As concepções de professores de química sobre a utilização de elementos da história e filosofia da ciência no ensino

Nas últimas décadas, investigações têm destacado o papel da história e filosofia da ciência (HFC) na educação científica. O reconhecimento da pluralidade e complexidade da ciência tem originado estudos, os quais apontam que o ensino sobre ciências deve levar em conta as diferenças entre as disciplinas científicas. Assim, tem-se discutido a importância da consideração de elementos da história e da filosofia da química no aprimoramento do processo de ensino e aprendizagem dessa ciência. Apesar disso, investigações têm constatado que pouco ou nada se discute acerca desses assuntos nas aulas de ciências. Diante disso, esta dissertação tem como intuito investigar a concepção de professores de química sobre a inclusão de elementos da HFC no ensino, com foco nas características inerentes às práticas e aos conhecimentos químicos. Foram investigadas as concepções de cinco professores de química, que atuam em diferentes escolas públicas da região metropolitana de São Paulo, acerca de cinco temas, elaborados com base em estudos da área de ensino de ciências e em diretrizes curriculares oficiais: relações com a sociedade, modelos e modelagem, experimentação, desenvolvimento histórico e reducionismo. Por meio da análise qualitativa dos dados, as concepções docentes, para cada tema, foram classificadas em dois subeixos temáticos: prática docente e relevância. Ademais, foram identificados fatores externos e internos que influenciam as práticas e concepções dos sujeitos concernentes a considerações filosóficas, históricas e sociológicas sobre a química. Os resultados evidenciam que, de modo geral, os sujeitos consideram relevantes determinados assuntos relacionados à natureza da química e, em certa medida, buscam inseri-los em suas práticas cotidianas. Contudo, mostraram também que os motivos pelos quais os docentes conferem importância a algumas discussões, e o modo como as desenvolvem, podem limitar a compreensão dos estudantes sobre a complexidade da construção do conhecimento científico. Além disso, foram raras as referências a aspectos específicos da química, à importância de evidenciar e discutir esses aspectos com os estudantes, assim como à preparação de situações didáticas próximas à prática química autêntica.

Otimização não linear aplicada à operação de sistemas com múltiplos reservatórios para abastecimento de água.

O presente estudo considera a aplicação do modelo SISAGUA de simulação matemática e de otimização para a operação de sistemas de reservatórios integrados em sistemas complexos para o abastecimento de água. O SISAGUA utiliza a programação não linear inteira mista (PNLIM) com os objetivos de evitar ou minimizar racionamentos, equilibrar a distribuição dos armazenamentos em sistemas com múltiplos reservatórios e minimizar os custos de operação. A metodologia de otimização foi aplicada para o sistema produtor de água da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), que enfrenta a crise hídrica diante de um cenário de estiagem em 2013-2015, o pior na série histórica dos últimos 85 anos. Trata-se de uma região com 20,4 milhões de habitantes. O sistema é formado por oito sistemas produtores parcialmente integrados e operados pela Sabesp (Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo). A RMSP é uma região com alta densidade demográfica, localizada na Bacia Hidrográfica do Alto Tietê e caracterizada pela baixa disponibilidade hídrica per capita. Foi abordada a possibilidade de considerar a evaporação durante as simulações, e a aplicação de uma regra de racionamento contínua nos reservatórios, que transforma a formulação do problema em programação não linear (PNL). A evaporação se mostrou pouco representativa em relação a vazão de atendimento à demanda, com cerca de 1% da vazão. Se por um lado uma vazão desta magnitude pode contribuir em um cenário crítico, por outro essa ordem de grandeza pode ser comparada às incertezas de medições ou previsões de afluências. O teste de sensibilidade das diferentes taxas de racionamento em função do volume armazenado permite analisar o tempo de resposta de cada sistema. A variação do tempo de recuperação, porém, não se mostrou muito significativo.