Desenvolvimento da modelagem de turbulência e interação fluido-estrutura para as vibrações induzidas por vórtices de cilindro rígido.

Esta tese apresenta o desenvolvimento e aplicação de modelos de turbulência, transição laminar-turbulenta e de interações fluido-estrutura ao escoamento externo em cilindro rígido estacionário e em vibrações induzidas por vórtices. Tais desenvolvimentos foram realizados no código ReFRESCO, baseado em técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Realizou-se um estudo quanto ao desempenho do modelo k- SST em extensa faixa de números de Reynolds, segundo o qual se identificaram as deficiências de modelagem para este escoamento. A modelagem adaptativa das escalas (SAS) e o modelo de transição por correlações locais (LCTM), ambos combinados ao SST, melhoraram a aderência aos resultados experimentais para este escoamento, em uma contribuição original deste trabalho. A aplicação de técnicas de verificação e validação possibilitou a estimação de incertezas e erros para os modelos e números de Reynolds e também de identificada como outra contribuição deste trabalho. A combinação da modelagem em SST, SAS e LCTM com movimentos impostos de realizada para números de Reynolds moderados, diferentes frequências e amplitudes de vibração, algo que poucas publicações abordam em detalhes. Com relação aos movimentos livres, este trabalho traz contribuições com a aplicação dos modelos SST e SAS ao estudo de vibrações induzidas por vórtices em dois graus de liberdade, baixa razão de massa e números de Reynolds moderados, mais altos do que normalmente observados na literatura. Por fim, a investigação da importância relativa de efeitos da turbulência aos casos de movimentos livres e impostos, com relação ao caso de cilindro estacionário, comprovou a conjetura formulada na parte inicial deste trabalho, no que tange à escolha do modelo de turbulência em determinadas aplicações. Tal escolha mostrou-se menos decisiva no caso do cilindro em movimento imposto e ainda menos nos movimentos livres, em comparação ao caso estacionário, uma vez que a resposta em movimentos do corpo filtra grande parte dos efeitos turbulentos de ordem superior. Esta observação mostra-se relevante, uma vez que pode permitir simplificações na modelagem e aplicação de ferramentas de CFD em uma classe importante de projetos de engenharia.

Sintomas de estresse e percepção de estressores escolares no início do Ensino Fundamental

O ingresso no Ensino Fundamental - EF tem sido visto como um momento de transição devido às novas demandas que apresenta para a criança. Neste contexto, parece haver um aumento da vulnerabilidade das crianças ao estresse, principalmente daquelas com maior dificuldade de adaptação a estas demandas. Esse estudo teve como objetivo amplo investigar o estresse da transição no contexto do EF de nove anos, partindo de uma visão desenvolvimentista aliada a uma perspectiva de exposição a estressores cotidianos. Especificamente, o estudo investigou a relação entre competências e sintomas de estresse no 1º ano do EF, o curso desenvolvimental dos sintomas e das percepções de estresse nos dois anos inicias do EF, suas associações com as tarefas adaptativas da transição e a influência da escola nos indicadores de estresse. Finalmente, exploraram-se modelos explicativos para indicadores de estresse apresentados no 2º ano. Seguindo metodologia prospectiva, avaliaram-se indicadores de ajustamento e competências relacionadas ao desempenho acadêmico, social e comportamental das crianças no 1º ano, estresse nos dois primeiros anos e características da escola (localização e IDEB). Participaram da pesquisa 157 alunos do 1º ano do EF, sendo 85 meninos e 72 meninas, com idade média de 6 anos e 10 meses no início da pesquisa. Todos tinham experiência de dois anos na Educação Infantil e estavam matriculados em escolas municipais de diferentes regiões de uma cidade do interior de São Paulo. Também participaram do estudo, como informantes, seus respectivos professores do 1º ano, num total de 25. As crianças responderam à Escala de Stress Infantil, ao Inventário de Estressores Escolares e a uma avaliação objetiva de desempenho acadêmico (Provinha Brasil). Os professores avaliaram as habilidades sociais, os problemas de comportamento externalizantes e internalizantes e a competência acadêmica dos seus alunos por meio do Social Skills Rating System Professores. A análise dos dados compreendeu estatísticas descritivas, comparações, correlações e regressões. Nos resultados, 57% dos alunos no 1º ano e 72% no 2º ano relataram sintomas de estresse pelo menos na fase de alerta. Crianças com estresse no 1º ano apresentaram menores índices de ajustamento e competência e perceberam suas escolas como mais estressantes em relação ao seu papel de estudante e nas relações interpessoais. Correlações moderadas entre medidas de indicadores de estresse tomadas no 1º e no 2º ano sugerem estabilidade. A presença de sintomas de estresse aumentou do 1º para o 2º ano, enquanto a percepção de estressores escolares não variou. Crianças com maiores médias de estresse são provenientes de escolas situadas em regiões periféricas e com classificação mais baixa no IDEB. As análises de predição evidenciaram a habilidade social de responsabilidade e cooperação avaliada no 1º ano como importante fator de proteção contra sintomas de estresse no 2º ano, ao passo que a percepção da criança de tensões nas relações interpessoais no 1º ano foi o principal fator de risco para futura sintomatologia de estresse. Nesse sentido, intervenções com ênfase na promoção de habilidades sociais das crianças podem ser profícuas na prevenção do estresse.

Aplicação de modelos de defeitos na geração de conjuntos de teste completos a partir de Sistemas de Transição com Entrada/Saída

O Teste Baseado em Modelos (TBM) emergiu como uma estratégia promissora para minimizar problemas relacionados à falta de tempo e recursos em teste de software e visa verificar se a implementação sob teste está em conformidade com sua especificação. Casos de teste são gerados automaticamente a partir de modelos comportamentais produzidos durante o ciclo de desenvolvimento de software. Entre as técnicas de modelagem existentes, Sistemas de Transição com Entrada/Saída (do inglês, Input/Output Transition Systems - IOTSs), são modelos amplamente utilizados no TBM por serem mais expressivos do que Máquinas de Estado Finito (MEFs). Apesar dos métodos existentes para geração de testes a partir de IOTSs, o problema da seleção de casos de testes é um tópico difícil e importante. Os métodos existentes para IOTS são não-determinísticos, ao contrário da teoria existente para MEFs, que fornece garantia de cobertura completa com base em um modelo de defeitos. Esta tese investiga a aplicação de modelos de defeitos em métodos determinísticos de geração de testes a partir de IOTSs. Foi proposto um método para geração de conjuntos de teste com base no método W para MEFs. O método gera conjuntos de teste de forma determinística além de satisfazer condições de suficiência de cobertura da especificação e de todos os defeitos do domínio de defeitos definido. Estudos empíricos avaliaram a aplicabilidade e eficácia do método proposto: resultados experimentais para analisar o custo de geração de conjuntos de teste utilizando IOTSs gerados aleatoriamente e um estudo de caso com especificações da indústria mostram a efetividade dos conjuntos gerados em relação ao método tradicional de Tretmans.

Alfabetização no ensino fundamental: novas bases curriculares

Esta dissertação apresenta dados e discussões oriundos de uma experiência coletiva de pesquisa cujo objetivo maior consistiu em articular as bases curriculares da alfabetização no ensino fundamental de nove anos. A partir da transição histórica e política ocorrida pela Lei 11.274/1996, na qual o ensino fundamental passou a ter um ano a mais de duração e a receber as crianças que anteriormente eram atendidas na educação infantil, uma nova configuração se fez necessária. Demonstramos ao longo do trabalho a necessidade de: 1. Um plano que considere as transições (seja entre anos ou entre ciclos) e que sustente as continuidades; 2. Assumir, a partir do ano de ingresso no ensino fundamental, a perspectiva do regime de ciclo, definindo responsabilidades, objetivos e estratégias articuladas a partir de um trabalho em equipe; 3. Aprofundar conhecimentos que permitam considerar os aspectos mais subjetivos da relação educativa, considerando sempre a infância em seu encantamento lúdico; 4. Estabelecer uma relação dinâmica e produtiva entre oralidade e escrita, entre língua e literatura; 5. Dar maior precisão ao manejo da heterogeneidade desde a série de ingresso enfatizando o acompanhamento de singularidades e diferenças como forma de resolver o problema dos desníveis em alfabetização. A perspectiva teórica parte da articulação de várias áreas e temas do conhecimento: a história da escrita; pesquisa sobre oralidade ou cultura oral em tensão com a escrita; a psicanálise e a educação. Pretendemos, a partir das experiências e reflexões apresentadas nesse trabalho, contribuir para as políticas públicas enfatizando a grande relevância do ensino da escrita e da leitura nas séries iniciais do ensino fundamental. Ao longo dessas experiências, constatamos que, para formar leitores e escritores de bom nível na escola pública brasileira, precisamos de um modelo de trabalho coletivo mais complexo, capaz de exercer um manejo pedagógico detalhado, e ampliamos nossa consciência de que nossas buscas metodológicas, nossas experiências e nossos esforços coletivos em torno da heterogeneidade, apesar de consistentes e relevantes, só poderão ser sustentados a partir de uma reorganização do trabalho escolar que insista em fazer da alfabetização e da leitura uma verdadeira prioridade.

Uso de modelagem de nicho fundamental na avaliação do padrão de distribuição geográfica de espécies vegetais

Atualmente vêm sendo desenvolvidas e utilizadas várias técnicas de modelagem de distribuição geográfica de espécies com os mais variados objetivos. Algumas dessas técnicas envolvem modelagem baseada em análise ambiental, nas quais os algoritmos procuram por condições ambientais semelhantes àquelas onde as espécies foram encontradas, resultando em áreas potenciais onde as condições ambientais seriam propícias ao desenvolvimento dessas espécies. O presente estudo trata do uso da modelagem preditiva de distribuição geográfica, através da utilização de algoritmo genético e algoritmo de distância, de espécies como ferramenta para a conservação de espécies vegetais, em três situações distintas: modelagem da distribuição do bioma cerrado no estado de São Paulo; previsão da ocorrência de espécies arbóreas visando à restauração da cobertura vegetal na bacia do Médio Paranapanema e modelagem da distribuição de espécies ameaçadas de extinção (Byrsonima subterranea). A metodologia empregada e os resultados obtidos foram considerados satisfatórios para a geração de modelos de distribuição geográfica de espécies vegetais, baseados em dados abióticos, para as regiões de estudo. A eficácia do modelo em predizer a ocorrência de espécies do cerrado é maior se forem utilizados apenas pontos de amostragem com fisionomias de cerrado, excluindo-se áreas de transição. Para minimizar problemas decorrentes da falta de convergência do algoritmo utilizado GARP (Genetic Algorithm for Rule Set Production), foram gerados 100 modelos para cada espécie modelada. O uso de modelagem pode auxiliar no entendimento dos padrões de distribuição de um bioma ou ecossistema em uma análise regional e local.

Processo de reflexão orientada na formação de professores dos anos iniciais: concepções e práticas sobre o ensino de ciências

Esta investigação, de natureza qualitativa, visou conhecer as concepções e práticas de professores dos anos iniciais sobre o ensino de ciências e promover reflexões sobre tal ensino. O trabalho teve como base o Processo de Reflexão Orientada (PRO), uma estratégia para o desenvolvimento profissional a partir do enfoque de questões da prática docente. As questões de investigação foram: Como professores dos anos iniciais concebem, refletem, planejam e realizam o ensino de Ciências? E como refletem e realizam o ensino de Ciências a partir de um Processo de Reflexão Orientado (PRO)? E, ainda, como, a partir de um Processo de Reflexão Orientado (PRO) para professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental avaliam o seu próprio desenvolvimento profissional? Os dados foram obtidos a partir de questionários, entrevistas, planejamentos escritos e de vídeogravações dos encontros e de aulas ministradas. A análise dos dados foi feita a partir da análise de conteúdo. As ideias manifestadas pelas professoras sobre ensino de ciências foram classificadas dentro de uma abordagem oscilando entre cognitivista e sócio-cultural. Seus modelos didáticos revelaram ideias pouco consistentes sobre o processo de ensino e aprendizagem, com pouca coerência em relação a modelos de orientação construtivista. Cada professora propôs uma sequência de ensino visando alcançar graus mais complexos. As sequências foram discutidas, novas reflexões foram realizadas e reelaborações foram propostas. As aulas desenvolvidas evidenciaram um progresso de Lívia com relação à participação dos alunos, com a proposição de uma situação-problema, da consideração das ideias prévias dos alunos, embora apresentasse ainda dificuldade de promover uma discussão orientada, que pudesse favorecer a argumentação dos alunos e a compreensão do fenômeno. Já, nas aulas de Roberta observaram-se atividades que privilegiaram a participação dos alunos. Nas aulas das duas professoras ficaram evidentes a proposição de um problema e a sistematização do conhecimento, a partir da elaboração de sínteses orais e escritas e da apresentação para outras classes. Embora as professoras valorizassem o ensino de ciências e a participação ativa das crianças, havia dificuldades para a realização de aulas de ciências por investigação, pois não consideravam a problematização, a exploração das ideias dos alunos, a sistematização do conhecimento e as explicações científicas. O processo de reflexão orientada (PRO) mostrou ser uma estratégia importante para o desenvolvimento profissional dessas professoras, possibilitando reflexões significativas sobre a própria prática, bem como a tomada de consciência de uma nova sistematização das ações docentes, com vistas a uma atuação mais eficaz para promover o ensino de Ciências por investigação.

Condensados de Bose-Einstein em redes óticas: a transição superfluido-isolante de Mott em redes hexagonais e a classe de universalidade superfluido-vidro de Bose em 3D

Estudamos transições de fases quânticas em gases bosônicos ultrafrios aprisionados em redes óticas. A física desses sistemas é capturada por um modelo do tipo Bose-Hubbard que, no caso de um sistema sem desordem, em que os átomos têm interação de curto alcance e o tunelamento é apenas entre sítios primeiros vizinhos, prevê a transição de fases quântica superfluido-isolante de Mott (SF-MI) quando a profundidade do potencial da rede ótica é variado. Num primeiro estudo, verificamos como o diagrama de fases dessa transição muda quando passamos de uma rede quadrada para uma hexagonal. Num segundo, investigamos como a desordem modifica essa transição. No estudo com rede hexagonal, apresentamos o diagrama de fases da transição SF-MI e uma estimativa para o ponto crítico do primeiro lobo de Mott. Esses resultados foram obtidos usando o algoritmo de Monte Carlo quântico denominado Worm. Comparamos nossos resultados com os obtidos a partir de uma aproximação de campo médio e com os de um sistema com uma rede ótica quadrada. Ao introduzir desordem no sistema, uma nova fase emerge no diagrama de fases do estado fundamental intermediando a fase superfluida e a isolante de Mott. Essa nova fase é conhecida como vidro de Bose (BG) e a transição de fases quântica SF-BG que ocorre nesse sistema gerou muitas controvérsias desde seus primeiros estudos iniciados no fim dos anos 80. Apesar dos avanços em direção ao entendimento completo desta transição, a caracterização básica das suas propriedades críticas ainda é debatida. O que motivou nosso estudo, foi a publicação de resultados experimentais e numéricos em sistemas tridimensionais [Yu et al. Nature 489, 379 (2012), Yu et al. PRB 86, 134421 (2012)] que violam a lei de escala $\\phi= u z$, em que $\\phi$ é o expoente da temperatura crítica, $z$ é o expoente crítico dinâmico e $ u$ é o expoente do comprimento de correlação. Abordamos essa controvérsia numericamente fazendo uma análise de escalonamento finito usando o algoritmo Worm nas suas versões quântica e clássica. Nossos resultados demonstram que trabalhos anteriores sobre a dependência da temperatura de transição superfluido-líquido normal com o potencial químico (ou campo magnético, em sistemas de spin), $T_c \\propto (\\mu-\\mu_c)^\\phi$, estavam equivocados na interpretação de um comportamento transiente na aproximação da região crítica genuína. Quando os parâmetros do modelo são modificados de maneira a ampliar a região crítica quântica, simulações com ambos os modelos clássico e quântico revelam que a lei de escala $\\phi= u z$ [com $\\phi=2.7(2)$, $z=3$ e $ u = 0.88(5)$] é válida. Também estimamos o expoente crítico do parâmetro de ordem, encontrando $\\beta=1.5(2)$.

Discursos sobre os gêneros discursivos: análise dos dizeres de sujeitos-professores do Ensino Fundamental I

Buscamos investigar, neste trabalho, quais são os discursos sobre os gêneros discursivos que circulam entre sujeitos-professores que atuam nos anos finais (4º e 5º anos) do Ensino Fundamental I, em escolas públicas municipais. Buscamos compreender também, a maneira como esses sujeitos (se) significam, em suas relações com a língua e a história. O interesse pela temática investigada se dá, principalmente, porque observamos, ao longo de nossos anos de experiência no magistério, que, embora os gêneros discursivos conforme definidos por Bakhtin (1997) sejam considerados pelos Parâmetros Curriculares Nacionais e por outros documentos legais que fundamentam a Educação Básica, como um dos principais objetivos do ensino de língua portuguesa, o conceito ainda desperta muitas dúvidas nos docentes. Filiamo-nos à Análise de Discurso de matriz francesa, postulada por Pêcheux (2009), área do conhecimento basicamente constituída na intersecção entre o materialismo histórico, a psicanálise e a linguística, e que considera a língua como lugar de materialização do discurso que é a língua em movimento, em uso pelos sujeitos. Na construção de nosso referencial teórico, mobilizamos, ainda, a teoria bakhtiniana dos gêneros do discurso, e as contribuições de teóricos das ciências da educação, tais como Pimenta (2012), Tardif (2002), Giroux (1997), Sacristán (1998), entre outros. O corpus da pesquisa é representado por seis entrevistas semiestruturadas, realizadas com sujeitos-professores que atuam em classes de 4º e 5º ano do ensino fundamental, em escolas de rede pública municipal. A partir da transcrição das entrevistas, foram realizados recortes que constituíram o material analisado neste estudo. As análises realizadas aqui indiciam que os sujeitos-professores entrevistados circulam por formações discursivas e ideológicas cristalizadas, no que diz respeito à relação dos estudantes com a língua. Tais docentes buscam desenvolver um trabalho pedagógico mediado pelos critérios de suposta familiaridade, utilidade ou praticidade em relação aos usos sociais que os gêneros discursivos poderiam ter para os estudantes. Além disso, as análises discursivas de alguns recortes apontam para um equívoco na compreensão do conceito bakhtiniano de gêneros discursivos, compreendidos, no cotidiano escolar, como uma classificação tipológica e estanque, excluindo a dinamicidade e a plasticidade que envolvem o conceito, conforme proposto por Bakhtin (1997). A cristalização da definição do conceito de gêneros discursivos, na dimensão tipológica, favorece o cerceamento da prática pedagógica, colaborando para a difusão de práticas que visam o esgotamento dos gêneros discursivos, buscando apresentar o maior número possível de gêneros aos estudantes, sob a forma de modelos que deverão ser seguidos em suas produções textuais futuras, e que lhes serão cobrados em avaliações internas e externas.

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.

Ensino da avaliação perceptivoauditiva da voz por meio de um ambiente virtual de aprendizagem

A avaliação vocal é realizada predominantemente por meio da avaliação perceptivoauditiva, sendo dependente de conhecimentos teóricos prévios e de treinamento prático e dinâmico. Entretanto, ainda são escassas as iniciativas educacionais que se utilizam das novas tecnologias para o ensino da avaliação perceptivoauditiva da voz. A utilização de estratégias com novas tecnologias de informação e comunicação, hoje tão presentes e familiarizadas no meio universitário, apresentam o intuito de facilitar e otimizar o processo de ensino e aprendizagem. Desta forma, este estudo teve o propósito de elaborar e avaliar um curso a distância em um ambiente virtual de aprendizagem sobre essa temática. Elaborou-se um curso a distância sobre a avaliação perceptivoauditiva da voz organizado em quatro módulos principais: 1. Noções básicas de anatomia e fisiologia da fonação; 2. Ouvindo vozes; 3. Avaliação perceptivoauditiva da voz e 4. Aplicabilidade da avaliação perceptivoauditiva da voz, além de um adicional com vídeos sobre curiosidades e sugestão de material complementar para estudo. O ambiente virtual de aprendizagem (AVA) também apresentou diversas ferramentas educacionais como textos, imagens ilustrativas, videoaulas, vídeos, arquivos de áudio, atividades práticas individuais, fóruns, além de recursos de interatividade entre alunos e tutora. Este material foi antecipadamente avaliado por três especialistas que avaliaram o material positivamente como uma inovadora e importante ferramenta educacional que poderá ser utilizada na formação de estudantes na área de voz. Foram convidados a participar do curso a distância, 133 alunos do 1o ao 4o ano de um curso de graduação em Fonoaudiologia de uma Universidade do interior paulista. Concordaram em participar 33 estudantes e desses, nove concluíram o curso. Os alunos responderam a avaliações de conteúdo nos momentos pré e pós-curso, de forma presencial e a avaliações de cada módulo, realizadas por meio de questões específicas e atividades práticas, no próprio site. Ao término do curso os alunos também responderam a uma avaliação motivacional do AVA. Observou-se diferença estatisticamente significante na média de acertos nas provas pré e pós-curso dos alunos, nas questões teóricas (p= 0,031), nas práticas (p=0,000) e no total (p=0,002), demonstrando que o material elaborado foi capaz de aumentar o conhecimento dos estudantes a respeito de seu tema. O AVA apresentou alto índice de satisfação motivacional e foi avaliado por todos os participantes como um curso impressionante, de acordo com o instrumento de avaliação motivacional utilizado. Conclui-se que foi possível elaborar um ambiente virtual de aprendizagem (AVA), em formato de curso a distância, sobre a temática da avaliação perceptivoauditiva da voz e que o material elaborado apresenta um importante potencial de ensino e aprendizagem sobre esse tema.