos anti-CA 19-9 e construir biossensores para detecção de câncer de pâncreas. Esses biossensores foram produzidos com uma matriz de filmes automontados por adsorção química (self-assembled monolayers, SAM) e por adsorção física (layer-by-layer, LbL). A caracterização com técnicas espectroscópicas e gravimétricas permitiu selecionar as arquiteturas com quitosana/ Con A 2:1 (sensor A), quitosana/ Con A 1:1 (sensor B) e 11-MUA (sensor E), como sendo mais favoráveis à imobilização do anticorpo anti-CA 19-9. Usando os biossensores com espectroscopia de impedância foi possível detectar baixas concentrações do biomarcador CA 19-9, com limites de detecção entre 0,17-0,69 U/mL, 0,31-0,91 U/mL e 0,56-0,91 U/mL para os sensores A, B e E, respectivamente. Esses limites são suficientes para detectar câncer de pâncreas nos estágios iniciais. A seletividade dos dispositivos foi inferida em uma série de experimentos de controle com amostras de células SW 620 e HT-29, ácido úrico, ácido ascórbico, glicose, manose, sérum e antígeno p24, indicando ausência de interferência não específica ao biomarcador. O uso de técnicas de visualização de informação permitiu facilmente distinguir essas amostras, classificando-as de acordo com a concentração do biomarcador em um mapa. Permitiu também quantificar a seletividade dos biossensores através do coeficiente de silhueta, com valores 0,853, 0,861 e 0,897 para os sensores A, B e E, respectivamente. Essa especificidade dos biossensores foi confirmada por medidas de PM-IRRAS, através das bandas de amida I e II em 1566 cm-1 e 1650 cm-1, indicando a interação específica entre anticorpo e antígeno, que pode ser modelada com uma isoterma de Langmuir-Freundlich. Quando a matriz de quitosana/ Con A foi substituída por um filme monocamada ou quando se empregou um biomarcador de maior peso molecular, a adsorção do biomarcador foi explicada por uma combinação de dois processos de Langmuir-Freundlich. Conclui-se que os biossensores de baixo custo podem ser eficientes para diagnóstico e prognóstico, e serem implementados na rede nacional de saúde com disseminação da tecnologia. / The need of analytical devices to detect cancer at early stages has motivated research into nanomaterials where synergy is sought to achieve high sensitivity and selectivity in biosensors. In this work, 11-mercaptoundecanoic acid, the polymer chitosan and the protein concanavalin A (Con A) were used as a platform to immobilize the anti-CA 19-9 antibody using the self-assembled monolayer (SAM) and the layer-by-layer (LbL) techniques. The characterization with spectroscopic and gravimetric techniques allowed us to select the architectures with chitosan/Con A 2:1 (Sensor A), chitosan/Con A 1:1 (Sensor B) and 11 MUA (Sensor E) as optimized for immobilization of anti-CA 19-9 antibodies. Using impedance spectroscopy, the biosensors were capable of detecting low concentrations of CA 19-9 biomarker, with limit of detection in the range 0.17-0.69 U/mL, 0.31-0.91 U/mL and 0.56-0.91 U/mL for sensors A, B and E, respectively. These limits are sufficient to detect pancreatic cancer at early stages. The selectivity of the biosensors was inferred in a series of control experiments with cell samples SW-620 and HT-29, uric acid, ascorbic acid, glucose, mannose, serum and p24 antigen, indicating the absence of non-specific interference. With information visualization techniques, these samples could be easily distinguished in a visual map, and be classified according to their content of CA 19-9. Furthermore, the selectivity could be quantified through the silhouette coefficient, with values 0.853, 0.861 and 0.897 for sensors A, B and E, respectively. This biosensor specificity was confirmed with PM-IRRAS measurements by monitoring the amide I and II bands at 1566 cm-1 and 1650 cm-1. The specific interaction between antibody and antigen was modeled with a Langmuir-Freundlich isotherm. When the chitosan/Con A matrix was replaced by a SAM monolayer or if a larger biomarker was employed, adsorption was explained by a combination of two Langmuir-Freundlich processes. In conclusion, low cost biosensors may be effective for diagnostics and prognostics, and may be further implemented in the Brazilian national health system with technology transfer.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-05-24T18:47:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco Soares de Sousa Neto.pdf: 1662106 bytes, checksum: 13a153e081b7cfba526d58aa4a744851 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-05-24T19:37:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco Soares de Sousa Neto.pdf: 1662106 bytes, checksum: 13a153e081b7cfba526d58aa4a744851 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-05-30T14:04:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco Soares de Sousa Neto.pdf: 1662106 bytes, checksum: 13a153e081b7cfba526d58aa4a744851 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T14:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco Soares de Sousa Neto.pdf: 1662106 bytes, checksum: 13a153e081b7cfba526d58aa4a744851 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nowadays, with the great use of Virtual Learning Environments in teachinglearning institutions, it is necessary that the teachers can follow the interactions of the students in the Distance Education courses. However, some AVAs do not have specific tools to assist the teacher in obtaining information on the students' social interactions. This makes it difficult for the teacher to perceive and follow up in these virtual environments. In this sense, with the advent of Data Visualization, a relevant and widely used area of research in several areas of knowledge to analyze and visualize data. This research describes a model of identification and representation of students social interactions using LMS Moodle visualization techniques. With the iTimeline tool developed in this research, the teacher can visualize the interactions of his students in real time within the LMS and adopt measures that promote social insertion, thus collaborating and encouraging teaching and learning. iTimeline extracts the data contained in the discussion forums and messages recorded in the database and uses the structure of graphs and graphs, as a basis, to present the information about the interactions of the students and visually displaying them to the teacher. In order to validate this research, a case study was carried out in which its possibilities of use and validation were investigated by analyzing the data in a class of a Distance Education course of a Public Institution. Simulated and real experiments were performed, so it can be concluded through the tests that the visualization of the data through graphs and graphs in LMS using Multiagent Systems, presented the relevance of this research. / Atualmente, com a grande utilização dos Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) em instituições de ensino-aprendizagem, torna-se necessário que os professores possam realizar o acompanhamento das interações dos alunos nos cursos de Educação a Distância (EaD). No entanto, alguns AVAs não possuem ferramentas específicas para auxiliar o professor a obter informações das interações sociais dos alunos. Isso dificulta a percepção e o acompanhamento por parte do professor nesses ambientes virtuais. Nesse sentido, com o surgimento da Data Visualization, uma área de pesquisa relevante e muito utilizada em diversas áreas do conhecimento para analisar e visualizar dados. Esta pesquisa descreve um modelo de identificação e representação das interações sociais dos alunos utilizando técnicas de visualização no AVA Moodle. Com a ferramenta iTimeline desenvolvida nesta pesquisa, o professor pode realizar o acompanhamento visual das interações de seus alunos em tempo real dentro do AVA e adotar medidas que promovam a inserção social, assim colaborando e incentivando o ensino e a aprendizagem. A iTimeline extrai os dados contidos nos fóruns de discussão e mensagens registradas no banco de dados e utiliza a estrutura de grafos e gráficos, como base, para apresentação das informações sobre as interações dos alunos e exibindo-as visualmente ao professor. Para validação desta pesquisa, foi realizado um estudo de caso onde foram investigadas suas possibilidades de uso e validação por meio de análise dos dados em uma turma de um curso EaD de uma Instituição de Ensino Federal. Foram realizados experimentos simulados e reais, assim, pode-se concluir por meio dos testes que a visualização dos dados por intermédio de grafos e gráficos no AVA utilizando Sistemas Multiagente, apresentou a relevância desta pesquisa.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-17T13:47:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - David Brito Ramos.pdf: 4100632 bytes, checksum: 1dbc884d0e02bf6156a6f4c85f22cc88 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-17T13:48:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - David Brito Ramos.pdf: 4100632 bytes, checksum: 1dbc884d0e02bf6156a6f4c85f22cc88 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-17T13:48:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - David Brito Ramos.pdf: 4100632 bytes, checksum: 1dbc884d0e02bf6156a6f4c85f22cc88 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-17T13:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - David Brito Ramos.pdf: 4100632 bytes, checksum: 1dbc884d0e02bf6156a6f4c85f22cc88 (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The Educational area has received great benefits with the use of internet and digital media. Along with new technologies, Virtual Learning Environments (VLE) emerged, in which students and teachers can interact synchronously and asynchronously. The Distance Education began to use the VLE as the main tool to mediate the relationship between students, teachers and content. However, it also has been used as a support tool in blended learning and even the presential teaching. Virtual Learning Environments collect data about users that can be useful to define the learner's profile, his/her behavior and identify their difficulties and needs. Thus, the teacher or the AVA itself can personalize learning and maintain a real-time monitoring. One way to perform a learner monitoring is by observing the actions that he/she takes within the system, these actions make paths that are known as learning paths. In this sense, a Systematic Review of the Literature (SLR) to identify how these paths are represented in VLEs was held. The advantage in the use of learning paths is the transparent monitoring, i.e. no information is requested directly from the learner, the data collected tend to match as close as possible to their actual situation. This work, therefore, describes a model for identification and representation of learning paths that presents a view of actions performed in the LMS Moodle. The model extracts the data stored in database records and uses the structure of graphs as a basis for modeling the information about the students learning paths and present them visually to teachers and tutors. In order to validate the model, a plugin that uses Web standards was developed for Moodle, where its possibilities of use were investigated and validated through analysis of several real scenarios and an application questionnaire based on the Technology Acceptance Model (TAM). The proposed model was applied in two courses offered by the Institute of Computing (ICOMP) during the second academic semester of the year 2015 and proved promising in carrying out the monitoring of learners through a visual tool that aids in behavior analysis through the learning paths. / A área de educação recebeu grandes benefícios com o uso da Internet e das mídias digitais. Por meio do uso de novas tecnologias, surgiram os ambientes virtuais de aprendizagem (AVA), no qual discentes e docentes podem interagir de forma síncrona e assíncrona. A Educação a Distância (EaD) passou a utilizar o AVA como principal ferramenta para mediar a relação entre alunos, professores e conteúdo. No entanto, ele também tem sido utilizado como ferramenta de suporte no ensino semipresencial e até mesmo no presencial. Ambientes virtuais de aprendizagem coletam dados sobre os usuários que podem ser úteis para definir o perfil do aprendiz, o seu comportamento e identificar suas dificuldades e necessidades. Com isso, o docente, ou o próprio AVA, pode personalizar o aprendizado e manter um acompanhamento em tempo real. Uma das formas de monitoramento do aprendiz pode ser realizada por meio da observação das ações que ele executa dentro do sistema, sendo que essas formam caminhos que são conhecidos como Trilhas de Aprendizagem (TA). Nesse sentido, foi realizada uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) que identificou como essas trilhas são representadas no AVAs. A vantagem no uso de trilhas de aprendizagem é que se trata de um monitoramento transparente, ou seja, sem solicitação de informações diretamente do aprendiz, os dados coletados tendem a corresponder o mais próximo possível da sua situação real. Este trabalho, portanto, descreve um modelo de identificação e representação de trilhas de aprendizagem que apresenta uma visualização de ações realizadas no AVA Moodle. O modelo extrai os dados contidos nos registros do banco de dados e utiliza a estrutura de grafos, como base, para modelar as informações sobre as trilhas de aprendizagem dos alunos e apresentá-las visualmente aos docentes e tutores. Para validar o modelo, um plugin que utiliza padrões da Web foi desenvolvido para o Moodle, onde foram investigadas suas possibilidades de uso e validação por meio de análise de diversos cenários reais e aplicação de questionário baseado no modelo de aceitação de tecnologia (TAM). O modelo proposto foi aplicado em duas disciplinas ofertadas pelo Instituto de Computação (IComp), durante o segundo semestre letivo do ano de 2015 e mostrou-se promissor em realizar o acompanhamento dos aprendizes por meio de uma ferramenta visual que auxilia na análise de comportamento por meio das trilhas de aprendizagem.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-06-21T12:33:52Z No. of bitstreams: 2 Tese - Aldrin Vianna de Santana - 2017.pdf: 8027620 bytes, checksum: 9653452efb41d2e8412187d88e974239 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-10T13:10:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Aldrin Vianna de Santana - 2017.pdf: 8027620 bytes, checksum: 9653452efb41d2e8412187d88e974239 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T13:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Aldrin Vianna de Santana - 2017.pdf: 8027620 bytes, checksum: 9653452efb41d2e8412187d88e974239 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-05-29 / This research topic is the post-high-definition images and, for this, we especially discuss the current generalization regarding distribution, consumption and visualization possibilities. Your objective is to understand the transformation of the image in relation to a structure of scientific visualization in contemporaneity. We defend that this is a way to expand the in-depth reflection of the evolutionary process produced by the image of very high definition, especially in segments such as entertainment and the scientific word. During the research, we proposed an investigation capable of identifying and assessing how post-high-definition images have influenced the science in the contemporaneity. Our effort focused on highlighting the importance of the post-high-definition as a conductor of the discovery process, especially as it has helped unveil the planet Mars. / Esta pesquisa tem como tema as imagens em pós-alta-definição, especialmente no que tange à atual generalização sobre distribuição, consumo e possibilidades de visualização. Seu objetivo é compreender a transformação da imagem como uma estrutura de visualização científica contemporânea, por isso, toda a defesa está pautada em expandir a reflexão, aprofundando o processo evolutivo produzido pela imagem de altíssima definição, notadamente no setor do entretenimento e na ciência. Durante o estudo, foi proposta uma investigação que pudesse identificar e avaliar o quanto as imagens em pós-alta-definição podem e são usadas na ciência em nossos dias. Todo o esforço se concentrou em evidenciar sua importância como condutora do processo de descobertas e, principalmente, sua contribuição para desvendar o planeta Marte.

Visual analytics tools play an important role in the scenario of big data solutions, combining data analysis and interactive visualization techniques in effective ways to support the incremental exploration of large data collections from a wide range of domains. One particular challenge for visual analytics is the analysis of multidimensional datasets, which consist of many observations, each being described by a large number of dimensions, or attributes. Finding and understanding data-related patterns present in such spaces, such as trends, correlations, groups of related observations, and outliers, is hard. Dimensionality reduction methods, or projections, can be used to construct low (two or three) dimensional representations of high-dimensional datasets. The resulting representation can then be used as a proxy for the visual interpretation of the high-dimensional space to efficiently and effectively support the above-mentioned data analysis tasks. Projections have important advantages over other visualization techniques for multidimensional data, such as visual scalability, high degree of robustness to noise and low computational complexity. However, a major obstacle to the effective practical usage of projections relates to their difficult interpretation. Two main types of interpretation challenges for projections are studied in this thesis. First, while projection techniques aim to preserve the so-called structure of the original dataset in the final produced layout, and effectively achieve the proxy effect mentioned earlier, they may introduce a certain amount of errors that influence the interpretation of their results. However, it is hard to convey to users where such errors occur in the projection, how large they are, and which specific data-interpretation aspects they affect. Secondly, interpreting the visual patterns that appear in the projection space is far from trivial, beyond the projections ability to show groups of similar observations. In particular, it is hard to explain these patterns in terms of the meaning of the original data dimensions. In this thesis we focus on the design and development of novel visual explanatory techniques to address the two interpretation challenges of multidimensional projections outlined above. We propose several methods to quantify, classify, and visually represent several types of projection errors, and how their explicit depiction helps interpreting data patterns. Next we show how projections can be visually explained in terms of the highdimensional data attributes, both in a global and a local way. Our proposals are designed to be easily added, and used with, any projection technique, and in any application context using such techniques. Their added value is demonstrated by presenting several exploration scenarios involving various types of multidimensional datasets, ranging from measurements, scientific simulations, software quality metrics, software system structure, and networks. / Ferramentas de análise visual desempenham um papel importante no cenário de soluções para grandes volumes de dados (big data), combinando análise de dados e técnicas interativas de visualização de forma eficaz para apoiar a exploração incremental de coleções de dados em diversos domínios. Um desafio importante em análise visual é a exploração de conjuntos de dados multidimensionais, que consistem em muitas observações, sendo cada uma descrita por um grande número de dimensões, ou atributos. Encontrar e compreender os padrões presentes em tais espaços, tais como tendências, correlações, grupos de observações relacionadas e valores extremos, é difícil. Técnicas de redução de dimensionalidade ou projeções são utilizadas para construir, a partir de conjuntos de dados multidimensionais, representações de duas ou três dimensões que podem então ser utilizadas com substitutas do espaço original para sua interpretação visual, apoiando de forma eficiente as tarefas de análise de dados acima mencionadas. Projeções apresentam vantagens importantes sobre outras técnicas de visualização para dados multidimensionais, tais como escalabilidade visual, resistência a ruídos e baixa complexidade computacional. No entanto, um grande obstáculo para o uso prático de projeções vem da sua difícil interpretação. Dois principais tipos de desafios de interpretação de projeções são estudados nesta tese. Em primeiro lugar, mesmo que as técnicas de projeção tenham como objetivo preservar, na representação final, a estrutura do conjunto de dados original, elas podem introduzir uma certa quantidade de erros que influenciam a interpretação dos seus resultados. No entanto, é difícil transmitir aos usuários onde tais erros ocorrem na projeção, quão severos eles são e que aspectos específicos da interpretação dos dados eles afetam. Em segundo lugar, interpretar os padrões visuais que aparecem em uma projeção, além da percepção de grupos de observações semelhantes, está longe de ser trivial. Em particular, é difícil explicar tais padrões em termos do significado das dimensões dos dados originais. O trabalho desenvolvido nesta tese concentra-se no projeto e desenvolvimento de novas técnicas visuais explicativas para lidar com os dois desafios de interpretação de projeções multidimensionais descritos acima. São propostos alguns métodos para quantificar, classificar e representar visualmente diversos tipos de erros de projeção, e é descrito como essas representações explícitas ajudam na interpretação dos padrões dos dados. Além disso, também são propostas técnicas visuais para explicar projeções em termos dos atributos dos dados multidimensionais, tanto de forma global quanto local. As propostas apresentadas foram concebidas para serem facilmente incorporadas e usadas com qualquer técnica de projeção e em qualquer contexto de aplicação. As contribuições são demonstradas pela apresentação de vários cenários de exploração, envolvendo vários tipos de conjuntos de dados multidimensionais, desde medições e simulações científicas até métricas de qualidade de software, estruturas de sistema de software e redes.

Essa dissertação está baseada em uma pesquisa qualitativa, em que procuramos conhecer e analisar como professores em um curso de formação continuada, onde são utilizadas ferramentas visuais e modelos, receberiam esse tipo de informação e se esse modo de exposição poderia afetar a maneira como pensam a sua prática docente. Percebe-se que o papel dos modelos e da utilização de ferramentas que favoreçam a visualização tem crescido nas últimas décadas, fato observado pela quantidade de trabalhos envolvendo tal temática. Dessa maneira, os cursos de formação continuada podem ser bastante proveitosos, na tentativa de preparar o professor para a utilização crítica dessas ferramentas e modelos, bem como servirem como momentos de reflexão sobre a própria prática docente. Nesse sentido, foram acompanhadas pela pesquisadora as aulas de Química Orgânica de um curso de pós-graduação Lato Sensu. Foi aplicado um questionário no início das aulas, com o objetivo de identificar o perfil dos alunos, suas expectativas, seus conhecimentos prévios acerca de alguns conceitos trabalhados nessa tese. As aulas foram acompanhadas, visando-se perceber a interação da docente e dos alunos com as ferramentas visuais utilizadas. Além disso, observações sobre a metodologia da professora e sobre os instrumentos diferenciados empregados no ensino foram analisados. Posteriormente foi feita outra entrevista, em forma de questionário, onde foram comparadas as respostas coletadas nesse instrumento com todas as outras informações coletadas durante o curso. Nesse momento procuramos identificar os efeitos do convívio e da observação da utilização dos instrumentos visuais nesses alunos, buscando perceber se alguma mudança na maneira de atuar desses docentes será efetiva. Pela análise dos materiais utilizados pela docente desse curso de formação continuada, percebe-se a ênfase que esta dá aos recursos visuais, como suporte às explicações dos fenômenos observados. Mais além, pode-se dizer que alguns conceitos trabalhados pela professora seriam praticamente impossíveis sem essas ferramentas, como por exemplo, a estereoquímica. A análise dos resultados nos mostram que o curso era formado basicamente por professores de Ensino Médio, que buscavam no curso aperfeiçoamento e que tiveram um ensino de Química Orgânica insuficiente em suas graduações. A maioria desses docentes desconheciam conceitos como visualização, modelagem e modelos. Comparando-se as respostas do questionário final com os outros instrumentos de coletas de dados, observou-se uma mudança em relação a como os professores passaram a observar as suas aulas, já que muitos assinalaram querer modificar algum aspecto prático na sua metodologia de ensino. / This dissertation is based on a qualitative research project which aimed at investigating and analyzing how teachers enrolled in a continuing education course would relate to the visual aids and models employed as course tools, and whether being exposed to such resources could affect participants\' views on their own teaching practice. Models and visual aids have played an increasingly important role in the past decades, evidence of which is the significant number of studies on this theme. This way, continuing education courses may be effective in preparing teachers for the critical use of these tools and models, providing them with an opportunity to reflect on their teaching practice. In this research project, the Organic Chemistry classes of a graduate specialization course were monitored so that the interaction of the instructor and of the participants with the visual tools could be studied. In addition, the teaching methodology and the special resources employed were also observed and analyzed. In the beginning of the course, participants\' profile, expectations and previous knowledge of the concepts dealt with in this study were identified by means of a questionnaire. Later on, another interview was carried out with a second questionnaire, and the information collected this way was contrasted with all the data gathered throughout the course. At this point, the aim was to identify in the participants any effects of the experience and observation of such visual tools in use, in search of some evidence that an effective change in their practice could occur. The analysis of materials employed by the instructor in this continuing education course reveals the emphasis given to visual resources as essential support to the presentation of course content. As a matter of fact, the explanation of some concepts, such as those related to stereochemistry, would be practically impossible without visual aids. According to the data collected in this study, course participants were mostly high school teachers who claimed to have had insufficient instruction in Organic Chemistry in their undergraduate courses. Most of these teachers were not familiar with concepts such as visualization, modeling and models. When their answers on the final research questionnaire are compared to the data collected with other instruments in this study, a change in the way these teachers see their own classes can be observed. Many of them state through their answers on this final questionnaire that they would like to modify some practical aspect of their teaching methodology.

Este estudo é uma pesquisa qualitativa, em que procuramos conhecer e analisar as concepções dos alunos de uma turma de licenciatura em Química da USP (Universidade de São Paulo), sobre o uso de visualizações no ensino de Química. O papel dos modelos e da visualização na Ciência e no ensino da Ciência, e em especial na Química, tem ganhado importância teórica e prática ao longo da última década. A Química envolve a interpretação das mudanças observáveis na matéria (ex.: mudanças de cor, libertação de gases) na dimensão macroscópica (concreto) em termos de mudanças imperceptíveis na dimensão submicroscópica (imaginária). Estas mudanças são representadas de forma simbólica e abstrata usando símbolos e fórmulas químicas, equações, gráficos, imagens etc. Com o objetivo de tornar acessíveis estas representações para os alunos, professores de vários graus de ensino recorrem com cada vez mais freqüência à visualização. Para alcançar os nossos objetivos foram acompanhadas pela pesquisadora, as aulas de Metodologia de Química II desta turma, durante um semestre. Foi aplicado, no início do semestre um questionário a toda a turma, cujo objetivo era registrar quais as concepções que estes possuíam acerca desta temática. No final do semestre, foram escolhidos dois grupos de sete alunos desta turma, aos quais foi feita uma entrevista semi-estruturada, cujo enfoque incidia sobre a escolha e uso de visualizações que estes alunos apresentaram durante um mini-curso de duas aulas que estes ofereceram a alunos do ensino médio, na Faculdade de Educação da USP. A análise destes discursos (questionário e entrevistas), assim como, do relatório do mini-curso dos dois grupos escolhidos foi efetuada com base nas contribuições de Michel Foucault para a análise do discurso. Como resultado deste estudo destacamos que as concepções teóricas destes futuros professores acerca deste tema são superficiais, pouco sólidas e por vezes até errôneas. De acordo com o referencial teórico escolhido, o discurso destes futuros professores, acerca do uso de visualizações apresenta como principais referentes a natureza abstrata dos conceitos químicos e a capacidade que as visualizações apresentam para tornarem as aulas de Química mais interessantes, para captar a atenção dos alunos e de tornarem os conceitos químicos mais próximos do cotidiano. Nos enunciados destes discursos aparecem associados enunciados de outros domínios discursivos (mídia, publicidade, da psicologia cognitiva, etc.). Verificamos igualmente nestes enunciados a presença da instituição que frequentam, das práticas dos seus professores da graduação, da indústria informática (domínios não discursivos). Também de acordo com Foucault, encontramos associado a este discurso um conjunto de práticas não discursivas relacionadas com o uso destas ferramentas visuais. A escolha das visualizações e as formas de uso observadas durante o mini-curso que apresentaram estão fortemente relacionadas com os referentes apresentados, nomeadamente, com a capacidade de estes recursos captarem a atenção dos alunos, fomentarem o interesse das aulas e ainda a capacidade de tornar os conteúdos químicos mais próximos da \"realidade\" e/ou do cotidiano. / This study is a qualitative research where we try to find out and analyze the conceptions of pre-service teachers of a Chemistry class from University of São Paulo (USP), São Paulo, about visualizations\' use in chemistry instruction. Models and visualization\'s role in science and science education, especially in chemistry, has grown up during the last decade. Chemistry involves the interpretation of matter observables\' changes (e. g. color changes or gas\' release) on the macroscopic level in terms of imperceptive changes on the submicroscopic level. These changes are represented in a symbolic and abstract way using symbols, equations, graphics, etc. With the purpose of making these representations accessible to the students, teachers are using visualizations more frequently. In order to reach our aims the researcher followed the Chemistry Teaching Methodology II classes, during a semester. In the beginning a questionnaire was applied to all the class with the purpose to register what conceptions they had on this issue. At the end of the semester two groups of seven pre-service teachers were chosen to apply a semi-structured interview that focused their own choices and visualizations\' use as teachers in a mini-course that they presented to middle school pupils at S. Paulo\'s University. The speech\'s analysis (questionnaire, interviews and mini-course reports) of the two chosen groups was done based on the Michel Foucault\'s contribution to speech analysis. As a result of this study we highlight that the theoretical conceptions of these pre-service teachers are superficial, not solid, and sometimes even become misconceptions. According to the chosen theoretical framing, the speech of these pre-service teachers on visualizations presents as main referent the abstract nature of chemical concepts and the capacity that this resource has to make chemistry classes more interesting, to keep students attention and to make chemistry concepts close to quotidian. We also found on these statements the presence of their college, the practices of their own teachers and the IT industries (none-speech domains). According with Foucault, we also found associated to this speech a set of none speech practices related to the use of these visual tools. The visualization\'s choices and the way that they used these tools were strongly related with the presented referents,specially with their capacity to keep attention, to increase the class interest, or the capacity to make chemical concepts more close to the reality and/or quotidian.

A análise de séries temporais gera muitos desafios para profisionais em um grande número de domínios. Várias soluções de visualização integrada com algoritmos de mineração já foram propostas para tarefas exploratórias em coleções de séries temporais. À medida que o conjunto de dados cresce, estas soluções falham em promover uma boa associação entre séries temporais similares. Neste trabalho, é apresentada uma ferramenta para a análise exploratória e mineração de conjuntos de séries temporais que adota uma representação visual baseada em medidas de dissimilaridade entre séries. Esta representação é criada usando técnicas rápidas de projeção, de forma que as séries temporais possam ser visualizadas em espaços bidimensionais. Vários tipos de atributos visuais e conexões no grafo resultante podem ser utilizados para suportar a exploração dessa representação. Também é possível aplicar algumas tarefas de mineração de dados, como a classificação, para apoiar a busca por padrões. As visualizações resultantes têm se mostrado muito úteis na identificação de grupos de séries com comportamentos similares, que são mapeadas para a mesma vizinhança no espaço bidimensional. Grupos visuais de elementos, assim como outliers, são facilmente identficáveis. A ferramenta é avaliada por meio de sua aplicação a vários conjuntos de séries. Um dos estudos de caso explora dados de vazões de usinas hidrelétricas no Brasil, uma aplicação estratégica para o planejamento energético. / Time series analysis poses many challenges to professionals in a wide range of domains. Several visualization solutions integrated with mining algorithms have been proposed for exploratory tasks on time series collections. As the data sets grow large, though, the visual alternatives do not allow for a good association between similar time series. In this work, we introduce a tool for exploratory visualization and mining of large time series data sets that adopts a visual representation based on distance measures between series. This representation is created employing fast projection techniques, so the time series can be viewed in two-dimensional spaces. Various types of visual attributes and connection on the resulting graph can be applied to support exploration. It also supports data mining tasks, such as classification, to search for patterns. The resulting visualizations have proved very useful for identifying groups of series with similar behavior, which are mapped to the close neighborhoods in twodimensional spaces. Visual clusters of elements, as well as outliers, are easily identifiable. Case studies on several domains are presented to validate the tool. One of them is on a data set of stream ows in hydroelectric power plants in Brazil, a strategic application for energy planning.

A Engenharia de Software evolui gradativamente para uma disciplina científica baseada em observação, formulação teórica e experimentação. Nesse contexto, estudos experimentais têm sido conduzidos para proporcionar evidências sobre a qualidade e a produtividade de técnicas, ferramentas e métodos de desenvolvimento de software. Porém, resultados obtidos a partir de pesquisas experimentais são úteis somente se os pesquisadores puderem consolidá-las em um contexto significativo de conhecimento. O projeto Readers: A Collaborative Research to Develop, Validate and Package Reading Techniques for Software Defect Detection aborda diversos aspectos envolvidos na construção de um corpo significativo de resultados a partir de experimentos controlados. Nesse contexto, sustenta-se que a aplicação de meios alternativos de análise e exploração de dados dos experimentos conduzidos pode colaborar para a evolução do Pacote de Laboratório, e como efeito colateral, contribuir com a formação do corpo de conhecimento almejado. Este projeto propõe mecanismos para integrar técnicas de visualização exploratória à análise de dados de experimentos controlados. Para isso, foram propostas adequações ao processo de experimentação, bem como um processo de visualização para Engenharia de Software Experimental ? V iDAESE. Para ilustrar o V iDAESE, ciclos de análises são apresentados, juntamente com as conclusões obtidas em cada um. As análises visuais apóiam o processo de consolidação de conhecimento a partir dos dados e a melhoria do Pacote de Laboratório. Adicionalmente, uma abordagem para simulação de dados experimentais foi proposta, permitindo explorar cenários que apóiem o planejamento de experimento. / A Engenharia de Software evolui gradativamente para uma disciplina científica baseada em observação, formulação teórica e experimentação. Nesse contexto, estudos experimentais têm sido conduzidos para proporcionar evidências sobre a qualidade e a produtividade de técnicas, ferramentas e métodos de desenvolvimento de software. Porém, resultados obtidos a partir de pesquisas experimentais são úteis somente se os pesquisadores puderem consolidá-las em um contexto significativo de conhecimento. O projeto Readers: A Collaborative Research to Develop, Validate and Package Reading Techniques for Software Defect Detection aborda diversos aspectos envolvidos na construção de um corpo significativo de resultados a partir de experimentos controlados. Nesse contexto, sustenta-se que a aplicação de meios alternativos de análise e exploração de dados dos experimentos conduzidos pode colaborar para a evolução do Pacote de Laboratório, e como efeito colateral, contribuir com a formação do corpo de conhecimento almejado. Este projeto propõe mecanismos para integrar técnicas de visualização exploratória à análise de dados de experimentos controlados. Para isso, foram propostas adequações ao processo de experimentação, bem como um processo de visualização para Engenharia de Software Experimental ? V iDAESE. Para ilustrar o V iDAESE, ciclos de análises são apresentados, juntamente com as conclusões obtidas em cada um. As análises visuais apóiam o processo de consolidação de conhecimento a partir dos dados e a melhoria do Pacote de Laboratório. Adicionalmente, uma abordagem para simulação de dados experimentais foi proposta, permitindo explorar cenários que apóiem o planejamento de experimento.