This thesis is dedicated to educational programs in Bečov Botanic Garden. The aim of this thesis was to extend the current offer to other botanical themes. Dendrological themes were selected for new educational programs. In total, three new educational programs were created. The first one is dealing with conifers, the second with cones of conifers and the third with broad-leaved species. All new programs include worksheets and methodological instruction for lectures and teachers. Tutorial tools (determination key, scale, educational box) were also created for the cone educational program.

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

The aim of this thesis was to create a teaching programme on the principles of research oriented teaching on the topic called ?Aromatic compounds substances in spices?. This programme could be used in the lessons and examine the level of students' knowledge gained after passing such training. The educational program was applied in two groups of respondents, one of which attended lessons where a research oriented teaching approach was used, working with a specially created worksheet. On the contrary, the second group attended lessons of frontal teaching. Then a comparative survey for these groups was conducted in a didactic test. A statistically significant difference of observed results was tested in Student t-test at the significance level of 0.05. In terms of statistical evaluation of the results of both tested groups was obvious the influence of research-oriented teaching on student's knowledge level.

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

The aim of 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.

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

Orientador: Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:13:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fujiki_TatianaLie_M.pdf: 4171897 bytes, checksum: 8d38eee477ead69185c0d88b51cbeccd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A demanda de mercado com relação à qualidade dos produtos, à produtividade e lucratividade dos processos e à questão ambiental tem forçado as indústrias a buscar melhorias nos processos. Com esta finalidade, os engenheiros têm buscado no Controle de Processos soluções para sistemas não lineares e/ou transientes. Sistemas de controle avançados, baseados em Redes Neurais Artificiais (RNA), por serem adequados para modelar relações não lineares, podem ser indicados como soluções para estes casos. Neste trabalho, as equações algébricas de um modelo neural foram implementadas numa planilha do Microsoft Excel. O modelo neural foi treinado com o algoritmo de Levenberg- Marquardt, utilizando o toolbox de redes neurais do MATLAB e os pesos e bias encontrados foram inseridos na planilha. O monitoramento do sistema foi feito através de uma rede digital Fieldbus, configurada através do software Syscon. O sistema supervisório utilizado foi o Indusoft Web Studio, sendo a comunicação entre estes dois programas feita através do protocolo Ole for Process Control (OPC). A atualização das variáveis de entrada do modelo neural foi realizada através do sistema Open Data Base Connectivity (ODBC), responsável pela troca de informações entre o Indusoft e o Excel. A variável controlada um instante de amostragem à frente é automaticamente calculada a cada instante de amostragem e usada como função-objetivo no Solver do Excel (minimizar o erro quadrático). Restrições foram adicionadas ao método do gradiente descendente generalizado para que uma solução adequada fosse encontrada dentro de uma faixa de valores da variável manipulada. Como caso-estudo, este sistema de controle alternativo foi utilizado para controlar a temperatura interna de um tanque de precipitação de bromelina com etanol a frio, para evitar desnaturação da enzima. O processo de precipitação a partir de caldo de abacaxi foi realizado num tanque encamisado operando em regime de batelada alimentada, com agitação constante. O controle da temperatura do meio precipitante é feito através da manipulação da rotação da bomba de fluido refrigerante (propilenoglicol). Dados experimentais (75% do banco de dados de ensaios em malha aberta) foram utilizados para treinar a rede feed forward multicamadas. As variáveis de entrada da RNA, atualizadas a cada 4 segundos, são: temperatura do etanol, temperatura do meio precipitante (variável controlada), temperaturas de entrada e de saída do propilenoglicol, nível de líquido, rotação da bomba de propilenoglicol (variável manipulada) e degrau na bomba de propilenoglicol. Na camada intermediária, a função de ativação tangente hiperbólica foi aplicada a 14 neurônios. A variável de saída da rede é a temperatura do meio um instante de amostragem à frente, com a função de ativação linear. Testes offline com dados não vistos no treinamento mostraram que a RNA foi capaz de prever a temperatura do tanque, já que os coeficientes angular e linear dos gráficos de dispersão (saída calculada versus saída real) aproximavam-se de um e zero, respectivamente. O controlador alternativo foi implementado e os resultados experimentais mostraram sua efetividade em manter a temperatura do meio em torno do set-point (5°C). / Abstract: Intelligent systems, based on Artificial Neural Networks (ANN) have been studied as alternative solutions for ill-defined plants or nonlinear and transient systems, due to the worldwide market requirements for high standard products and safe and environmentally friendly processes. In this work, the algebraic equations of a neural model were implemented in a Microsoft Excel worksheet. This ANN was previously trained with Levenberg-Marquardt algorithm, using the ANN toolbox of MATLAB and the optimized weights and biases were inserted in the worksheet as well. By means of a digital Fieldbus network architecture, configured by Syscon Software, the data acquisition and process control were performed. The Indusoft Web Studio was employed as supervisory software and the communication between these two softwares was achieved through Ole for Process Control protocol. Since the data acquisition system is supposed to update the ANN input variables in the worksheet, information is exported from Indusoft to Excel through Open Data Base Connectivity system, which was properly configured. The onestep-ahead controlled variable is automatically predicted every sample time and then used in the objective function of the Excel Solver (quadratic error minimization), implemented via Visual Basic programming. Restrictions were added to the quasi-Newton optimization method so that a smooth solution could be found inside a suitable range of the manipulated variable. As a case-study, this alternative system was implemented to control the temperature of a bromelain precipitation tank. The bromelain recovery from pineapple juice was carried out in a fed-batch stirred tank, using precipitation with ethanol at low temperature to avoid protein denaturation. The coolant (propylene glycol) flow rate was manipulated through a variable speed pump. Experimental data (75% of the database from open-loop tests) was used to train a multi-layered feed forward ANN. The ANN input layer variables, updated every 4 seconds, were chosen as follows: ethanol temperature, bulk temperature (controlled variable), coolant inlet temperature and coolant outlet temperature, liquid volume, pump flow rate (manipulated variable) and pump flow rate variation. In the hidden layer a hyperbolic tangent function was applied to 14 neurons. The output variable was the one-step-ahead bulk temperature, using the linear activation function. Offline tests with unseen data proved that the ANN successfully predicted the tank temperature, as the linear fitting slope coefficient of the dispersion plots (network output versus target vector) was close to the unity and the interception coefficient was around zero. The alternative controller was implemented and experimental results showed its effectiveness in maintaining the bulk temperature around the set-point (5°C). From the present results it was clearly shown that this methodology is a promising new way to face complex process control problems and the tendency is to increase their range of applicability in industrial processes. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Title: Renewable Energy Sources as Inspiration for Physics Experiments Author: Bc. Tomáš Kopřiva Department: Department of Physics Education Supervisor: RNDr. Petr Kácovský, Ph.D. Abstrakt: This thesis deals with a current issue of renewable resources of energy. It focuses on the Sun, wind and hydrogen as energy resources.The first part of the thesis provides a theoretical explanation to these resources and is followed by a practical part with the aim to explain this issue to students by using experiments included in worksheets. The theoretical part is focused on the minimal knowledge that is needed for completing the worksheets. This part also describes suitability of these resources in the context of the Czech Republic. The second part of the thesis is exclusively experimental. It describes educational kits that can be used to demonstrate renewable resources of energy. It also includes instructions to create worksheets. The attachment, which is part of the thesis, contains a set of worksheets and a CD which, among others, contains other worksheets filled in by students. Key words: renewable resources, worksheet, experiment, solar cell, fuel cell, wind turbine, efficiency

This diploma thesis is focused on deciduous trees in the teaching of botany at primary school. In the introduction, deciduous trees and their position in curricular documents are characterized. Theoretical-research work further describes selected forms and methods of teaching used in the teaching of deciduous trees, which were found by own observations during practice or by qualitative research by survey conducted in this work. On this basis, a semi-structured interview with three selected science teachers was created. The aim of the survey was to map and compare the teaching of deciduous trees and the collected data, but especially the opinions and attitudes of individual teachers. Of course, each teacher is an individual and the data obtained cannot be perceived as globally valid for all teachers. Only a more in-depth and wider examination would make demonstrating survey results more accurately possible. The aim of the work also was to analyse selected textbooks of science at the 2nd stage of elementary school in terms of the representation of deciduous trees, which are also used by the interviewed teachers. In the practical part, based on the data obtained from the interview, practical activities for teaching of deciduous trees were proposed. The last part of the work consisted of creating a...

A thesis Folk groups in Horácko and their influence on the child's interest in folk song follows my bachelor thesis Folk song in Horácko and its use in school and out of school activities of children. The aim of this thesis is to determine the effect of the folk groups on the children's interest in regional folk song and to create a set of worksheets and teachers sheets, which may help teachers to teach about regional culture. The first part of the thesis deals with maping and a brief characteristic of child folk groups in Horácko, their location, number of children in primary school age and a chracteristic of music and textual side of folk songs. The second part is an analysis of questionnaire construction in elementary schools in region Horácko, specifically in region Vysočina, which is dominant for this ethnographic region. It focuses on the research whether there is a folk group, whether children can attend folk group in their surroundings and what effect that has on the perception of regional folk song, their knowledge, favor or tolerance. The last part includes worksheets for children and methodical sheets for teachers that are thematicaly focussed on individual parts of the year. In total, it includes five topics assorted in one school year: autumn, winter, carnival, spring and summer. Songs...