Aplicação de Inteligência Computacional para a Solução de Problemas Inversos de Transferência Radiativa em Meios Participantes Unidimensionais

Esta pesquisa consiste na solução do problema inverso de transferência radiativa para um meio participante (emissor, absorvedor e/ou espalhador) homogêneo unidimensional em uma camada, usando-se a combinação de rede neural artificial (RNA) com técnicas de otimização. A saída da RNA, devidamente treinada, apresenta os valores das propriedades radiativas [ω, τ0, ρ1 e ρ2] que são otimizadas através das seguintes técnicas: Particle Collision Algorithm (PCA), Algoritmos Genéticos (AG), Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) e Busca Tabu (BT). Os dados usados no treinamento da RNA são sintéticos, gerados através do problema direto sem a introdução de ruído. Os resultados obtidos unicamente pela RNA, apresentam um erro médio percentual menor que 1,64%, seria satisfatório, todavia para o tratamento usando-se as quatro técnicas de otimização citadas anteriormente, os resultados tornaram-se ainda melhores com erros percentuais menores que 0,04%, especialmente quando a otimização é feita por AG.

Estimativas a priori para problemas não lineares de condução de calor, com o uso da transformada de Kirchhoff.

Este trabalho apresenta uma estimativa a priori para o limite superior da distribuição de temperatura considerando um problema em regime permanente em um corpo com uma condutividade térmica dependente da temperatura. A discussão é realizada supondo que as condições de contorno são lineares (lei de Newton do resfriamento) e que a condutividade térmica é constante por partes (quando considerada como uma função da temperatura). Estas estimativas consistem em uma ferramenta poderosa que pode prescindir da necessidade de uma simulação numérica cara de um problema de transferência de calor não linear, sempre que for suficiente conhecer o valor mais alto de temperatura. Nestes casos, a metodologia proposta neste trabalho é mais eficaz do que as aproximações usuais que assumem tanto a condutividade térmica quanto as fontes de calor como constantes.

Implementação paralela de um código de elementos finitos em 2D para as Equações de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis com transporte de escalares.

O estudo do fluxo de água e do transporte escalar em reservatórios hidrelétricos é importante para a determinação da qualidade da água durante as fases iniciais do enchimento e durante a vida útil do reservatório. Neste contexto, um código de elementos finitos paralelo 2D foi implementado para resolver as equações de Navier-Stokes para fluido incompressível acopladas a transporte escalar, utilizando o modelo de programação de troca de mensagens, a fim de realizar simulações em um ambiente de cluster de computadores. A discretização espacial é baseada no elemento MINI, que satisfaz as condições de Babuska-Brezzi (BB), que permite uma formulação mista estável. Todas as estruturas de dados distribuídos necessárias nas diferentes fases do código, como pré-processamento, solução e pós-processamento, foram implementadas usando a biblioteca PETSc. Os sistemas lineares resultantes foram resolvidos usando o método da projeção discreto com fatoração LU por blocos. Para aumentar o desempenho paralelo na solução dos sistemas lineares, foi empregado o método de condensação estática para resolver a velocidade intermediária nos vértices e no centróide do elemento MINI separadamente. Os resultados de desempenho do método de condensação estática com a abordagem da solução do sistema completo foram comparados. Os testes mostraram que o método de condensação estática apresenta melhor desempenho para grandes problemas, às custas de maior uso de memória. O desempenho de outras partes do código também são apresentados.

EaD e Ciberespaço: um estudo sobre a Didática nos ambientes virtuais de aprendizagem e as possibilidades de construção de saberes

O presente trabalho de pesquisa investiga a didática, relacionando-a com as atividades educativas desenvolvidas intencionalmente nos ambientes virtuais de aprendizagem. O trabalho se desenvolve a partir do conceito de didática, compreendida como meios e mecanismos pelos quais se desenvolvem os processos de ensino-aprendizagem relacionados ao contexto sociociocultural. Utiliza-se como base teórica predominantemente, os conceitos de didática de Libâneo (1994, 2009, 2010, 2011, 2012), Candau (2003, 2011) e Pimenta (2011, 2013). Com relação ao contexto sociocultural utiliza-se Castells (2003, 2013), Lévy (1998, 2012), Lemos (2010) e Moore (2013). Investiga-se a sequência didática utilizada por duas instituições, através da coleta e análise das páginas web e dos planejamentos de curso disponibilizados nos AVA. Esta pesquisa situa-se no âmbito das pesquisas qualitativas e desta forma não houve uma estruturação rígida. Foi delineado um design mínimo para início do trabalho focando os aspectos da estruturação da aula virtual e dos elementos estruturais elencados por Libâneo. No decorrer da investigação foram adotados procedimentos de acordo com a realidade investigada. Observa-se que ambas as instituições apresentam uma sequência didática singular, com diferenças de concepção na sua elaboração. Percebe-se que, no ambiente online, a didática está sempre presente, embora tal qual no ambiente presencial, retratando as diferentes concepções de ensino.

De Mercator ao Googlemaps: Mapas colaborativos digitais no ensino e aprendizagem de geografia

Recentemente as tecnologias digitais de informação e comunicação vêm promovendo alterações na forma como os mapas são produzidos, o que pode ser uma fonte de renovação na educação geográfica em tempos de cibercultura. Nos últimos anos, aplicativos e sites voltados para o mapeamento on-line tornaram-se mais uma forma de expressão da cultura digital. Esta dissertação consiste em uma investigação acerca das possíveis mediações das cartografias multimídias e colaborativas, construídas através de interfaces da internet, em processos de ensino e aprendizagem de geografia. Os mapas colaborativos digitais são representações cartográficas produzidas de forma interativa, descentralizada e em rede. Eles permitem a inserção colaborativa de conteúdos hipermidiáticos (textos, fotos, vídeos) georreferenciados e constituem uma forma alternativa e potencialmente subversiva de produção cartográfica. A pesquisa realizada com alunos do nono ano de uma escola da Rede Municipal de Itaboraí se deu a partir do desenvolvimento de um projeto de mapeamento da região onde os alunos vivem. Os resultados revelaram que estas práticas cartográficas podem contribuir para a superação do atual mal-estar na relação entre jovens e a cultura escolar, bem como favorecer a construção de práticas pedagógicas comprometidas com a formação de cidadãos críticos e engajados.

Agrupamento espacial em robótica de enxame.

Os Sistemas Multi-Robôs proporcionam vantagens sobre um robô individual, quando da realização de uma tarefa com maiores velocidade, precisão e tolerância a falhas. Os estudos dos comportamentos sociais na natureza têm permitido desenvolver algoritmos bio-inspirados úteis na área da robótica de enxame. Seguindo instruções simples e repetitivas, grupos de robôs, fisicamente limitados, conseguem solucionar problemas complexos. Quando existem duas ou mais tarefas a serem realizadas e o conjunto de robôs é heterogêneo, é possível agrupá-los de acordo com as funcionalidades neles disponíveis. No caso em que o conjunto de robôs é homogêneo, o agrupamento pode ser realizado considerando a posição relativa do robô em relação a uma tarefa ou acrescentando alguma característica distintiva. Nesta dissertação, é proposta uma técnica de clusterização espacial baseada simplesmente na comunicação local de robôs. Por meio de troca de mensagens entre os robôs vizinhos, esta técnica permite formar grupos de robôs espacialmente próximos sem precisar movimentar os robôs. Baseando-se nos métodos de clusterização de fichas, a técnica proposta emprega a noção de fichas virtuais, que são chamadas de cargas, sendo que uma carga pode ser estática ou dinâmica. Se uma carga é estática permite determinar a classe à qual um robô pertence. Dependendo da quantidade e do peso das cargas disponíveis no sistema, os robôs intercambiam informações até alcançar uma disposição homogênea de cargas. Quando as cargas se tornam estacionárias, é calculada uma densidade que permite guiar aquelas que estão ainda em movimento. Durante as experiências, foi observado visualmente que as cargas com maior peso acabam se agrupando primeiro enquanto aquelas com menor peso continuam se deslocando no enxame, até que estas cargas formem faixas de densidades diferenciadas para cada classe, alcançando assim o objetivo final que é a clusterização dos robôs.

Simulação de problemas de transferência de calor em regime permanente com uma relação entre condutividade térmica e temperatura constante por partes.

Este trabalho estuda a transferência de calor por condução considerando a condutividade térmica como uma função constante por partes da temperatura. Esta relação, embora fisicamente mais realista que supor a condutividade térmica constante, permite obter uma forma explícita bem simples para a inversa da Transformada de Kirchhoff (empregada para tratar a não linearidade do problema). Como exemplo, apresenta-se uma solução exata para um problema com simetria esférica. Em seguida, propôe-se uma formulação variacional (com unicidade demonstrada) que introduz um funcional cuja minimização é equivalente à solução do problema na forma forte. Finalmente compara-se uma solução exata obtida pela inversa da Transformada de Kirchhoff com a solução obtida via formulação variacional.

Formulação teórica dos fundamentos da otimização global topográfica com análise de desempenho e aplicações à estabilidade de fases de misturas termodinâmicas

Métodos de otimização que utilizam condições de otimalidade de primeira e/ou segunda ordem são conhecidos por serem eficientes. Comumente, esses métodos iterativos são desenvolvidos e analisados à luz da análise matemática do espaço euclidiano n-dimensional, cuja natureza é de caráter local. Consequentemente, esses métodos levam a algoritmos iterativos que executam apenas as buscas locais. Assim, a aplicação de tais algoritmos para o cálculo de minimizadores globais de uma função não linear,especialmente não-convexas e multimodais, depende fortemente da localização dos pontos de partida. O método de Otimização Global Topográfico é um algoritmo de agrupamento, que utiliza uma abordagem baseada em conceitos elementares da teoria dos grafos, a fim de gerar bons pontos de partida para os métodos de busca local, a partir de pontos distribuídos de modo uniforme no interior da região viável. Este trabalho tem dois objetivos. O primeiro é realizar uma nova abordagem sobre método de Otimização Global Topográfica, onde, pela primeira vez, seus fundamentos são formalmente descritos e suas propriedades básicas são matematicamente comprovadas. Neste contexto, propõe-se uma fórmula semi-empírica para calcular o parâmetro chave deste algoritmo de agrupamento, e, usando um método robusto e eficiente de direções viáveis por pontos-interiores, estendemos o uso do método de Otimização Global Topográfica a problemas com restrições de desigualdade. O segundo objetivo é a aplicação deste método para a análise de estabilidade de fase em misturas termodinâmicas,o qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. A solução deste problema de otimização global é necessária para o cálculo do equilíbrio de fases, que é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Além disso, afim de ter uma avaliação inicial do potencial dessa técnica, primeiro vamos resolver 70 problemas testes, e então comparar o desempenho do método proposto aqui com o solver MIDACO, um poderoso software recentemente introduzido no campo da otimização global.

Interação em processos de construção compartilhada do conhecimento: uma experiência de educação a distância com enfermeiros da saúde da família

A educação a distância (EAD) é uma importante estratégia na realização de atividades de educação permanente em saúde. Contudo, as raízes pedagógicas de muitas destas práticas convergem para a reapresentação de uma educação tradicional e transmissora, sobretudo pela inexistência de momentos de interação social que possibilitem a troca e o compartilhamento de saberes. Neste sentido, os fóruns on line são considerados um importante recurso para promover um cenário interativo e estimular processos de construção compartilhada do conhecimento (CCC). Nesta pesquisa, defende-se a tese de que dentro da lógica dos processos de educação permanente em saúde, o fórum representa uma ferramenta interativa e possibilita a construção de saberes compartilhados. Assim, o objetivo geral é analisar os fóruns interativos como espaço de processos de ensino-aprendizagem entre enfermeiros da Estratégia de Saúde da Família em um curso de especialização em saúde da família a distância. Além disso, são objetivos específicos desta pesquisa: compreender a política e os projetos de educação permanente em saúde no Brasil; observar as interações sugestivas de processos de construção compartilhada do conhecimento entre alunos e tutores; analisar a percepção dos discentes do curso sobre o fórum interativo e as possíveis repercussões deste em sua prática profissional. A metodologia escolhidabaseia-se no estudo de caso. Na coleta de dados, foram utilizados questionários on line e análise dos fóruns temáticos das disciplinas do curso, segundo análise de suas redes sociais. Tal análise desdobrou-se na construção de três categorias: as relações comunicacionais e os processos interativos como essencialidades da CCC; a formação de grupos as redes sociais na EAD; o tutor como mediador do espaço virtual. Observou-se, neste estudo, que a construção das redes sociais dentro de uma turma de EAD obedece à mesma lógica daquelas construídas presencialmente, ou seja, é baseada na identificação com o grupo e na aceitação de ideias expostas por um determinado coletivo. Os tutores possuem papel essencial na formação das redes sociais e, também, no surgimento das relações dialógicas. As relações de cooperação dentro dos fóruns interativos indicam a existência de processos de CCC; contudo, assim como nas relações presenciais, é impossível dimensionar a influência e as consequências sociais destas construções na vida dos sujeitos. Conclui-se que o fórum possibilita a existência de relações comunicacionais, porém os desdobramentos interativos, bem como os processos de CCC, dependem, não só do instrumento utilizado, mas de outros fatores, como o estímulo do professor-tutor, a participação dos alunos e a criação de redes sociais cooperativas.

Perspectivas para o Ensino de Contabilidade: uma Contribuição para o Estudo Sobre a Utilização do Computador no Processo Ensino-Aprendizagem

Este trabalho tem por objetivo levantar dados que permitam avaliar a qualidade do ensino nos Cursos de Ciências Contábeis. Dois aspectos são abordados dentre aqueles considerados como problema na atual estrutura dos cursos oferecidos pelas Instituições de Ensino Superior IES. O primeiro procura focalizar os conceitos relativos às questões pedagógicas, particularmente sobre a metodologia de ensino a ser adotada. Pretende-se mostrar a necessidade de um rompimento com a forma tradicional de se ministrar aulas, que é centrada no professor. Considerando todas as mudanças pela qual o mundo está passando e que determina uma mudança radical no perfil do formando na era da informação. O segundo aspecto é o de identificar o estado em que se encontram as IES no que diz respeito a apropriação da informática pelo ensino, a começar pela identificação da existência dos equipamentos à disposição de professores e alunos.

Identificando a Educação Ambiental nas escolas municipais de Cabo Frio: uma reflexão sobre práticas pedagógicas

Neste trabalho nos propomos a investigar quais significados o professor atribui à Educação Ambiental e a partir desses significados, conhecer como esse conceito se insere em suas percepções sobre as práticas pedagógicas. Embora a Educação Ambiental não seja uma atribuição exclusiva da escola, optamos por colocar o professor como foco de nossa pesquisa por ele ter a oportunidade de trabalhar com a construção de conhecimentos, contribuindo para a formação de alunos mais questionadores. Tomamos como sujeitos participantes desse estudo, professores do Ensino Fundamental do segundo ciclo e do Ensino Médio das escolas municipais de Cabo Frio. No trajeto metodológico que adotamos, a construção de dados começou a partir do preenchimento de questionários semiabertos respondidos durante os anos letivos de 2013 e 2014. Optamos por apresentar os resultados em dois capítulos: um com análise quantitativa dos dados e outro contendo uma descrição analítica baseada na análise de conteúdo. As interpretações dos significados atribuídos à Educação Ambiental por estes professores e como esses significados se refletem em suas percepções sobre as atividades em sala de aula nos permitiu classificar suas práticas pedagógicas nas categorias da cartografia das correntes de Educação Ambiental de Lucie Sauvé e desta forma, ter um panorama de qual corrente predomina nas escolas pesquisadas. Concluímos que, em sua maioria, os professores que desenvolvem a Educação Ambiental trabalham de forma que o aluno possa perceber a importância de se conservar o meio ambiente ao seu entorno, e desta forma a Educação Ambiental apresenta um significado muito próximo da corrente conservadora descrita pela autora. Esta importância é determinada pelo professor, mas não dispersa de sentido, pois os docentes envolvidos buscam o estabelecimento de um processo de ensino-aprendizagem que leve em conta questões mais próximas à realidade do aluno. Esse trabalho é recente, iniciado nos últimos 3 anos e promovido principalmente na forma de projetos. Acreditamos que há necessidade de uma reflexão sobre os parâmetros que devam nortear o ensino da Educação Ambiental de forma mais sistemática nessas escolas, com uma orientação contínua dada a importância que o tema merece, uma vez que a transformação negativa do meio ambiente é uma forma de agressão coletiva, capaz de repercutir na vida de toda a humanidade.

Programa de Promoção das Habilidades Sociais de alunos não falantes tendo como interlocutores graduandas em Pedagogia

Na interação social bem sucedida é fundamental que os interlocutores sejam capazes de exibir habilidades sociais. O objetivo geral foi planejar e avaliar um Programa de Promoção de Habilidades Sociais para Alunos Não Oralizados (PPHSANO), tendo como ponto de partida o desenvolvimento de um Curso de Habilidades Sociais e Educação Especial junto a alunas graduandas em Pedagogia. Participaram da pesquisa 10 alunas da Graduação em Pedagogia de Universidade Pública e 07 alunos com paralisia cerebral não oralizados que frequentam uma escola especial do município do Rio de Janeiro. A metodologia proposta foi composta de dois estudos interligados: A Formação Inicial dos Alunos de Graduação em Pedagogia através do curso Educação Especial e Habilidades Sociais e o Programa de Promoção de Habilidades Sociais dos Alunos Não Oralizados. As aulas, de ambos os Estudos, tiveram uma metodologia baseada em exposições didáticas, técnicas cognitivas e comportamentais, vivências, elaboração de atividades com recursos da Comunicação Alternativa. A carga horária do curso desenvolvido no Estudo I foi de 44 horas. Os resultados revelaram que as estratégias utilizadas no curso foram vistas como positivas pelas graduandas, pelo seu caráter lúdico e aplicado, permitindo a prática de habilidades importantes na atuação profissional, tais como o planejamento e execução de vivências grupais. Através da análise dos dados do IHS-Del-Prette (2011), concluiu-se que houve avanço significativo em Enfrentamento e Autoafirmação com Risco, na Autoafirmação na Expressão de Sentimento Positivo, na Conversação e Desenvoltura Social, na Auto exposição a Desconhecidos e Situações Novas e, com menor intensidade em Autocontrole da Agressividade. O questionário diagnóstico demonstrou mediante a análise das categorias que as graduandas, de modo geral, possuíam uma percepção satisfatória dos conceitos. Contudo, ressalta-se que houve uma ampliação dos conceitos, da sua aplicabilidade e essencialmente do papel do interlocutor na promoção das Habilidades Sociais. Os relatos, ao fim do curso, sugeriram também algumas mudanças no repertório pessoal de habilidades sociais. A avaliação multimodal dos alunos não oralizados, realizada no final do Estudo I, apontou déficits no repertório de habilidades sociais dos participantes e contribuiu para o planejamento do PPHSANO que foi desenvolvido em grupo, no Estudo 2, com 22 sessões de aproximadamente 90 minutos cada. A avaliação dos resultados indicou ganhos significativos de habilidades sociais após aplicação do programa. A subclasse Autocontrole e Expressividade Emocional, apesar do aumento percentual, continua com déficit significativo. As subclasses Básicas de Comunicação, Civilidade, Empatia, Assertividade, Fazer Amizades, Solução de Problemas Interpessoais e, Habilidades Sociais Acadêmicas obtiveram desempenho elevado no pós-teste. O relato dos responsáveis indicou progressos e generalização das habilidades aprendidas para outros contextos do ambiente natural. O follow up, realizado junto à graduandas, revelou que a melhora nos fatores de habilidades sociais se manteve em médio prazo. Não ocorreram oscilações significativas desses resultados após dois anos de curso e um ano do processo interventivo das graduandas junto aos alunos com deficiência, o que indica uma estabilidade e até mesmo uma tendência crescente nos resultados o que revelou que as graduandas estão desenvolvendo de modo adequado suas Habilidades Sociais Educativas

Aprendizagem do profissional de saúde na web: perfis, percepções e representações sociais

No campo da educação permanente na área da saúde, podem ser citadas diferentes iniciativas que visam formar profissionais com o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs). No entanto, pouco se sabe ainda sobre o uso da web por profissionais da saúde como estratégia da aprendizagem formal, menos ainda quando se aborda a aprendizagem informal. Percebe-se que as ações no campo da educação com uso e, sobretudo, para o uso da tecnologia como ferramenta de aprendizagem ainda são feitas de forma muito intuitivas, por acerto e erro, tendo em vista a própria evolução da tecnologia em um curto período temporal. Sendo assim, o objetivo geral da pesquisa é compreender o perfil, as percepções e representações sociais sobre aprendizagem na web de médicos, enfermeiros e cirurgiões-dentistas e uma possível influência desse uso no cotidiano profissional. Para atingir o objetivo delimitado, foi empregada a metodologia quali-quantitativa através da utilização de um questionário on-line, contendo questões fechadas e questões abertas, respondido por 277 alunos do Curso de Especialização em Saúde da Família oferecido pelo núcleo da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) da Universidade Aberta do Sistema Único de Saúde (UNA-SUS). Para análise das questões fechadas, foi utilizada a estatística descritiva e testes bivariados não paramétricos. A análise das questões abertas foi feita à luz da teoria da representações sociais com emprego da técnica da análise do conteúdo e das evocações livres. Os resultados da pesquisa foram apresentados em formato de três trabalhos para apresentação em eventos e quatro artigos submetidos para publicação em revistas de alta qualidade acadêmica. Com base nos resultados, destaca-se como preocupação que o simples consumo de informações esteja justificando e a ele esteja restrito o uso da internet para os sujeitos, em detrimento às possibilidades educacionais da cibercultura. Acredita-se ser necessário o desenvolvimento de ações que subsidiem uma prática mais reflexiva a fim de reverter um possível uso reduzido das potencialidades da TICs.

Política Pública de Formação Continuada do Professor: O PDE no Paraná - Implicações no Trabalho Docente

Este estudo tem como objeto e análise a compreensão da Política Pública de Formação Continuada dos Professores da rede estadual de ensino do Paraná, materializada no Programa de Desenvolvimento Educacional entre os anos de 2003-2010. A pesquisa se constitui em uma investigação de natureza bibliográfica, documental e de campo, a partir do método materialista histórico dialético, no entendimento que os dados levantados nesses três processos investigativos se articulam para uma análise qualitativa de compreensão da realidade. Os objetivos foram compreender a partir da formação do professor PDE em que medida os pressupostos, a concepção e os objetivos anunciados no referido Programa foram objetivados nas relações sociais, no trabalho docente, na socialização do conhecimento e no redimensionamento das práticas coletivas. Da mesma forma, entender o processo de implantação e articulação entre os dois níveis de ensino (educação básica e o ensino superior) uma vez que o Programa foi desenvolvido em parceria entre os dois níveis de ensino. Ainda, explicita de que forma e em que medida foram incorporadas as proposições históricas dos trabalhadores da educação por formação continuada. O trabalho conclui que: ao considerar o espectro mais amplo do contexto social, político, econômico e educacional, no bojo da sociedade capitalista neoliberal, a Política Pública de Formação Continuada, materializada no Programa de Desenvolvimento Educacional entre os anos de 2007-2010, cuja concepção político-metodológica é orientada pelo princípio ontológico do trabalho, apresenta-se como uma proposta inovadora de qualificação, que contribui para o aperfeiçoamento e para o avanço na carreira e na valorização dos professores; se contrapõe à visão da educação, da formação e do trabalho docente estritamente vinculada ao mundo do trabalho e que, em certa medida, acolhe as reivindicações e proposições dos trabalhadores da educação; esse Programa produziu importantes contribuições no campo da formação continuada dos professores da rede estadual de ensino paranaense quanto aos fundamentos políticos e disciplinares de caráter teórico-prático com impactos significativos na melhoria no processo ensino-aprendizagem, mesmo que não diretamente por meio da implementação dos projetos de intervenção, mas pela própria condição de aprofundamento no conhecimento do professor participante no Programa e, com isso, a incidência na sua prática pedagógica, na preparação das aulas, na organização dos conteúdos, na metodologia de trabalho e no processo avaliativo; que mesmo considerando os problemas, as dificuldades encontradas durante o Programa não anulam os esforços empreendidos até aqui, ao contrário, indicam possibilidades sempre de superação