Se não sabe, porque pergunta? : as perguntas dos alunos e a interpretação de problemas

Com este estudo procurou-se investigar como reagiam os alunos de uma turma do 3º ano de escolaridade colocados perante a tarefa de formularem perguntas no sentido de transformarem contextos em problemas. Os contextos fornecidos como estímulo consistiam em situações, apresentadas sob a forma de texto, com informação suficiente para constituírem problemas matemáticos através de uma ou várias perguntas. Os dados das situações envolviam relações multiplicativas. Os alunos foram convidados a responder a perguntas formuladas por si mesmos num ambiente de avaliação. Através de uma metodologia qualitativa procurou-se observar a adequação da pergunta do aluno ao contexto da situação apresentada e, por outro lado, observar a sua compreensão da situação através da relação entre a pergunta formulada e a resposta dada. Dado o ambiente de avaliação em que os alunos se encontravam, a discussão do estudo incide na maior ou menor adequação das perguntas dos alunos ao contexto da situação fornecida ou às suas competências para as resolver.

Procura distribuída de soluções com restrições locais e globais

Esta dissertação aborda a procura distribuída de soluções baseando-se em cenários cuja informação não esteja totalmente disponível, por não ser possível ou mesmo porque não é desejável. Os dois tipos de problemas abordados neste trabalho são: i) o problema de atribuição de tarefas, e ii) o problema de agendamento de eventos. O problema de atribuição de tarefas é ilustrado num cenário de catástrofe (atribuição de incêndios a bombeiros) cujos agentes tentam encontrar a melhor solução global de acordo com as capacidades de cada um. O problema do agendamento de eventos com múltiplos recursos, ocorre numa organiza- ção que pretende maximizar o valor do tempo dos seus empregados, enquanto preserva o valor individual (privacidade) atribuído ao evento (valor da importância relativa do evento). Estes problemas são explorados para confrontar os dois tipos de abordagem na sua resolução: centralizada e distribuída. Os problemas são formulados para resolução de maneira distribuída e centralizada, de modo a evidenciar as suas características e as situações em que fará mais sentido a utilização de cada abordagem. O desempenho a nível de tempo de execução e consumo de memória, bem como o conceito de privacidade são os pontos considerados no comparativo das abordagens centralizada e distribuída. Para analisar o problema de atribuição de tarefas e o problema de agendamento de eventos, é proposto um modelo que integra dois tipos de formulação de problemas distribuídos, e que utiliza um algoritmo distribuído para a resolução dos mesmos.

Conhecimento dos professores de 1º ciclo sobre educação estatística

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Educação Matemática na Educação Pré-Escolar e nos 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico na especialidade de Didáctica da Matemática

Abordagem construtivista do erro na resolução de problemas de aritmética de estrutura aditiva

O Objectivo deste estudo é analisar o tipo de erro, estrutural ou funcional, observado em crianças dos 5 aos 8 anos, durante a resolução de três tipos de problemas aritméticos de estrutura aditiva . combinação, separação e comparação . em situações diferenciadas (manipulativa, figurativa, numérica). A amostra do estudo é constituída por 45 crianças (15 do último ano do pré-escolar, 15 do 1º ano de escolaridade e 15 do 2º ano) de uma escola pública de Lisboa, de meio sócio-económico médio. A metodologia seguida foi a de tipo clínico ( análise critica). Cada criança participou em quatro sessões experimentais (uma por semana), sendo a primeira para determinar o nível psicogenético e as seguintes para resolver os três problemas de aritmética. Os resultados mostram a relação entre o tipo de erro e a estrutura e a categoria do problema; entre os níveis psicogenético e escolar e o tipo de erro observado, independentemente da situação experimental (manipulativa, figurativa, numérica); entre os níveis psicogenético e escolares e o tipo de grafismo e as representações. Mostrou ainda a lógica do erro seguida por cada criança, a qual se mantém em qualquer das situações experimentais.

Simulação numérica do comportamento de lajes: aplicação do método dos elementos finitos a problemas tridimensionais de elasticidade linear usando o freeFEM++

O presente trabalho entende a dedução das Equações de Compatibilidade, Equilíbrio, bem como as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente problemas de Elasticidade Linear formulados para Lajes de Betão. A solução numérica é obtida usando o Método dos Elementos Finitos, implementado em freeFEM++, e comparada com os resultados conseguidos no SAP2000 e com os dados tabelados nas Tabelas de Barès, validando-se desta forma os modelos implementados através do freeFEM++.

Development of fire-resistant (B1 & B2) winter 1 KPU foams applied by gun or straw adapter and optimization of a gun applied winter 1 KPU foam

A realização do presente trabalho teve como principais objectivos o desenvolvimento de espumas de poliuretano de um componente com propriedades de resistência à chama superiores (B1 & B2), aplicadas por pistola ou por adaptador/tubo e a optimização de uma espuma de poliuretano de um componente de inverno aplicada por pistola. Todo o trabalho desenvolvido está dividido em dois projectos distintos: i. O primeiro projecto consistiu em desenvolver espumas de um componente com propriedades de resistência à chama (classificadas como B1 e B2 de acordo com a norma alemã DIN 4102), aplicadas por pistola (GWB1 e GWB2) ou por adaptador/tubo (AWB), utilizando polióis poliésteres aromáticos modificados e aditivos retardantes de chama halogenados. Estas espumas deveriam apresentar também propriedades aceitáveis a baixas temperaturas. Após realizar várias formulações foi possível desenvolver uma espuma AWB2 com apenas 3,3% de poliol poliéster no pré-polímero e com propriedades equivalentes às da melhor espuma comercial mesmo a 5/-10 (temperatura da lata/cura da espuma em °C) e também com uma altura de chama de apenas 11 cm. A partir de duas formulações (AWB2) que passaram o Teste B2, foram obtidas também, uma espuma GWB2 e outra GWB1 com propriedades equivalentes às da melhor espuma da concorrência a -10/-10 e a 23/5, respectivamente, embora não tenham sido submetidas ao teste B2 e B1 após as modificações efectuadas. ii. O segundo projecto consistiu em optimizar uma espuma de poliuretano de um componente de inverno aplicada por pistola (GWB3). A espuma inicial tinha problemas de glass bubbles quando esta era dispensada a partir de uma lata cheia, sendo necessário ultrapassar este problema. Este problema foi resolvido diminuindo a razão de GPL/DME através do aumento da percentagem em volume de DME no pré-polímero para 14% no entanto, a estabilidade dimensional piorou um pouco. O reagente FCA 400 foi removido da formulação anterior (6925) numa tentativa de diminuir o custo da espuma, obtendo-se uma espuma aceitável a 23/23 e a 5/5, com uma redução de 4% no custo da produção e com uma redução de 5,5% no custo por litro de espuma dispensada, quando comparada com a sua antecessora. Por último, foi avaliada a influência da concentração de diferentes surfactantes na formulação 6925, verificando-se o melhoramento da estrutura celular da espuma para concentrções mais elevadas de surfactante, sendo este efeito mais notório a temperaturas mais baixas (5/5). Dos surfactantes estudados, o B 8871 mostrou o melhor desempenho a 5/5 com a concentração mais baixa, sendo portanto o melhor surfactante, enquanto o Struksilon 8003 demonstrou ser o menos adequado para esta formulação específica, apresentando piores resultados globais. Pode-se ainda acrescentar que os surfactantes L-5351, L-5352 e B 8526 também não são adequados para esta formulação uma vez que as espumas resultantes apresentam cell collapse, especialmente a 5/5. No caso dos surfactantes L-5351 e L-5352, esta propriedade piora com concentrações mais elevadas. Em cada projecto foram também efectuados testes de benchmark em determinadas espumas comerciais com o principal objectivo de comparar todos os resultados das espumas desenvolvidas, em ambos os projectos, com espumas da concorrência.

O cálculo mental na resolução de problemas : um estudo no 1.º ano de escolaridade

Este estudo tem como principal objectivo compreender de que modo os alunos de 1.º ano de escolaridade desenvolvem estratégias de cálculo mental, num contexto de resolução de problemas de adição e subtracção. Para tal, procurou responder-se a três questões: a) Que estratégias de cálculo mental são utilizadas pelos alunos na resolução de problemas de adição e subtracção?; b) De que modo evoluem essas estratégias?; e c) Será que o significado da operação de adição ou subtracção, presente no problema, influencia a estratégia de cálculo mental utilizada na sua resolução? Tendo em conta a problemática do estudo, seguiu-se uma metodologia de natureza qualitativa, tendo sido realizados três estudos de caso. O trabalho de campo deste estudo foi realizado numa turma do 1.º ano do 1.º ciclo do ensino básico, da qual sou professora, tendo sido concluído no início do ano lectivo seguinte, quando os alunos frequentavam o 2.º ano de escolaridade. Os alunos em estudo resolveram três cadeias de problemas, contemplando os diferentes significados das operações de adição e subtracção: as primeiras duas cadeias foram resolvidas a pares, na sala de aula, e a última foi resolvida individualmente, apenas pelos alunos que constituíram os casos e fora da sala de aula. Os registos realizados pelos alunos aquando da resolução dos problemas, juntamente com as gravações áudio, vídeo e as notas de campo, constituíram-se como as principais fontes de recolha de dados. Os dados permitem afirmar que as estratégias de cálculo usadas pelos alunos evoluíram de estratégias elementares baseadas em contagem e na utilização de factos numéricos, para estratégias de cálculo mental complexas, aditivas ou subtractivas das categorias 1010 e N10. Foi possível identificar uma preferência por estratégias aditivas do tipo 1010 na resolução dos problemas de adição e, na resolução dos problemas de subtracção, as estratégias utilizadas pelos alunos variaram com o significado presente em cada problema: foram usadas estratégias subtractivas do tipo 1010 em problemas com o significado de retirar e, na resolução dos problemas com os significados de comparar e completar, de um modo geral, os alunos utilizaram estratégias aditivas do tipo A10, pertencente à categoria N10. Os dados apontam também para uma possível influência do ambiente de aprendizagem na utilização de estratégias de cálculo mental mais eficientes, particularmente a nível da estratégia aditiva do tipo 1010. Os dados permitem ainda concluir que alunos do 1.º ano são capazes de desenvolver e utilizar estratégias de cálculo mental, referidas na literatura a que tive acesso (por exemplo, Beishuizen, 1993; 2001; Buys, 2001; Cooper, Heirdsfield & Irons, 1995; Thompson & Smith, 1999), associadas a alunos mais velhos. Deste modo, os resultados deste estudo salientam a necessidade de, em ambientes de aprendizagem enriquecedores, o professor promover o desenvolvimento de estratégias complexas de cálculo mental, evoluindo para além das estratégias de cálculo elementares, habitualmente associadas aos alunos mais novos.

Efeitos do treino da consciência fonológica em crianças pré-escolares, com e sem problemas de linguagem

Este estudo de intervenção tem como objetivo avaliar o efeito de um programa de estimulação da Consciência Fonológica em crianças pré-escolares, com e sem problemas de linguagem. Os programas de intervenção em Consciência Fonológica são exequíveis e devem ser implementados precocemente, tal como é sugerido por Capovilla e Capovilla (2000) e Nunes (2009), influenciando positivamente na futura aquisição da leitura e da escrita. Da mesma forma Sim-Sim, Duarte, Barbeito e Pereira (2010) enaltecem a importância da aquisição desta competência dando especial enfoque às “Metas de Aprendizagem”, na promoção da continuidade entre ciclos de ensino. Neste estudo participaram 62 crianças de cinco e seis anos de idade, a frequentar sete estabelecimentos de ensino pré-escolar, divididas em três condições experimentais: a) Grupo Experimental 1 (crianças sem problemas de linguagem); b) Grupo Experimental 2 (crianças com problemas de linguagem e da fala); c) Grupo de Controlo, sem intervenção em Consciência Fonológica. Os dois grupos experimentais foram sujeitos a uma intervenção em Consciência Fonológica. Os instrumentos utilizados foram a Prova de Segmentação Linguística (Jiménez e Ortiz, 1995) e o Programa de Treino da Consciência Fonológica (Silva, 2002). Globalmente, os resultados obtidos revelaram uma significativa superioridade das crianças dos dois grupos experimentais em algumas das sub-competências medidas, quando comparadas com o grupo de controlo. Comprovou-se ainda que o efeito da intervenção era específico dado que todos os grupos continuaram equivalentes numa variável não trabalhada (nível aritmético). Conclui-se assim que é possível estimular alguns aspetos relevantes do desenvolvimento da Consciência Fonológica em crianças de idade pré-escolar, com e sem problemas de linguagem, antes da iniciação formal à leitura e à escrita.

Processos de identificação e sinalização de crianças com problemas na linguagem oral pelos educadores de infância

Um dos maiores desafios da Educação de Infância é sem dúvida a possibilidade de contribuir para que as crianças, que vão passando pelas nossas salas de jardim-de-infância, sejam cada vez mais autónomas e melhor integradas, que as suas dificuldades de linguagem e outras, possam ser ultrapassadas, ou pelo menos minimizadas, de modo que se sintam cada vez melhor adaptada à sociedade da qual fazem parte. Este trabalho incide sobre o modo como os educadores de infância identificam e sinalizam as crianças que manifestam problemas na linguagem oral. O trabalho desenvolveu-se através de um estudo exploratório, centrando-se em seis educadoras de infância e seis crianças identificadas como tendo problemas na linguagem oral e teve como propósito perceber como é feito o despiste e encaminhamento das crianças, quando estas manifestam problemas nesta área de desenvolvimento. Como metodologia de recolha de dados utilizámos as técnicas da entrevista e da observação em sala de atividades. Concluímos que os educadores reconhecem a importância de ser feito o despiste precoce dos problemas na linguagem oral, dentro das suas salas, pois consideram que é aí o espaço privilegiado de desenvolvimento das crianças, já que é no jardim-de-infância, que as crianças passam a maior parte do seu dia. No entanto, na maioria dos casos revelam dificuldades na identificação específica desses problemas.

Estudo do enquadramento e aplicação da directiva INSPIRE à infra-estrutura rodoviária

A informação geográfica encontra-se muitas vezes fragmentada, incompreensível, duplicada, impossibilitando a sua identificação, acesso e utilização. Estes problemas são comuns a um vasto número de políticas e são sentidos aos vários níveis da autoridade pública. A Comissão Europeia lançou em 2007 a Directiva INSPIRE que tem como visão produzir informação geográfica harmonizada e de elevada qualidade prontamente disponível para formulação, implementação, monitorização e avaliação das políticas comunitárias, possibilitando o acesso dos cidadãos à informação, a nível local e transfronteiriço. O presente trabalho visa compreender a Directiva INSPIRE, bem como as medidas associadas a esta, que a União Europeia e os seus Estados-Membros têm que desenvolver, sendo dado especial enfoque ao sector dos transportes. De facto, a implementação de um projecto tão ambicioso como a Directiva INSPIRE constituiu um factor de extrema motivação para a elaboração do presente trabalho. A criação de uma infra-estrutura de informação geográfica de acesso público, onde a informação se encontra interoperável, além de se revelar um desafio muito aliciante, contribuirá para o desenvolvimento económico, social e ambiental da União Europeia. A implementação da Directiva ao sector dos transportes permitirá o estabelecimento de uma rede de transportes integrada, onde os vários meios de transporte sejam interligados, contribuindo de forma significativa para o planeamento e gestão das infraestruturas de transportes. Contudo, ainda existe um longo caminho a percorrer na implementação no âmbito das infra-estruturas rodoviárias, especialmente no processo de recolha e harmonização da informação relevante para este tema da Directiva. Com o culminar da análise e compreensão das questões inerentes à Directiva INSPIRE, e em especial das questões relacionadas com as infra-estruturas rodoviárias, foi realizada uma análise SWOT sobre a implementação da Directiva pelo Instituto de Infraestruturas Rodoviárias, I.P. (InIR), assim como um inovador Web Service, onde é disponibilizada informação geográfica rodoviária, segundo as especificações INSPIRE, através da internet.

Análise da estrutura de um edifício em betão armado usando um método dos elementos finitos: aplicação do método dos elementos finitos a problemas tridimensionais de elasticidade linear usando o freeFEM++

Pretende-se, utilizando o Modelo da Elasticidade Linear em freeFEM++, determinar os esforços e deslocamentos de um edifício alto submetido apenas à acção do peso próprio da estrutura e, efectuar estudos comparativos dos resultados obtidos com o SAP2000. O trabalho inicia-se com a introdução da teoria da elasticidade linear, onde são feitas as deduções das Equações de Compatibilidade, Equilíbrio e as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente o problema de Elasticidade Linear mencionado. O método de elementos finitos será implementado em freeFEM++ com auxílio do GMSH que é uma poderosa ferramenta com capacidade de gerar automaticamente malhas tridimensionais de elementos finitos e com relativa facilidade de pré e pós-processamento.

Desenvolvimento sócio-emocional de um grupo de crianças de uma turma do 1º ano de escolaridade

Os professores de alunos com problemas de comportamento confrontam-se, diariamente, com enormes desafios, na medida em que a agressividade, a impulsividade, a falta de autocontrolo, a desconcentração e o desrespeito pela autoridade manifestada por estas crianças colocam em causa o sucesso da aprendizagem, as relações saudáveis entre pares e o clima de sala de aula positivo. Na planificação da intervenção os professores deverão ter em consideração, não só objetivos relacionados com as aprendizagens académicas, mas também a promoção do desenvolvimento social e, particularmente, de comportamentos socialmente adequados entre os pares, facilitando a socialização dos alunos. O presente estudo incide sobre a implementação de estratégias cognitivo-comportamentais ao nível da sala de aula com o objetivo de reduzir os comportamentos de agressão física e aumentar o número de comportamentos sociais positivos entre pares. O estudo partiu da realidade concreta de uma turma do primeiro ano de escolaridade com três alunos que mostravam problemas de comportamento, e seguiu uma abordagem de investigação-ação com a implementação de um programa estruturado baseado em abordagens cognitivo-comportamentais (economia de reforço, automonitorização, modelagem e remediação cognitiva). No início do projeto descreveram-se e quantificou-se a frequência dos comportamentos de agressão física e dos comportamentos sociais positivos entre pares. Numa segunda fase implementou-se um programa estruturado assente em abordagens cognitivo-comportamentais que foi monitorizado ao longo do tempo de implementação, sendo os resultados analisados e, dessa forma, contribuindo para ajustes e formulação de novas propostas. Numa terceira fase, terminada a fase de implementação do projeto, os dados coligidos foram de novo analisados tendo em vista uma reflexão mais distanciada sobre as práticas de ensino utilizadas. Os resultados auferidos indicam uma mudança na conduta dos discentes envolvidos neste projeto, verificando-se um maior número de competências sociais e uma redução significativa das condutas disruptivas que foram alvo de intervenção.

Estratégias de comercialização de energia para negociação bilateral em mercados de energia eléctrica multi-agente

As recentes e crescentes modificações no sector eléctrico, tanto nacional como mundial, tornam actualmente os mercados de electricidade um caso de estudo singular e interessante. De facto, o desenvolvimento de ferramentas de análise que permitem avaliar a evolução dos comportamentos que estes mercados adoptam face à dinâmica das suas constantes transformações é, à partida, uma mais valia para as suas principais entidades. Muitas vezes os negociadores deste sector ficam satisfeitos com o resultado final. Contudo, se investigarmos mais minuciosamente, dinheiro e recursos são desperdiçados e potenciais ganhos permanecem por descobrir. Uma negociação automática, que utilize agentes computacionais autónomos, promete um elevado nível de eficiência e acordos de maior qualidade. Muitos modelos de mercado actuais são simulados através de ferramentas computacionais, algumas das quais baseadas em tecnologia multi-agente. Esta dissertação apresenta um simulador que permite ajudar a resolver vários problemas inerentes à contratação bilateral de energia. O simulador envolve dois agentes do mercado de retalho, um comprador e um vendedor de energia eléctrica, e suporta a negociação bilateral multidimensional. Cada agente tem no seu portefólio um conjunto de opções que modelam o seu comportamento individual. A essas opções dá-se o nome de estratégias de negociação. O simulador é composto por estratégias de concessão e imitativas. As estratégias de concessão ditam a velocidade de cedência que cada agente terá, enquanto que as estratégias imitativas têm em conta o comportamento passado do oponente, antes da formulação de uma nova oferta. A validação experimental do simulador foi efectuada através da realização de uma experiência computacional. O método experimental consistiu na experimentação controlada. A experiência teve como principal objectivo validar as estratégias através da verificação, em computador, de um conjunto de hipóteses formuladas através de diversas observações e conclusões da negociação real. Os resultados confirmaram as hipóteses, permitindo concluir que a estratégia de concessão baseada no volume de energia conduz a um melhor benefício para ambos os negociadores, enquanto que a estratégia de concessão baseada na prioridade dos itens conduz à troca de um maior número de propostas negociais.

Análise dinâmica de uma estrutura: estudo numérico e experimental

Com o presente trabalho pretende-se estudar e compreender o comportamento dinâmico de estruturas de engenharia civil, de forma a permitir a elaboração de algumas metodologias para o estudo e análise de problemas de dinâmica de estruturas. Apresenta-se uma revisão dos principais fundamentos da modelação matemática do comportamento dinâmico, com o estudo de sistemas de 1 grau de liberdade e posterior generalização para sistemas de múltiplos graus de liberdade. Apresentam-se também as formulações para análises de identificação modal no domínio do tempo e no domínio da frequência. Atendendo que a resolução do problema dinâmico deve cumprir duas etapas: integração no Espaço, e integração no tempo. Para a 1a etapa abordam-se os fundamentos dos métodos numéricos de integração no espaço (em particular, o método dos elementos finitos) com vista á implementação da sua formulação na ferramenta computacional freeFEM++. Para a 2a etapa abordam-se os métodos numéricos de integração no domínio do tempo (em particular, o método de Newmark), de forma a determinar a resposta de uma estrutura quando submetida a acções dinâmicas. Adicionalmente são introduzidos alguns conceitos essenciais ao estudo de resultados experimentais obtidos através da realização de ensaios de vibrações. Por último, estuda-se um modelo físico de um edifício de dois pisos, com base na análise de resultados de um ensaio de vibração ambiental e no desenvolvimento de dois modelos numéricos (em freeFEM++ e em SAP2000) para comparação e análise dos resultados obtidos e validação da ferramenta computacional desenvolvida. Após a calibração dos modelos numéricos aos resultados obtidos experimentalmente, procede-se a uma análise dinâmica dos modelos numéricos sujeitos a uma acção sísmica, com a posterior comparação e análise de resultados obtidos.

Modelação do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira: formulação no espaço de estados com amortecimento generalizado

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico de barragens com vista ao controlo da segurança de sistemas barragem-fundação-albufeira. Neste trabalho utilizou-se o MATLAB para desenvolver um programa de elementos finitos 3D (DySSA 1.0, “Dynamic State Space Analysis”) para análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira considerando uma formulação em deslocamentos com a albufeira discretizada em elementos finitos com módulo de distorção nulo. Utiliza-se uma formulação no espaço de estados o que permite considerar amortecimento não proporcional à massa e à rigidez e conduz a modos de vibração complexos. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspetiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa DySSA 1.0, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos tridimensionais isoparamétricos do segundo grau (tipo cubo com 20 pontos nodais), e correspondentes elementos de junta (com 16 pontos nodais, 8 por cada face). O programa foi testado com base na análise dinâmica de uma parede em consola submetida à pressão hidrodinâmica. Os resultados numéricos foram comparados com soluções analíticas e com resultados experimentais obtidos no laboratório de estruturas do ISEL. Descrevem-se os fundamentos da análise dinâmica de estruturas no domínio do tempo, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal no domínio da frequência. Analisa-se o comportamento dinâmico da barragem do Cabril em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando um modelo 3D representativo do sistema. Os resultados deste modelo numérico são comparados com resultados experimentais obtidos com base no sistema de monitorização dinâmica em contínuo, que foi instalado pelo LNEC em 2008.