Apoio cooperativo na sala de aula de matemática: uma experiência na Região Autónoma da Madeira

Nos dias de hoje, fruto de uma sociedade em constante mudança, é essencial que se procurem novas estratégias de ensino que se adeqúem às necessidades dos alunos. Para isso, é fundamental que os professores estejam recetivos às mudanças que têm de ser implementadas e que estejam disponíveis para tirar proveito das experiências e métodos de outros colegas. Para que aprender Matemática deixe de ser uma tarefa árdua é necessário recorrer a novas metodologias de ensino que permitam ao professor chegar a um número cada vez maior de alunos para acabar com a ideia de que “a Matemática é só para alguns”. O Apoio Cooperativo pode ser uma das ferramentas que poderá modificar a forma de ensinar Matemática, permitindo assim melhorar os resultados dos alunos nesta disciplina. Além disso, poderá também ter um papel muito importante no crescimento profissional dos professores. O ponto de partida para a realização deste estudo foi um projeto de Apoio Cooperativo no qual trabalhei durante dois anos, numa escolar da Região Autónoma da Madeira. O objetivo deste estudo consiste em tentar perceber em que medida a existência de um segundo professor de Matemática na sala de aula, desempenhando o papel de professor de apoio, pode influenciar o processo de ensino-aprendizagem dos alunos. Pretende-se também compreender se o trabalho colaborativo pode contribuir para o desenvolvimento profissional dos professores. Para o efeito foram elaborados inquéritos para os alunos de duas turmas da referida escola que participaram no projeto bem como todos os professores realizada um entrevista a uma professora do grupo de Matemática com o objetivo de confrontar as perceções do investigador, enquanto professor participante no projeto. Na sua essência, o Apoio Cooperativo procura novas dinâmicas que favoreçam o processo de ensino/aprendizagem, buscando um equilíbrio entre diversos fatores, tais como comportamento, realização de atividades práticas, cumprimento do programa e simplificação das aprendizagens dos alunos.

Estudo da concentração e do transporte de sedimentos em suspensão em cursos de água de montanha

O principal objectivo deste estudo foi o de verificar a aplicabilidade, às ribeiras da Ilha da Madeira, de técnicas indirectas de estimação do caudal e da concentração de sedimentos em suspensão e do seu emprego no cálculo do transporte sólido em suspensão nessas pequenas bacias de montanha. Particular ênfase é dada ao uso de traçadores químicos na determinação indirecta do caudal em cursos de água turbulentos com acentuados declives e à estimação da concentração de sedimentos em suspensão a partir de dados de turbidez da água, sendo tais técnicas aqui detalhadamente descritas. A campanha de medições da condutividade eléctrica e da turbidez da água realizada na Ribeira Seca do Faial, complementada pelos trabalhos realizados na Ribeira do Lajeado e na Ribeira de Santa Luzia, devido às suas grandes limitações em termos temporais e espaciais, não permitiu chegar a conclusões mais representativas sobre o transporte de sedimentos em suspensão na bacia hidrográfica em estudo. Ainda assim, os trabalhos de campo e em laboratório realizados possibilitaram confirmar a aplicabilidade das técnicas indirectas adoptadas na estimação de caudais e no estudo da concentração e do transporte de sedimentos em suspensão nesses cursos de água de montanha.

Investigação numérica do desempenho de um sensor de fibra ótica de índice de refração, baseado em SPR e utilizando COMSOL multiphysics

Esta tese é dedicada aos sensores de fibra ótica especificamente aos sensores baseados no fenómeno de ressonância de plasmão de superfície, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras óticas com configuração do tipo “D”, para aplicação em sensores refratométricos. Numa primeira parte desta dissertação são descritos os aspetos teóricos fundamentais para a compreensão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície e a sua utilização em sistemas sensores. Estes fenómenos ocorrem na superfície de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexão e transmissão de uma onda eletromagnética incidente (feixe luminoso), de uma forma que é fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medição das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonância com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulação destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia não só a obtenção dos espetros de transmissão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície, mas também a obtenção das distribuições do campo elétrico e magnético em função das dimensões do sensor. O COMSOL permitiu também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado índice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos métodos teóricos para os diferentes parâmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa é possível criar novos sensores em fibra ótica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parâmetros de ressonância e sensibilidade do sensor. A última fase do trabalho baseou-se na modelização de uma fibra cuja configuração seja tal que possa criar um pequeno efeito de antena e fazer com que parte da luz seja guiada para o exterior da fibra e possa interatuar com o meio externo para melhor sensibilidade.

Pontes metálicas em ambiente marítimo

O principal objectivo deste trabalho é fornecer um panorama geral sobre a metodologia a adoptar na reabilitação de pontes metálicas, em particular no que toca à avaliação de danos e reparação, e focar a importância destas obras de arte enquanto legado histórico. Neste sentido, primeiro é apresentada a evolução histórica das pontes metálicas, no mundo e em Portugal, particularmente ao nível de materiais e soluções estruturais. Em seguida, é apresentada uma síntese sobre os principais processos de deterioração e as metodologias a aplicar na reabilitação de pontes metálicas, incluindo a avaliação do estado de conservação e a reparação e protecção dos elementos metálicos. O capítulo da avaliação contém uma abordagem geral à inspecção visual, assim como aos métodos de ensaio não destrutivos e destrutivos que podem ser aplicados na avaliação do estado de conservação. O capítulo da reparação descreve os vários métodos de reparação, aspectos críticos da sua aplicação e campo de aplicação. No último capítulo, sintetizam-se os aspectos mais relevantes na protecção de elementos metálicos, fornecendo informação sobre os sistemas mais utilizados e indicações a ter em conta na sua selecção.

Obras marítimas de acostagem: o caso do porto de abrigo da Ilha do Porto Santo

O projecto e a execução de estruturas costeiras, marítimas e portuárias apresentam elavada complexidade, envolvendo a consideração de um grande número de factores e restrições e a utilização sinergética de conhecimentos oriundos de diferentes áreas do saber. Nesta dissertação, efectua-se inicialmente uma breve descrição das questões e preocupações que decorrem destas obras, bem como dos métodos de auxílio e validação dos cálculos utilizados no dimensionamento dessas estruturas, de modo a melhor aproximar o projecto à realidade, permitindo com isto antecipar e corrigir potenciais problemas. Além disso, nesta dissertação são apresentados os diferentes tipos de obras marítimas, as suas funções e os objectivos de cada uma delas, bem como os materiais utilizados e alguns dos seus métodos constructivos, descrevendo-se as diversas soluções que podem ser implementadas consoante as necessidades locais, a realidade económica existente e os materiais mais adequados a aplicar, sendo dada especial ênfase às obras marítimas de acostagem, tendo como caso de estudo a obra de recuperação do porto de abrigo da Ilha do Porto Santo, no Arquipélago da Madeira, sendo focados neste estudo os seus parâmetros essenciais, como o enquadramento climático e geográfico, os estudos preliminares e diagnósticos realizados, a caracterização da obra e da solução implementada, bem como a ordem de trabalhos e os meios necessários à sua execução. São também expostas as metodologias de cálculo das dimensões e do peso dos blocos de protecção e do enrocamento, bem como das espessuras das diferentes camadas por estes formadas, projectadas para dissipar a energia da agitação marítima, sendo ainda apresentados os resultados da aplicação de tais metodologias simplificadas de cálculo à obra de reabilitação portuária escolhida para este estudo.

Avaliação do risco de galgamento de estruturas portuárias: o caso do Porto de Ponta Delgada (Açores, Portugal)

A análise do galgamento de estruturas portuárias não só é importante para a avaliação da segurança de bens, pessoas e equipamentos e das atividades junto a elas desenvolvidas, como também a nível económico e financeiro. A finalidade deste trabalho é a aplicação da metodologia desenvolvida pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a avaliação do risco de galgamento de estruturas portuárias ao Porto de Ponta Delgada, Açores, num período de dois anos (2011 e 2012), para cinco secções nele enquadradas. A metodologia desenvolvida ao longo desde trabalho apresenta como componentes essenciais a caraterização da agitação marítima a que estão sujeitas as secções em estudo e o cálculo do caudal médio de galgamento por metro linear de estrutura. Estas duas variáveis, inicialmente estudadas e indispensáveis neste trabalho, são obtidas com base em dados de agitação marítima em águas profundas fornecidas pelo modelo regional de previsão de agitação WAVEWATCH III, que, acoplado ao modelo espetral SWAN e ao modelo de declive suave DREAMS, permite a obtenção da agitação marítima incidente na entrada do porto e no seu interior, respetivamente. Os resultados do modelo SWAN são validados mediante uma comparação com dados medidos in situ pela boia ondógrafo localizada ao largo da zona em estudo. Os parâmetros de agitação marítima obtidos para as cinco secções em análise permitem determinar o caudal médio de galgamento, com recurso à ferramenta NN_OVERTOPPING, baseada em redes neuronais.Em seguida, como resultado da combinação entre os valores de probabilidades e de consequências associadas, quando ultrapassado um determinado caudal médio de galgamento admissível anteriormente estabelecido para cada zona em estudo, é obtido um grau de risco de galgamento para cada zona analisada, o que permite criar um mapa de risco que servirá de informação para o planeamento de operações e de futuras intervenções nessa envolvente.

Criatividade e stress docente no 2º e 3º Ciclo do Ensino Básico

A criatividade desempenha um papel importante e de elevado potencial na sociedade atual e refere-se usualmente à capacidade de realizar produções novas e originais adaptadas às limitações de uma situação ou problema. O stress é também de crucial importância. De acordo com a literatura, o stress representa um fenómeno significativo pela responsabilidade na sua afetação quer o nível do comportamento quer o nível do desenvolvimento dos profissionais e pessoas em geral, sendo que neste estudo foca-se o stress na prática docente. Nesta linha de raciocínio, a presente investigação vai ao encontro de tentar perceber e estudar estes dois construtos, a criatividade e o stress, num contexto específico: a Educação e, mais propriamente, junto de docentes. Como tal, procurou-se compreender como ambos os conceitos se relacionam. Esta investigação tem como apoio dois instrumentos: a Escala de Personalidade Criativa – EPC (Jesus, et al, 2011; Garcês, 2013) e o Questionário de Stress nos Professores — QSP (Gomes et al., 2006; Gomes, 2007). Participaram 84 indivíduos, 72.6% do sexo feminino e 27.4% do sexo masculino. Os resultados apontam para a não existência de uma relação entre a criatividade e o stress docente, assim como uma não relação significativa entre as variáveis demográficas recolhidas e a criatividade. Contudo encontrou-se significância entre o género, a classe etária, o grupo disciplinar, o tempo de serviço e os hobbies com o stress. Conclui-se com a discussão e reflexão sobre os resultados obtidos como também as limitações inerentes ao estudo e sugestões futuras.

Statistical modelling of extreme rainfall in Madeira Island

Extreme rainfall events have triggered a significant number of flash floods in Madeira Island along its past and recent history. Madeira is a volcanic island where the spatial rainfall distribution is strongly affected by its rugged topography. In this thesis, annual maximum of daily rainfall data from 25 rain gauge stations located in Madeira Island were modelled by the generalised extreme value distribution. Also, the hypothesis of a Gumbel distribution was tested by two methods and the existence of a linear trend in both distributions parameters was analysed. Estimates for the 50– and 100–year return levels were also obtained. Still in an univariate context, the assumption that a distribution function belongs to the domain of attraction of an extreme value distribution for monthly maximum rainfall data was tested for the rainy season. The available data was then analysed in order to find the most suitable domain of attraction for the sampled distribution. In a different approach, a search for thresholds was also performed for daily rainfall values through a graphical analysis. In a multivariate context, a study was made on the dependence between extreme rainfall values from the considered stations based on Kendall’s τ measure. This study suggests the influence of factors such as altitude, slope orientation, distance between stations and their proximity of the sea on the spatial distribution of extreme rainfall. Groups of three pairwise associated stations were also obtained and an adjustment was made to a family of extreme value copulas involving the Marshall–Olkin family, whose parameters can be written as a function of Kendall’s τ association measures of the obtained pairs.