Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-08-13T17:59:56Z : No. of bitstreams: 1 000768672.pdf: 713902 bytes, checksum: bffc0a4e01880e1ffdb1dcb96c2a05b6 (MD5) / Este trabalho trata do Cálculo Fracionário e suas aplicações em problemas biológicos. Nas aplicações nos concentramos no sistema de Lotka-Volterra clássico e fracionário, para depois analisar o controle biológico da praga da cana-de-açúcar. Como trabalho futuro, propomos analisar as aplicações do sistema de Lotka-Volterra fracionário em problemas reais do câncer, com saturação de crescimento tumoral enfocando tratamento quimioterápico / This work is about Fractional Calculus and its applications in biological problems. In the applications we focus on the classical Lotka-Volterra system and into the corresponding fractional order version to examine the biological control of sugar cane’s pest. As future work, we analyze the fractional system in real problems of cancer, with saturation of tumor growth with a focus on chemotherapy

A presente pesquisa investiga a aquisição do conceito de número racional na sua representação fracionária. O estudo justifica-se devido ao alto índice de dificuldades apresentadas pelos alunos na compreensão do conceito de número racional, que faz parte do pensamento multiplicativo. Apontamos a conexão entre os números fracionários e o raciocínio multiplicativo, destacando que as frações são números produzidos por divisões que resultam sempre em partes iguais. Nosso objetivo de pesquisa é comparar as estratégias cognitivas utilizadas por alunos com bom desempenho em Matemática com as estratégias cognitivas utilizadas por alunos que apresentam baixo desempenho escolar em Matemática, durante o processo de aquisição dos diferentes significados dos números fracionários: parte-todo, quociente e operador multiplicativo. Descrevemos as estratégias cognitivas utilizadas por cinqüenta alunos, de 4ª à 8ª séries do Ensino Fundamental, de uma escola privada da cidade de Porto Alegre. Verificamos a desconexão entre a compreensão dos alunos sobre a divisão e a aprendizagem de frações e a relacionamos à tendência metodológica de ensinar o conceito de número fracionário enfatizando somente o significado parte-todo. Constatamos que existem semelhanças na utilização das estratégias pelos alunos dos dois grupos. Percebemos que, embora as estratégias sejam comuns, os resultados mostram diferenças na recuperação automática de fatos na memória, que afetam a resolução de problemas mais complexos. A pesquisa aponta a necessidade de explorar a aquisição dos números fracionários em várias situações e em diferentes contextos, repensando o ensino de fração na escola. Tal ensino deve levar em consideração os conhecimentos informais, valorizar as diferentes estratégias utilizadas pelos alunos, promover interações entre eles para observar suas estratégias, proporcionar diversidade de ensino e reflexão das estratégias utilizadas, possibilitando um avanço no sentido de estratégias mais eficientes e econômicas. / The present research investigates the acquisition of the concept of rational number in its fractional representation. This study is justified due to the high degree of difficulty presented by students in understanding the concept of rational number, which is part of the multiplicative thought, observing that fractions are numbers produced by divisions which always result in equal parts. The objective of this research is to compare the cognitive strategies used by two groups of students: one with high performances in Math and the other one with low performance, during the process of learning different meanings of fractional numbers such as: whole-part, quotient’ and multiplicative operator. Cognitive strategies of fifty 4th to 8th Elementary School students from a private school in Porto Alegre were studied. A disconnection between the students’ understanding of division and their learning about fractions was verified. There is a tendency of teaching students the fractional number concept only emphasizing the meaning of the whole-part. Results of the research suggest that both groups of students used similar strategies and although strategies were alike, the results showed differences in the automatic retrieval of facts in the memory which affects solving higher complexity problems. The research shows the need of exploring the acquisition of fractional numbers in different situations and contexts, rethinking the teaching of fractions in schools. Such teaching should take into consideration informal knowledge, emphasize different strategies used by students, promote interaction between students in order to observe their strategies, and stimulate diversity in teaching and reflection on strategies used by students. Thus, more efficient and economical strategies would be possible.

Esta dissertação desenvolve uma proposta de ensino com alunos do 6º ano de uma escola privada de Porto Alegre, tratando da aprendizagem do conceito de número fracionário através de seu significado "medida". A proposta foi desenvolvida com base nas etapas da Engenharia Didática, uma metodologia de pesquisa que contempla experiências em sala de aula acompanhadas de análises a priori e a posteriori . Na análise das aprendizagens foi usada a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud, a qual proporcionou embasamento teórico para observar o processo de aprendizagem vivenciado pelos alunos. Os resultados obtidos ao longo do gradual processo de construção de uma régua numerada indicam que os alunos compreenderam os números fracionário no seu significado "medida" e também validam a seqüência didática que foi implementada em sala de aula. / This work presents a teaching experience with students from 6th grade at a private school in Porto Alegre and it aims to provoke the understanding of the fractional numbers concept through its meaning of "measure". The Didactic Engineering was used as a research methodology, grounded on classroom experiences and supported by a priori and a posterior analysis that can validate the teaching experiment. To carry out the analysis of student's learning, this study relied on the Conceptual Fields Theory of Vergnaud, which provides the theoretical framework for the identification of knowledge that students put into action during the activities. The results point to students understanding of the fractional number concept through a sequence involving didactic meaning "measure" of fractional numbers and also certify the teaching sequence applied in the classroom.

This study aims to examine the importance of oral communication in the math classroom. A study on how three teachers in math communicate medally with tools and focusing on speech in a fractional form. Methodologically, the teachers perspectives of oral communicative competence are explored through interviews and observations. Following questions have driven the study:  ”What are the math teachers' perceptions of the importance of oral communication for students focusing on speech in a fractional form?”, ”What mediating tools, such as metaphors, figures, symbols, pictures and characters use three mathematics teachers in grade five in the preparation of oral communication, and how do they succeed in focusing on speech?”, ”What are the similarities and differences between these three year courses regarding the choice of mediating tools and tools by these three teachers in oral form focusing on speech in a fractional form?”  The theoretical foundation of the study includes the ”Sociocultural perspective” as well as ”Mediation”, ”Perception”, ”The concept of brutal verbs in mathematics teaching”. The results presented here support the positive role of oral communication when teachers communicate medally with tools and focusing on speech in a fractional form in Swedish elementary schools.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-02Bitstream added on 2014-06-13T20:51:03Z : No. of bitstreams: 1 martinezpadua_pp_me_jabo.pdf: 231585 bytes, checksum: 719d0da0e793ed4ad3d44959f5accf9a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os rins desempenham papel fundamental no balanço de água e eletrólitos. Na doença renal crônica (DRC) a manutenção da homeostase de água e sódio é o primeiro problema a ser contornado pelo organismo e com o agravamento das lesões renais surgem outros problemas graves relacionados à homeostase de cálcio e fósforo. O presente estudo tem por escopo avaliar a excreção renal de cálcio, fósforo, sódio e potássio, e o perfil sérico destes eletrólitos em cães normais e em cães com DRC naturalmente adquirida. Foram avaliados três grupos de cães adultos, machos ou fêmeas, de raças variadas. Animais normais compuseram o grupo controle (G1) e os cães com DRC foram distribuídos em dois grupos de acordo com os estágios de comprometimento da função renal (G2 e G3, respectivamente, estágios 1-2 e estágios 3-4, descritos pela IRIS 2006 staging CKD). Os cães do G3 apresentaram aumento das concentrações séricas de cálcio ionizado e fósforo, além de diminuição da concentração sérica de sódio. Quanto à excreção renal dos eletrólitos analisados, os animais dos grupos G1 e G2 apresentaram diminuição de carga filtrada e aumento de excreção fracionada, mas as excreções urinárias não variaram significativamente. Os resultados são indicativos de que os rins de cães com DRC podem manter a excreção urinária dos eletrólitos em valores semelhantes aos dos normais. O mecanismo envolve aumento da excreção fracionada à medida em que haja diminuição da filtração glomerular. Esse processo de compensação, entretanto, pode perder a eficiência nos estágios mais avançados da enfermidade no que se refere à manutenção das concentrações séricas de fósforo e sódio. / The kidneys play a fundamental role in the balance of water and electrolytes. In chronic kidney disease (CKD), the first problem to be solved by the organism is to maintain water and sodium homeostasis and, with the worsening of the renal injuries, other severe problems related to the calcium and phosphorus homeostasis emerge. The present study has as a purpose to evaluate the renal excretion and serum profile of calcium, phosphorus, sodium and potassium in healthy dogs and in dogs with naturally acquired CKD. Three groups of adult male and female dogs of varied breeds were evaluated. Normal animals were in the control group (G1) and the CKD dogs were distributed in two groups in accordance with the stage of renal function impairment (G2 e G3, respectively, stages 1-2 and stages 3-4, proposed by IRIS 2006 staging CKD). The G3 dogs showed increased serum levels of ionized calcium and phosphorus, in addition to the reduction of sodium level. Regarding the renal excretion of the analyzed electrolytes, G1 and G2 groups of animals showed a decrease of filtered load and increase of fractional excretion, yet there were no significant variations on the urinary excretions. The results suggest that the kidneys of the CKD dogs can maintain similar values of electrolytes urinary excretion as the normal dogs do. The mechanism involves an increase of fractional excretion while glomerular filtration decreases. This compensation process, however, can lose its efficiency in the later stages of the disease, in relation to the maintenance of phosphorus and sodium serum levels.

Made available in DSpace on 2015-05-07T15:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1505318 bytes, checksum: 34bf6c30d7e79c90466e1d47989de135 (MD5) Previous issue date: 2010-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main purpose of the present study is to identify potential problems, limitations and prospects in the teaching of fractional numbers in the 5th and 6th years of primary education, focusing on observation and analysis of the methodological approaches adopted by teachers of a Cajazeiras basic education school, to analyze how the contents related to fractional numbers are taught in these years. In particular, we verify if the teaching practices of teachers promoted the application of that knowledge to the content of other disciplines or to real-world situations or whether they referred to them. In order to achieve these objectives, we have developed a qualitative research, based on a case study, aiming to expand our understanding on the causes of learning difficulties of students, considering the methodological practice of the teacher. In our theoretical framework, we have used the contributions of several authors, such as: Nunes and Bryant (1997), Merlini (2005), Moutinho (2005), Silva (1997), Santos (2005), Toledo and Toledo (1997), among others, who have developed studies on fractional numbers. Field research was conducted at first by applying a questionnaire to two professors, research subjects, in order to describe their profile. Secondly, we have analyzed the textbooks used in class by those teachers, linking them with the content of their lesson plans and, finally we have also observed the classes given by those teachers. Our analysis revealed that improved training in mathematics by students of basic education, particularly those belonging to primary school, does not depend on individual actions, but on a set of actions which aim dynamism in the teaching of mathematics. The objective of the pedagogical knowledge of the teacher is to lead students to realize that mathematics is part of their daily lives, since mathematical elements are always present in the social-cultural context of the student, which promote the understanding of such elements, that is, allow the construction of meaning to what the student learns. The elaboration of meanings helps to establish the relationship between mathematical concepts and their applicability in situations outside the classroom. It is important to present mathematical knowledge to students as historically constructed and constantly evolving, as opposed to the most frequently used practice in mathematics teaching. / O presente trabalho teve como objetivo central identificar os possíveis problemas, limitações e perspectivas para o ensino de números fracionários no 5° e no 6° anos do Ensino Fundamental, tomando como foco de observação e análise as abordagens metodológicas adotadas por docentes do Ensino Fundamental de uma escola cajazeirense, a fim de analisar como são ensinados os conteúdos relativos aos números fracionários nesses anos. Em particular, procuramos verificar, se as práticas de ensino dos professores promoviam a aplicação desses conhecimentos a conteúdos de outras disciplinas, ou situações do cotidiano ou, ainda, se a elas faziam referência. Para o alcance de tais objetivos, desenvolvemos uma pesquisa de natureza qualitativa, com base em um Estudo de Caso, visando ampliar nossa compreensão acerca das causas das dificuldades de aprendizagem dos alunos, considerando o viés da prática metodológica do professor. No nosso referencial teórico, foram utilizadas as contribuições de vários autores como: Nunes e Bryant (1997), Merlini (2005), Moutinho (2005), Silva (1997), Santos (2005), Toledo e Toledo (1997), dentre outros, que fizeram um estudo sobre os números fracionários. A pesquisa de campo foi realizada num primeiro momento com a aplicação de um questionário junto a dois professores, sujeito da pesquisa, a fim de traçarmos o perfil dos mesmos. Num segundo momento, buscou-se analisar os livros didáticos utilizado nas salas de aula, por estes professores, relacionando-os com o conteúdo dos seus planos de aula e, por último, utilizamos também das observações das aulas desse professores. Nossas análises revelaram que a melhoria da formação matemática dos alunos da Educação Básica e, em particular, do Ensino Fundamental, não depende de ações isoladas, mas de um conjunto de ações que visem à dinamização do ensino de Matemática. O fazer pedagógico do professor precisa ter como objetivo, levar o aluno a perceber que a Matemática faz parte do seu dia-a-dia, uma vez que no contexto sócio-cultural, no qual o aluno está inserido, os elementos matemáticos estão sempre presentes, e promovem a compreensão de tais elementos, isto é, possibilitam a construção de significado para aquilo que o aluno aprende. A elaboração de significados auxilia o estabelecimento de relações entre conceitos matemáticos e sua aplicabilidade em situações fora da sala de aula. É importante que o conhecimento matemático seja apresentado aos alunos como sendo historicamente construído e em permanente evolução, em contraposição à prática mais frequente no ensino de Matemática.

Orientadora: Marileda Bonafim Carvalho / Banca: Flávio Ruas de Moraes / Banca: Sandra Regina Ribeiro da Silva / Resumo: Os rins desempenham papel fundamental no balanço de água e eletrólitos. Na doença renal crônica (DRC) a manutenção da homeostase de água e sódio é o primeiro problema a ser contornado pelo organismo e com o agravamento das lesões renais surgem outros problemas graves relacionados à homeostase de cálcio e fósforo. O presente estudo tem por escopo avaliar a excreção renal de cálcio, fósforo, sódio e potássio, e o perfil sérico destes eletrólitos em cães normais e em cães com DRC naturalmente adquirida. Foram avaliados três grupos de cães adultos, machos ou fêmeas, de raças variadas. Animais normais compuseram o grupo controle (G1) e os cães com DRC foram distribuídos em dois grupos de acordo com os estágios de comprometimento da função renal (G2 e G3, respectivamente, estágios 1-2 e estágios 3-4, descritos pela IRIS 2006 staging CKD). Os cães do G3 apresentaram aumento das concentrações séricas de cálcio ionizado e fósforo, além de diminuição da concentração sérica de sódio. Quanto à excreção renal dos eletrólitos analisados, os animais dos grupos G1 e G2 apresentaram diminuição de carga filtrada e aumento de excreção fracionada, mas as excreções urinárias não variaram significativamente. Os resultados são indicativos de que os rins de cães com DRC podem manter a excreção urinária dos eletrólitos em valores semelhantes aos dos normais. O mecanismo envolve aumento da excreção fracionada à medida em que haja diminuição da filtração glomerular. Esse processo de compensação, entretanto, pode perder a eficiência nos estágios mais avançados da enfermidade no que se refere à manutenção das concentrações séricas de fósforo e sódio. / Abstract: The kidneys play a fundamental role in the balance of water and electrolytes. In chronic kidney disease (CKD), the first problem to be solved by the organism is to maintain water and sodium homeostasis and, with the worsening of the renal injuries, other severe problems related to the calcium and phosphorus homeostasis emerge. The present study has as a purpose to evaluate the renal excretion and serum profile of calcium, phosphorus, sodium and potassium in healthy dogs and in dogs with naturally acquired CKD. Three groups of adult male and female dogs of varied breeds were evaluated. Normal animals were in the control group (G1) and the CKD dogs were distributed in two groups in accordance with the stage of renal function impairment (G2 e G3, respectively, stages 1-2 and stages 3-4, proposed by IRIS 2006 staging CKD). The G3 dogs showed increased serum levels of ionized calcium and phosphorus, in addition to the reduction of sodium level. Regarding the renal excretion of the analyzed electrolytes, G1 and G2 groups of animals showed a decrease of filtered load and increase of fractional excretion, yet there were no significant variations on the urinary excretions. The results suggest that the kidneys of the CKD dogs can maintain similar values of electrolytes urinary excretion as the normal dogs do. The mechanism involves an increase of fractional excretion while glomerular filtration decreases. This compensation process, however, can lose its efficiency in the later stages of the disease, in relation to the maintenance of phosphorus and sodium serum levels. / Mestre

Orientador: Rubens de Figueiredo Camargo / Coorientador: Paulo Fernando de Arruda Mancera / Banca: Edmundo de Oliveira Capela / Banca: Alexys Bruno Alfonso / Resumo: Este trabalho trata do Cálculo Fracionário e suas aplicações em problemas biológicos. Nas aplicações nos concentramos no sistema de Lotka-Volterra clássico e fracionário, para depois analisar o controle biológico da praga da cana-de-açúcar. Como trabalho futuro, propomos analisar as aplicações do sistema de Lotka-Volterra fracionário em problemas reais do câncer, com saturação de crescimento tumoral enfocando tratamento quimioterápico / Abstract: This work is about Fractional Calculus and its applications in biological problems. In the applications we focus on the classical Lotka-Volterra system and into the corresponding fractional order version to examine the biological control of sugar cane's pest. As future work, we analyze the fractional system in real problems of cancer, with saturation of tumor growth with a focus on chemotherapy / Mestre

O objetivo deste trabalho é realizar uma análise sobre a cinética de nêutrons utilizando um modelo fracionário, recente na literatura. Este novo modelo envolve uma nova relação constitutiva entre a corrente de nêutrons e o fluxo escalar de nêutrons, em que uma das suposições realizada para a relação constitutiva clássica (lei de Fick) não é feita: a densidade de corrente não mais é irrelevante se comparada `a taxa de colisão. Ao considerar esta hipótese, este novo modelo aqui apresentado se torna mais abrangente que o modelo fickiano clássico. Para manter o caráter geral do modelo é considerado um operador diferencial de ordem fracionaria em sua dedução, o que acresce ao modelo dois novos parâmetros: o tempo de relaxação e a ordem da derivada fracionária. Considerando este modelo, é realizada a dedução das equações de cinética de nêutrons, com ênfase na cinética pontual de nêutrons. A equação fracionária de cinética pontual de nêutrons é resolvida analiticamente através do método da decomposição, a fim de estudar o novo modelo minimizando os erros numéricos. Os resultados obtidos através desta metodologia são comparados com os resultados clássicos em diversos casos, com a finalidade de analisar a influência dos parâmetros fracionários no modelo. / The objective of this work is to make an analysis about the neutron kinetics using a recent model on the literature. This new model involves a new constitutive relation between the neutron current and the neutron scalar flux, in which one of the simplifications made to find the classical constitutive relation (Fick’s law) is not considered: the current density no longer is irrelevant as compared to the collision rate. By considering this hypothesis, this new model here presented becomes more general than the classic fickian model. In order to keep the general property of the model, a differential operator with fractional order is considered in its deduction, which adds two new parameters to the model: the relaxation time and the fractional derivative order. Considering this model, the neutron kinetics equations are deduced, with emphasis on the neutron point kinetics. The neutron point kinetic equation is analytically solved by the Adomian’s decomposition method, in order to study the new model minimizing numerical errors. The results obtained by this methodology are compared to the classic results in several cases, in order to analyse the fractional parameters influences to the model.

O glicerol é gerado em grandes quantidades durante a produção de biodiesel e tem se tornado um substrato potencialmente atrativo para a produção bacteriana de produtos de valor agregado, tais como 1,3-Propanodiol (1,3-PD), etanol, hidrogênio e outros. O presente trabalho teve como objetivo a produção de hidrogênio, 1,3-PD e etanol utilizando glicerol residual obtido da síntese do biodiesel. A primeira parte do trabalho visou à produção de hidrogênio utilizando glicerol residual. Nesta etapa, o consórcio microbiano ambiental foi submetido a diferentes tratamentos (ácido, básico, choque térmico, congelamento e descongelamento e dessecação). Os resultados mostraram que a maior produção de hidrogênio ocorreu com o consórcio tratado com dessecação e choque térmico, com produções de 34,2 % mol e 27,3 % mol, respectivamente. A otimização da produção de hidrogênio foi realizada utilizando planejamento experimental e alcançou uma produção máxima de 45 % mol. A próxima etapa do projeto foi isolar as bactérias presentes no consórcio microbiano ambiental. Experimentos em biorreatores foram realizados utilizando glicerol puro e glicerol residual e os resultados mostraram que houve a completa degradação do glicerol pelas bactérias do consórcio e também a produção de 1,3-PD, hidrogênio e ácidos. Nesta etapa, 32 bactérias foram isoladas e testadas para a produção de bioprodutos em experimentos em aerobiose e anaerobiose. Quatro bactérias foram selecionadas e o seqüenciamento do gene foi identificado por 16S rRNA identificou três dos isolados como Klebsiella pneumoniae e um isolado como Pantoea agglomerans. Dentre as quatro bactérias, uma cepa, nomeada como K. pneumoniae BLh-1, foi selecionada para os trabalhos posteriores. Para otimização das condições de cultivo, utilizou-se a seleção de variáveis através do delineamento experimental Plackett Burman (P-B) avaliando a produção de 1,3-PD. Sete variáveis foram estatisticamente significativas e um novo planejamento fracionário 27-3 foi realizado com a finalidade de otimizar o meio de produção. Experimentos em biorreatores mostraram que a produção em bioreator com pH controlado com o meio otimizado no planejamento alcançou uma produção máxima de 23,80 g/L de 1,3-PD com produção de 12,30 g/L de etanol. Os ensaios com alimentação de glicerol residual mostraram que altas taxas de alimentação causam acúmulo de glicerol e diminuem a produtividade de 1,3-PD e etanol. Os estudos utilizando fluorescência 2D e modelo quimiométrico foram aplicados para avaliar as mudanças metabólicas nos cultivos aeróbios e anaeróbios. Os resultados mostraram que houve diferença nas regiões de NADH e riboflavinas ambas associadas ao metabolismo do microorganismo. / Glycerol is generated in large amounts during biodiesel production and it is becoming a potentially attractive substrate for bacterial production for value-added products such as 1,3-propanediol (1,3-PD), ethanol, hydrogen, among others. This work aimed at studying the production of hydrogen, 1,3-PD and ethanol using the raw glycerol obtained by biodiesel synthesis. The first steps were to produce hydrogen using raw glycerol. At this step, the environmental microbial consortium was submitted to different pretreatments (acid, base, heat shock, dry heat and desiccation, freezing and thawing). The results showed that dry heat and desiccation had the higher hydrogen production followed by heat shock with production of 34.2 % mol and 27.3 % mol, respectively.The optimization of hydrogen production was performed using experimental design and had a maximum hydrogen production of 45 % mol. The next spet of this project was to isolate the bacteria present in an environmental microbial consortium. Experiments in bioreactors with the microbial consortium using raw and pure glycerol were carried out and the results showed that there was a complete glycerol degradation by microbial bacteria with productions of 1,3-PD, hydrogen and acids. In this step, 32 bacteria were isolated and tested separately for by-products production under aerobic and anaerobic conditions. Four bacteria were selected and sequence gene realized by 16 S rRNA, three of them were identified as Klebsiella pneumoniae and one isolate identified as Pantoea agglomerans. Among the four bacteria, the strain K. pneumoniae BLh-1 were selected for further experiments. Plackett Burman (P-B) experimental procedure was used for assessing the production of 1,3-PD. Seven variables were statistically significant and a new 27-3 fractional design was conducted with the aim of optimizing culture conditions. Bioreactors experiments using the optimized culture conditions showed that production in bioreactor with controlled pH reached a maximal 1,3-PD production of 23.80 g/L with 12.30 g/L of ethanol. The fed-batch experiments showed that high feeding rates caused glycerol to accumulated in the medium and the1,3-PD and ethanol productivity decreased. The 2D fluorescence metodology was applied in order to study the anaerobic-aerobic changes on K. pneumoniae metabolism. The results showed a significant difference on NADH and riboflavin fluorescence that are fluorescence regions associated to metabolism.