Redes elétricas inteligentes: desenvolvimento de modelos computacionais e aplicações para a gestão do lado da procura

Esta tese incide sobre o desenvolvimento de modelos computacionais e de aplicações para a gestão do lado da procura, no âmbito das redes elétricas inteligentes. É estudado o desempenho dos intervenientes da rede elétrica inteligente, sendo apresentado um modelo do produtor-consumidor doméstico. O problema de despacho económico considerando previsão de produção e consumo de energia obtidos a partir de redes neuronais artificiais é apresentado. São estudados os modelos existentes no âmbito dos programas de resposta à procura e é desenvolvida uma ferramenta computacional baseada no algoritmo de fuzzy-clustering subtrativo. São analisados perfis de consumo e modos de operação, incluindo uma breve análise da introdução do veículo elétrico e de contingências na rede de energia elétrica. São apresentadas aplicações para a gestão de energia dos consumidores no âmbito do projeto piloto InovGrid. São desenvolvidos sistemas de automação para, aquisição monitorização, controlo e supervisão do consumo a partir de dados fornecidos pelos contadores inteligente que permitem a incorporação das ações dos consumidores na gestão do consumo de energia elétrica; SMART GRIDS - COMPUTATIONAL MODELS DEVELOPMENT AND DEMAND SIDE MANAGMENT APPLICATIONS Abstract: This thesis focuses on the development of computational models and its applications on the demand side management within the smart grid scope. The performance of the electrical network players is studied and a domestic prosumer model is presented. The economic dispatch problem considering the production forecast and the energy consumption obtained from artificial neural networks is also presented. The existing demand response models are studied and a computational tool based on the fuzzy subtractive clustering algorithm is developed. Energy consumption profiles and operational modes are analyzed, including a brief analysis of the electrical vehicle and contingencies on the electrical network. Consumer energy management applications within the scope of InovGrid pilot project are presented. Computational systems are developed for the acquisition, monitoring, control and supervision of consumption data provided by smart meters allowing to incorporate consumer actions on their electrical energy management.

Influência do nível de actividade física e da institucionalização na qualidade de vida dos idosos do concelho de Évora

Objectivo: Caracterizar a qualidade de vida dos idosos do concelho de Évora, avaliando a influência da institucionalização e do nível de actividade física na mesma. Métodos: Foram analisados 196 idosos institucionalizados em lar da rede pública e 189 idosos não institucionalizados pertencentes a associações de reformados do concelho. A recolha dos dados foi efectuada utilizando o questionário de qualidade de vida da OMS- WHOQOL-BREF e o questionário de avaliação do nível de actividade física-IPAQ. Resultados: Os idosos do concelho de Évora têm uma avaliação positiva da qualidade de vida, apresentando os idosos não institucionalizados melhores resultados no domínio físico, psicológico e do ambiente. Verificou-se ainda que os idosos mais activos apresentam melhores resultados no domínio físico e psicológico da qualidade de vida, assim como uma melhor percepção da qualidade de vida global. Conclusão: A principal conclusão deste estudo revela que, embora a institucionalização contribua negativamente para a qualidade de vida dos idosos, esta poderia ser compensada pela prática regular de actividade física e pela implementação de actividades organizadas que promovam a actividade física dos idosos institucionalizados. ABSTRATC; Objective: Characterize the quality of life of elderly in the district of Évora, by assessing the influence of institutionalization and the level of physical activity in it. Methods: We analyzed 196 elderly institutionalized in a public home, and 189 non-institutionalized elderly that belong to associations of pensioners of the county. The collection of data was conducted using the questionnaire of quality of life of the WHO-WHOQOL-BREF, and the questionnaire for assessing the level of physical activity-IPAQ. Results: The elderly in the district of Évora have a positive assessment of the quality of life where the non-institutionalized elderly people have better results in physical, psychological and environmental domains. Additionally it was assessed that the elderly with more assets have better physical and psychological quality of life and a better perception of quality of life in overall. Conclusion: The main conclusion of this study shows that although the institutionalization contributes negatively on the quality of life of older people, these could be offset by regular practice of physical activity and implementation of activities that promote physical activity in institutionalized elderly.

Desenvolvimento e implementação de uma abordagem CTSA do conceito de acidez no ensino da física e química

A emergência de questões tecnológicas, sociais e ambientais transformam o ensino das ciências num enorme desafio. A escassez e a contaminação da água, resultante de actividades antropogénicas, perspectiva-se hoje como um problema de futuro. Este tema, parte integrante do programa de Química do 11o Ano, inspirou uma intervenção didáctica baseada numa metodologia de resolução problemas que se pode enquadrar numa abordagem do tipo CTSA. A intervenção proposta, a partir de uma saída de campo que se concretizou na Mina de S. Domingos, teve por objectivos melhorar as aprendizagens realizadas pelos alunos e promover a mudança de atitudes face ao Ambiente e ao consumo de água em particular. Os dados recolhidos, analisados segundo métodos qualitativos e quantitativos, revelaram melhores conhecimentos e atitudes mais favoráveis relativamente à Ciência e à disciplina de Física e Química, e face ao Ambiente e ao consumo de água, reforçando a importância deste tipo de abordagens. ABSTRACT; The emergent technology, social and environmental issues are making the science teaching a huge challenge. The shortage and the contamination of water, as result of anthropogenic activities, are faced today like a future problem. This theme is part of the Chemistry subject curriculum of the eleventh grade level and it inspired a didactic intervention based upon a problem solving methodology that can be framed in a STSE approach. The goals of the proposed intervention, taking Mina de S. Domingos for a field trip, meant to improve the students' learnings and to promote a change of attitudes in relation to the environment and to the water consumption, in particular. The collected data, analyzed according to qualitative and quantitative methods, showed better knowledge and more favorable attitudes towards Science and Physics and Chemistry, as well as regarding the environment and water consumption, enhancing the importance of this kind of approach.

Um olhar sobre o "Bau" do laboratório de Física da ESNA : Contributo para a valorização da herança do Colégio de S. Fiel

No final do século XIX, o Liceu de Castelo Branco debatia-se com baixa frequência de alunos. A isso não foi alheio a abertura do Colégio de S. Fiel, colégio jesuíta. A situação de ''penúria" da escola pública contrastava com S. Fiel. Este estabelecimento de ensino, com um plano de estudos eclético, bons laboratórios e material científico actual e de qualidade, adquirido a prestigiados fabricantes de instrumentos, permitiu a actividade prática desenvolvendo nalguns alunos um gosto pelas Ciências. Com a expulsão dos jesuítas, em 191O, o liceu herdou os dispositivos do colégio. Muitos destes dispositivos foram perdendo valor de utilização comparados com outros de fácil manipulação. Arrumados dispersamente e por vezes desmembrados, urgia voltar a juntá-los de novo recriando a colecção do Colégio S. Fiel. Este aspecto exigiu um trabalho de "mãos na massa" que nos mobilizou fortemente, já que ia consistindo em pequenas descobertas diárias, contribuindo para o enriquecimento deste espólio. O objectivo principal do trabalho aqui apresentado centrou-se na valorização dos dispositivos constituintes desta colecção explorando a sua origem, a sua função e a sua contextualização, didáctica na época, reconhecendo a sua actualidade científica e pedagógica. ABSTRACT; ln the end of the 19th Century, the Grammar School of Castelo Branco was facing a situation of low attendance of students. That was due to the opening of S. Fiel boarding school, a Jesuit school. The situation of «penury» of state schools contrasted with that of S. Fiel. This boarding school, with eclectic curricula, good labs and updated, quality, scientific material acquired from very prestigious manufacturers of instruments enabled the practical activity, developing in some students the taste for science. With the expelling of the Jesuits, m 1905, the Grammar School of Castelo Branco inherited the instruments and materials from S. Fiel boarding school. Many of these materials were no longer user-friendly compared with others which could be handled more easily. Kept in different places and sometimes scattered, it was absolutely necessary to collect them again, in order to recreate the collection of S. Fiel. This aspect demanded «to be working on », which encouraged us more and more as small daily discoveries were being made, contributing therefore, to improve the quality of this asset. The main purpose of the work presented here, is concerned with the importance and worth given to the materials which constitute this collection, exploring its origin, function, didactic and time context and recognizing its scientific and pedagogic modernity.

Aplicação das ciências forenses no ensino secundário: um conjunto de actividades para a disciplina de Física e Química A

A popularidade das séries televisivas que abordam as Ciências Forenses (CSI 1 Mentes Criminosas, Casos Arquivados...) permite construir actividades que envolvem os alunos numa exploração científica de modo a que dominem os conceitos e apreciem a natureza da Ciência. Estes recursos educativos aplicam uma abordagem Ciência­ Tecnologia-Sociedade -Pensamento Crítico (CTS-PC) e podem ser explorados segundo uma metodologia de Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas (ABRP). Neste trabalho são propostas actividades laboratoriais, a decorrer no contexto formal das aulas da disciplina de Física e Química A (FQ·A), utilizando sensores e a calculadora gráfica. Num contexto não-formal, e baseadas nas técnicas analíticas utilizadas em Ciências Forenses, foram desenvolvidas actividades para um Clube de Ciência ou Laboratórios Abertos, complementadas por um blogue (CSI-Mafra). Estes recursos foram posteriormente partilhados com outros professores de Física e Química, numa acção de formação, proposta pela autora, e cujo objectivo principal foi a diversificação das estratégias de ensino e aprendizagem. O entusiasmo dos alunos na realização das tarefas propostas e os resultados nos questionários de grau de satisfação e de opinião, aplicados a alunos e professores, sugere que as actividades desenvolvidas podem contribuir na motivação dos alunos para o estudo da Física e da Química e promover a literacia científica da comunidade escolar. ABSTRACT; The high popularity between teenagers of the television series that have Forensic Sciences and Criminal lnvestigations as central theme, such as CSI, Dexter, Criminal Minds and Cold Case, can be used to develop learning activities that involves the students into a scientific exploration which aim is leading the students to learn Chemistry and Physics with pleasure, motivation and curiosity. The educational resources developed in this thesis make use of the strategy Science-Technology-Society-Critical Thinking (STS-CP) and can be exploited according the teaching methodology Problem Based Learning (PBL). ln this work we propose a number of laboratory activities that can be used on the classes of the High School course Physic and Chemistry A (FQ-A) and a different set of activities to be used in a non-formal teaching environment, which are based on the analytical techniques used in Forensic Sciences. The non-formal activities were developed as part of the activities of a Science Club and complemented with an interactive blog. The teaching resources developed by us were also used in a professional training course to physics and chemistry teachers aimed to teach how to introduce new teaching­ learning strategies. The enthusiasm of the students shown during the activities and the extremely positive results of the questionnaires, applied to students and teachers after the activities, clearly indicates that the learning resources developed in this thesis contribute to the student's motivation to learn Physic and Chemistry and to promote the scientific Iiteracy of the scholar community.

A modelação matemática com recurso a tecnologia: Um estudo em contexto de colaboração entre professoras de matemática e de física-química

Este estudo teve como objectivo compreender o desenvolvimento de tarefas de modelação, por parte de uma professora de Matemática e de uma professora de Física­ Química, no âmbito de trabalho colaborativo. Para tal foram formuladas três questões orientadoras: 1. Como é que os professores seleccionam e preparam as tarefas de modelação a colocar aos alunos em situação de sala de aula? Que características das tarefas de modelação se mostram fundamentais para a sua selecção? 2. como desenvolvem os professores as tarefas de modelação na sala de aula? Como gerem e dinamizam as aulas onde colocam tarefas de modelação aos alunos? Que papel reservam ao professor e ao aluno? 3. como exploram os professores as potencialidades das calculadoras gráficas no desenvolvimento das tarefas de modelação? Que questões se colocam à utilização de sensores? O estudo decorreu numa escola secundária, durante o ano lectivo de 2005/06, sob proposta e com a participação da investigadora, envolvendo uma professora de Matemática e uma professora de Física-Química de uma mesma turma de 100 ano. O grupo colaborativo reuniu regularmente e preparou e leccionou aulas com tarefas de modelação matemática, recorrendo a calculadoras gráficas e sensores, tarefas e tecnologias novas para ambas as professoras. A metodologia utilizada na investigação tem natureza qualitativa, tendo sido realizadas duas entrevistas longas a cada professora, uma no início e outra no fim do estudo, bem como entrevistas de curta duração às professoras após cada uma das aulas onde foram desenvolvidas as tarefas. Foram também recolhidos registos das sessões colectivas de trabalho e elaborado um "diário de bordo". O estudo permitiu formular as seguintes conclusões: - Quando as professoras seleccionavam as tarefas de modelação a propor aos seus alunos tinham em consideração o cumprimento dos programas, os conteúdos a abordar e a diversidade de questões que se podem formular sobre os mesmos e o interesse e significado da experiência para os alunos. - O tempo que é necessário para a preparação e execução das tarefas de modelação pareceu ser factor de grande peso na sua selecção. - O elevado número de alunos por turma pode ser factor um negativo para o desenvolvimento de tarefas de modelação na sala de aula. -Na opinião das professoras, o recurso à calculadora gráfica e aos sensores para realizar a recolha de dados relativos a uma tarefa de modelação tomou-as mais apelativas e ajudou os alunos a compreender a situação em causa assim como permitiu tomar mais nítida a relação entre a Matemática e a Física. ABSTRACT: This study aimed to understand the development of modelling tasks, by a Mathematics teacher and a Physics-Chemistry teacher, as part of collaborative work. For this study were formulated three guidelines: 1. How do teachers select and prepare the modelling tasks to present to the students in a classroom situation? What characteristics of these tasks are essential for their selection? 2. How do teachers develop the modelling tasks in the classroom? How do they manage and dynamize the classes where the modelling tasks took place? What role it's reserd to the teacher and the student? 3. How do teachers exploit the potential of graphics calculator in the development of the modelling tasks? What issues arise for the use of sensors? This study took place at a secundary school during the academic year 2005/06, as a suggestion and with the participation of the researcher, involving a Mathematics teacher and a Physics-Chemistry teacher of the same class (10th grade). The collaborative group had regular meetings and prepared and developed modellin tasks in the classroom using graphics calculator and sensors, which was a new activity for all the teachears. The methodology used has a qualitative nature. Two interviews were made to each teacher, one at baseline and another at the end of the study, fourteen work sections and three modelling tasks were explored in classroom context after which followed small interviews to the teacher that gave the class. ln addition records were also made in a small "log-book". This study allowed to reach the following conclusions: - When the teachers select the modelling tasks to offer its students they take into account the programs, the contents and the diversity of questions that can be made on it and the interest and significance of the experience for students. - The time needed for preparation and implementation of the modelling tasks is another factor of great weight in its selection. - The high number of student per class can be a negative factor for the development of modelling tasks in the classroom. Iii - ln the teacher’s opinion, the use of the graphics calculator and sensors to collect data on a modelling tasks makes its more attractive and helps students to understand the situation and makes clearer the link between Mathematics and Physics.

Relatório de ensino supervisionada, realizada no agrupamento vertical n.º 3 de Évora - Santa Clara e Escola Secundária Severim de Faria em ensino de educação física nos ensinos básico e secundário

O presente relatório tem como objectivo efectuar uma retrospectiva e um balanço sobre todo o trabalho desenvolvido ao longo do ano lectivo na Prática de Ensino Supervisionada (PES). A prestação do aluno de PES foi ao longo deste relatório analisada minuciosamente, sendo na sua análise implícita uma reflexão crítica de carácter importante. A PES desenvolveu-se na EB 2;3 de Santa Clara, EB1 de São Mamede e na Escola Secundária de Severim Faria. Concluiu-se que o planeamento é essencial para que exista uma organização e controlo sobre o processo ensino­ aprendizagem; que a avaliação formativa é essencial para o sucesso dos alunos; o planeamento por etapas assume-se como o mais adequado para o processo ensino­aprendizagem. Por último considera-se que leccionar uma aula é muito mais que colocar os alunos a realizar uma modalidade desportiva, sendo necessário, pensar, planear, organizar, demonstrar, acompanhar, facultar informação e adaptar-se aos alunos e ao meio escolar. ABSTRACT; The present report aims to make a retrospective overview of the work throughout the school year in Supervised Practice Teaching (SPT). The present report aims to make a retrospective overview of the work throughout the school year in Supervised Practice Teaching (SPT). The work of the student of SPT is carefully examined through this report; a critical reflexion is implicit in all chapters. The SPT was developed in three schools: EB 2, 3, Santa Clara, EB1 São Mamede and Secondary School Severim Faria. lt was concluded that planning is essential for achieving a high level of organization and control on the teaching-learning process; that the formative evaluation is fundamental for the student’s success; and that a planning model based on stages seem to be the most appropriate for the learning process. Also, it was understood that teaching a lesson is much more than getting the students practicing a sport; it requires skills like planning, organizing, demonstrating, instructing and adapting to the students and school’s characteristics.

Relatório da prática de ensino supervisionada realizado no agrupamento de escolas n.º 4 de Évora - EB 2,3 Conde de Vilalva e Escola Secundária André de Gouveia em ensino de educação física nos ensinos básico e secundário

A Prática de Ensino Supervisionada desenvolveu-se no Agrupamento de Escolas nº 4 de Évora- EB 2,3 Conde Vilalva e na Escola Secundária André de Gouveia, com as turmas do 8º ano e 12° ano respectivamente. Para elucidar o trabalho realizado ao longo do ano desenvolvi o presente relatório onde abordei a preparação cientifica, pedagógica e didáctica que permitiu um conhecimento dos alunos e do currículo; a Planificação e condução das aulas e respectiva avaliação que faz referencia ao planeamento por etapas e às vantagens do mesmo e ainda à forma como foram leccionadas as aulas; uma análise da prática de ensino; a participação na escola e as actividades desenvolvidas nas mesmas; e o desenvolvimento profissional com referências ás competências que o professor deve assumir dentro da comunidade escolar. Com os parâmetros acima referidos demonstra-se a grande importância que o estágio teve na aquisição das competências essenciais inerentes à docência. ABSTRACT: Supervised Teaching Practice was developed in School Cluster nº 4 of Évora­ Elementary School Conde Vilalva and in Secondary School André de Gouveia, with classes of 8th and 12th grade, respectively. To elucidate the work I done over this school year, I developed this report which discussed the scientific, educational and teaching preparation, allowing an understanding of students and the curriculum; the planning and conduct of lessons and their assessment that refers to the planning stages, and to advantage of it and, on the other hand, the way that were taught lessons; an analysis of teaching practice; participation in school and activities carried therein; and professional development with reference to the competences that the teacher should take within the school community. With the above parameters is shown the importance of this stage in the acquisition of essential skills related to teaching.

Relatório de prática de ensino supervisionada realizado no agrupamento vertical n.º 3 de Évora - Santa Clara e Escola Secundária Severim de Faria em educação física nos ensinos básico e secundário

O objectivo deste relatório é efectuar uma reflexão fundamentada sobre a prática pedagógica desenvolvida ao longo do ano lectivo 2009/201O. A dimensão investigativa está presente ao longo de todo o relatório e encontra-se associada à reflexão sobre o trabalho desenvolvido nas instituições escolares em que estive inserido. No decorrer deste relatório são destacas as seguintes temáticas: modelos de planeamento; ensino das actividades físico-desportivas; destrezas do professor; promoção da saúde; avaliação; participação na escola; desenvolvimento profissional. Conclusões: O Modelo de planeamento por etapas é aquele que mais favorece a aprendizagem dos alunos. No ensino dos jogos desportivos colectivos, o modelo teaching games for understanding assume-se como uma alternativa às abordagens tradicionais centradas na técnica. Informação aumentada dirigida para um foco externo parece dar origem a uma melhor aprendizagem. As aulas de Educação Física não estão a conseguir dar o contributo necessário para a obtenção dos níveis recomendados de actividade física. ABSTRACT: The purpose of this report is to conduct a reasoned discussion about the pedagogical practice developed during the academic year 2009/201O. The investigative dimension is present throughout the report and is linked to the reflection on the work that was undertaken in schools. Throughout this report the following topics are highlighted: planning models, teaching physical and sporting activities, teacher's skills, health promotion, evaluation, participation in school, and professional development. Conclusions: The model of "planning steps" is one most conducive to student learning. ln collective sports games, the teaching games for understanding model is assumed as an alternative to traditional approaches focused on the critical components of each motor skill. The use of an externa! focus of attention appears to lead to better learning. lt seems that Physical Education classes are failing to provide the levels of physical activity recommended for young people.

Relatório da prática de ensino supervisionada realizado no Agrupamento de Escolas nº 4 de Évora - EB 2,3 Conde de Vilalva e Escola Secundária André de Gouveia, em ensino de educação física nos ensinos básico e secundário

O presente relatório surge como um complemento à minha Prática de Ensino Supervisionada, realizada no ano lectivo de 2009/201O, visando essencialmente a reflexão e documentação do trabalho por mim desenvolvido ao longo deste ano. A minha Prática de Ensino Supervisionada debruçou-se sobre a disciplina de Educação Física, e decorreu na Escola EB 2,3 Conde de Vilalva, onde leccionei a disciplina a uma turma de 8° ano, e na Escola Secundária André de Gouveia, tendo leccionado a disciplina a um 12° ano. Durante este mesmo ano lectivo, leccionei ainda entre 8 intervenções a uma turma do 1° Ciclo de Ensino Básico, 1° ano; e 9 intervenções a uma turma do 2° Ciclo de Ensino Básico, o 5° ano. ABSTRACT: This document comes as a complement to my Supervised Teaching Practice, held in the 2009/201O academic year, aiming primarily to reflection and documentation of the work developed throughout this year. My Supervised Teaching Practice was focused on the discipline of Physical Education, and held at EB 2,3 Conde de Vilalva where I taught a class in 8th grade, and in high school André de Gouveia, where I taught the discipline to a class in 12th grade. During that same academic year, I taught between 8 and 1O interventions with a class of 1st cycle of education, 1st grade, and with a class of 2nd cycle of education, a 5th grade.