Instabilidades MHD no Tokamak TCABR

Este trabalho descreve o estudo das instabilidades magneto-hidro-dinâmicas (MHD) comumente observadas nas descargas elétricas de plasma no tokamak TCABR, do Instituto de Física da USP. Dois diagnósticos principais foram empregados para observar essas instabilidades: um conjunto poloidal de 24 bobinas magnéticas (bobinas de Mirnov) colocadas próximas à borda do plasma e um medidor de emissões na faixa do Ultra Violeta e de raios X moles com 20 canais (sistema SXR), cujo circuito de condicionamento de sinais foi aprimorado como parte deste trabalho. Esses diagnósticos foram escolhidos porque fornecem informações complementares, uma vez que o sistema SXR observa a parte central da coluna de plasma, enquanto as bobinas de Mirnov detectam as instabilidades MHD na região mais externa da coluna. As informações coletadas por esses diagnósticos foram submetidas à análise espectral com resolução temporal e espacial, possibilitando determinar a evolução das características espectrais e espaciais das instabilidades MHD observadas. Essas análises revelaram que durante a etapa inicial da formação do plasma (quando a corrente de plasma ainda está aumentando) ilhas magnéticas com números de onda decrescente, identificadas como sendo modos kink de borda, são detectadas nas bobinas de Mirnov. Após a formação do plasma, quando os parâmetros de equilíbrio estão relativamente estáveis (platô), oscilações são detectadas tanto nas bobinas de Mirnov quanto no sistema de SXR, indicando a presença de instabilidades MHD em toda a coluna de plasma. Em geral as oscilações medidas nas bobinas de Mirnov tem baixa amplitude e correspondem a pequenas ilhas magnéticas que foram identificadas como sendo modos de ruptura (modos tearing). Por outro lado, as instabilidades na região central foram identificadas como dentes de serra, que correspondem a relaxações periódicas da região interna à superfície magnética com fator de segurança q=1 e que são acompanhadas de oscilações precursoras, cuja amplitude depende da fase do ciclo de relaxação. Devido à essa modulação de amplitude, aparecem picos de frequência satélite nos espectrogramas dos sinais do SXR. Além disso, devido ao fato dos ciclos de relaxação não serem sinusoidais, os harmônicos da frequência de relaxação também aparecem nesses espectrogramas. No entanto, em muitas descargas do TCABR, a intensidade das oscilações medidas nas bobinas de Mirnov aumentam significativamente durante o platô, com efeitos sobre a frequência de todas as instabilidades MHD, até mesmo sobre os dentes de serra localizados na região central da coluna. Em todos os casos, observou-se que durante o platô a frequência das ilhas magnéticas coincide com a frequência das oscilações precursoras do dente de serra, apesar de serem duas instabilidades distintas, localizadas em posições radiais muito diferentes. Essa coincidência de frequências possibilitou descrever a evolução em frequência de todas as oscilações detectadas em diversos diagnósticos com base em apenas duas frequências básicas: a dos ciclos de relaxação dente de serra e a das ilhas magnéticas.

Análise de produções didáticas de professores em formação inicial participantes do PIBID

As ferramentas visuais tem se mostrado eficazes no ensino de química. Essas ferramentas apresentam bases efetivas para a compreensão da química em seus três modos de representação (macroscópico, submicroscópico e simbólico). Apesar da importância da utilização destas ferramentas, muitos professores não estão preparados para sua utilização em sala de aula. Diante disso, surge a necessidade de formar professores com capacidades para criar metodologias que abordem as ferramentas visuais, pois estas podem facilitar o desenvolvimento da habilidade de interpretação de representações pelos estudantes. Esta pesquisa possui o objetivo de investigar se os bolsistas PIBID de química da USP, após atividades formativas, apresentaram em suas produções didáticas atividades que possuam indícios dos fatores que remetem ao desenvolvimento da habilidade representacional e se estas produções apresentam uma elevada exigência conceitual. A coleta de dados foi realizada por um acompanhamento da formação inicial a qual os bolsistas PIBID participaram. Após a formação os bolsistas acompanharam as aulas de química de uma escola da cidade de São Paulo. Durante este período os bolsistas planejaram aulas a serem aplicadas na escola. Ao final de todo o processo, os bolsistas PIBID redigiram um relatório contendo o que foi abordado, suas observações e avaliações das aulas. A análise do desenvolvimento da habilidade de interpretação de representações foi realizada através de uma metodologia qualitativa, na qual foram utilizados trechos dos relatórios que se enquadrassem ao modelo CRM, adaptado de Schonborn e Anderson (2009). Como foi observado que os bolsistas PIBID utilizaram diversos dos fatores do modelo CRM em suas produções didáticas, foi realizada uma análise para averiguar se estas produções também continham elevada exigência conceitual. O cálculo do nível de exigência conceitual foi realizado abordando uma metodologia mista, que envolve o método quantitativo e qualitativo. O cálculo mostrou que os relatórios apresentaram satisfatório nível de exigência conceitual. Com a análise foi possível concluir que esta pesquisa pode contribuir para a reflexão sobre a importância da formação de professores para o ensino de química/ciências, e ainda traz um modelo que pode servir como embasamento para que professores planejem suas aulas do modo a abordar a habilidade de interpretação de representações, que é fundamental para compreensão da química pelos estudantes.

O papel da formação continuada de física na relação de professores com as atividades experimentais

Esta pesquisa investiga dois professores de Física do ensino médio com grande experiência em sala de aula e frequentadores dos cursos de formação continuada da USP ministrado pelo Instituto de Física no período das férias. Estes professores participam ativamente das atividades mensais propostas pelo grupo de trabalho desses cursos e são profissionais de certo modo implicados com seu processo de aprendizagem e formação. Eles foram acompanhados em um curso ministrado durante o período de férias e em reuniões mensais no Instituto de Física da USP de São Paulo. Utilizamos a metodologia da pesquisa qualitativa, coletando os dados a partir de observações destes professores em diversos contextos e de entrevistas semiestruturadas baseadas em suas histórias de vida. Um dos objetivos da pesquisa foi, à luz da psicanálise, utilizando o autor Wilfred Ruprecht Bion como referencial teórico, compreender as relações que os professores estabelecem com as atividades experimentais e como lidam com as frustrações que estas atividades evocam. Compreendendo esta relação, investigamos qual seria o papel da formação continuada nesta relação dos professores com as atividades experimentais. Propusemos uma organização em categorias para descrever as trajetórias destes dois professores, mostrando de um modo geral como eles lidam com as frustrações, ora enfrentando-as, ora fugindo delas. A partir da observação e entrevistas em ambiente de formação continuada, nosso segundo objetivo foi fazer uma reflexão de como os cursos de formação continuada estão atuando para dar suporte ao professor que busca os cursos e que na maioria das vezes está em um estado de dependência ao invés de ter a autonomia pressuposta pelos formadores. Percebemos que os formadores de uma maneira geral não estão servindo de continentes para as frustrações e angústias provenientes das experiências emocionais dos professores que surgem do contato com as atividades experimentais. Desta forma concluímos que devemos repensar os cursos de formação continuada para que possam contemplar as subjetividades do professor.