Simulação e modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de física geral il.

O objetivo deste trabalho foi analisar o processo de ensino-aprendizagem de Física através de abordagens didáticas envolvendo o uso de atividades de simulação e modelagem computacionais em um ambiente de atividade colaborativa presencial. Num primeiro estudo, realizado a partir de uma metodologia quantitativa, avaliou-se o desempenho dos alunos em testes que tinham como tópico a interpretação de gráficos da Cinemática, antes e depois de trabalharem com atividades de simulação e modelagem computacionais em atividades extra-aula. Os resultados deste primeiro estudo mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos estudantes do grupo de controle, submetidos apenas ao método tradicional de ensino. Na seqüência, foram realizados outros dois estudos dentro de uma metodologia qualitativa, em que o foco estava no processo de ensino-aprendizagem que ocorre em ambiente de sala de aula. Foi utilizada uma abordagem que envolveu, além das atividades computacionais, um método colaborativo presencial como dinâmica de base para o estabelecimento das relações interpessoais entre o professor e a turma, e os alunos entre si.A fundamentação teórica adotada esteve baseada na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa e na teoria de Vygotsky sobre interação social. O referencial de Halloun sobre modelagem esquemática também foi utilizado. Os resultados sugerem que as atividades de simulação e modelagem computacionais são potencialmente facilitadoras de aprendizagem significativa em Física. Sugerem, também, que a atividade colaborativa presencial contribui positivamente para esse tipo de aprendizagem.

Simulação computacional de processos de formação de pares de bases biológicas livres considerando critérios probabilísticos, geométricos e energéticos

Neste trabalho, analisam-se os processos de formação de ligações de hidrogênio entre as bases Adenina. Timina, Guanina e Citosina usando o método Monte Carlo probabilístico. A possibilidade de formação de pares é inicialmente verificada considerando critério geométrico (distância e orientação das molécutlas) seguida pela análise da probabilidade energética, que é proporcional ao fator de Boltzmann. Os resultados mostram que a probabilidade de concorrência, para alguns modelos, não segue a estrutura mais provável segundo o fator de Boltzmann. Isto sugere que existe uma forte influência geométrica na formação dos pares (ligações simples e múltiplas). Tal análise fornece para a construção de modelos mais complexos bem como para o entendimento de alguns mecanismos que ocorrem em processos relacionados à mutações, visando compreender este tipo de fenômeno biológico

Distribuição e ocorrência de aranhas de sub-bosque de quatro ambientes florestais no planalto do Rio Grande do Sul, Brasil

Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a riqueza, abundância e composição das assembléias de aranhas de sub-bosque em quatro ambientes florestais na FLONA de São Francisco de Paula, RS, Brasil. Essa reserva está situada no planalto do Rio Grande do Sul e, desde sua criação, explora madeira para corte. O tipo de manejo empregado é o de longo tempo de rotação dos talhões, com corte seletivo. A área se caracteriza como um mosaico da paisagem formado de quatro ambientes florestais: floresta ombrófila, plantação de araucária, plantação de Pinus e plantação de Eucalyptus. Essas diferenças na estrutura da paisagem poderiam se traduzir em diferenças na estrutura da vegetação, o que pode influenciar a distribuição e ocorrência das assembléias de aranhas na área. Portanto, os objetivos específicos desta pesquisa foram 1) comparar a estrutura das assembléias de aranhas de sub-bosque entre os diferentes ambientes e entre os talhões, assim como inferir possíveis processos que poderiam estar influenciando os padrões encontrados, 2) avaliar como características da estrutura da vegetação nos diferentes ambientes influenciam o padrão de distribuição encontrado e 3) verificar as respostas da abundância, riqueza e composição das assembléias de aranhas são diferentes levando-se em conta diferentes níveis taxonômicos. As aranhas presentes na vegetação entre 1 e 2,5 m de altura foram coletadas pelo método guarda-chuva entomológico em duas unidades amostrais (25 m  2 m) aleatorizadas dentro de cada um de três talhões de cada tipo florestal, em seis ocasiões durante 2003 e 2004. Todos indivíduos foram identificados em nível de família e os adultos em nível de gênero e espécie. A cobertura vegetal foi estimada através de 50 medidas dos toques da vegetação em uma vara de 2,5 m de altura dentro de cada unidade amostral no inverno e no verão de 2003. Os toques da vegetação foram separados em árvores, arbustos, lianas, pteridófitas e gramíneas. Foram coletadas um total de 8440 aranhas, divididas em sete guildas, 29 famílias, 80 gêneros e 132 espécies. A área de plantação de Eucalyptus apresentou a menor abundância de aranhas de sub-bosque em relação aos outros ambientes para a abordagem em nível de famílias, mas a plantação de Eucalyptus foi diferente somente da plantação de Pinus para a abordagem em nível de espécie. A abundância das aranhas de sub-bosque foi a característica estrutural que mais diferiu entre os diferentes tipos ambientais durante todo estudo. Os resultados, porém, foram influenciados pela abordagem taxonômica. A diversidade de aranhas de sub-bosque não apresentou diferenças entre os ambientes, porém, houve diferença entre talhões apenas em uma estação do ano para os níveis de gênero e espécie. A abundância de aranhas de sub-bosque teve correlação positiva com a idade dos talhões. A composição das assembléias de aranhas de sub-bosque teve maior relação com as características inter-talhões do que inter-ambientes, e os tipos de vegetação influenciaram na composição das famílias de aranhas. Além disso, a abordagem taxonômica alterou os padrões de agrupamento das assembléias. Processos locais como limitação de recursos para estabelecimento e ao crescimento das populações em nível local parecem estar atuando na estruturação das assembléias de aranhas de sub-bosque nessa área. Concluiu-se que o tipo de manejo empregado (longa rotação) na área para exploração de madeira não afeta negativamente a diversidade de aranhas do sub-bosque, provavelmente por que há o desenvolvimento de estruturas da vegetação do sub-bosque que proporcionam condições para a ocorrência e o estabelecimento das assembléias de aranhas nesse local.

Aprendizagem em ambientes virtuais : o olhar do aluno sobre o próprio aprender

Esta pesquisa tem por objetivo investigar a concepção do aluno sobre a própria aprendizagem ao utilizar ambientes virtuais. A Rede Cooperativa de Aprendizagem (ROODA) foi o ambiente virtual que sustentou todo o movimento de busca dos dados escritos pelos sujeitos da pesquisa. Os mesmos são estudantes de graduação e pós-graduação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A Epistemologia Genética de Jean Piaget foi a teoria eleita para servir como referencial durante todo o processo de desenvolvimento desta pesquisa. Para tanto, a coleta de dados foi realizada através de entrevista semi-estruturada, além de intervenções no ambiente virtual ao longo do processo de trabalho. Os resultados de tais intervenções foram capturados nos logs do ambiente. As conclusões apontam para uma concepção de aprendizagem que ultrapassa a simples utilização do virtual e indica como significativo o trabalho que atinge diretamente as estruturas cognitivas. Além disso, trata o virtual como elemento propulsor de interações entre sujeitos onde o conflito sócio-cognitivo contribui para a construção do conhecimento. Tempo e espaço transcendem as condições dadas pelo presencial e proporcionam um novo tempo e espaço de reflexão. Novas relações, professor-aluno, mobilizadas pelo interesse, são criadas. Novas possibilidades são descortinadas pelo ambiente virtual na medida que este é visto como superação das fronteiras do presencial.

Desenvolvimento de workflow para administração pública em ambientes corporativos de engenharia de software

A demanda por aplicações de workflow tem crescido rapidamente. Por um lado há uma evolução em ambientes com plataformas de sistemas maduras e disseminadas, por outro, processos de redesenho administrativo têm contribuído no aumento desta demanda. Apesar disto, profissionais de TI ainda encontram alguns problemas, e por isto, têm se aproximado de workflow com receio. Na administração pública de Porto Alegre, a otimização dos processos organizacionais de atendimento às demandas individuais dos cidadãos - que geram um registro em papel que constitui o que se denomina processo administrativo ou expediente, ou seja, um volume físico de papéis tramitando manualmente pelas estruturas que atuam no atendimento da demanda - redundou no emprego de ferramentas de automação para introduzir maior produtividade e eficiência na mudança dos métodos de trabalho. Mas alguns problemas se destacaram quando foi iniciado o desenvolvimento de aplicações de automação de processos. Uma face deles se mostrou em problemas conceituais que vão desde a confusão entre workflow e outras áreas, como BPR ou GED, à falta de domínio sobre as abstrações fundamentais na elicitação de workflow. Outra face se mostrou nos WMS, verdadeiros ambientes proprietários, fechados e pesados, de difícil utilização e pouco flexíveis para os desenvolvedores utilizarem em seu ambiente. Finalmente, outro problema foi a integração de aplicações de workflow com sistemas de informação, buscando informações e eventos em aplicações legadas, algumas existentes por décadas. Frente a isto, este trabalho aborda a produção de workflow sob a ótica dos desenvolvedores - analistas, projetistas e programadores - que necessitam criar aplicações corporativas em seus ambientes de Engenharia de Software. Neste cenário, a linha divisória entre a elaboração de uma aplicação de workflow e um sistema de informação se torna tênue, e compreender os aspectos envolvidos, dominá-los e utilizá-los neste ambiente é primordial para o sucesso e disseminação de aplicações de automação de processos. Este trabalho propõe uma extensão do Diagrama de Atividades da UML para modelar e elicitar o controle de atividades, a criação de um motor de workflow para executar a máquina de estados do Diagrama de Atividades, a ser utilizado como componente na arquitetura das aplicações. A utilização do motor de workflow e do Diagrama de Atividades estendido são apresentados num case de automação de um processo da Secretaria do Planejamento Municipal da Prefeitura Municipal de Porto Alegre que atende a solicitações diretas dos cidadãos.

T&D-bench : explorando o espaço de projeto de processadores em ensino e em pesquisa

Uma metodologia de modelagem para a exploração do espaço de projeto de processadores é apresentada. A exploração do espaço de projeto constitui uma das etapas do fluxo de projeto dos atuais processadores de alto desempenho e de sistemas embarcados, que auxilia os projetistas no tratamento da complexidade inerente ao processo contemporâneo de projeto de sistemas computacionais. A principal característica desta metodologia é um processo de modelagem simples e rápido. Isso é obtido através da disponibilização dos recursos de modelagem em camadas com propósitos e níveis de complexidade de uso diferenciados e da limitação do número de elementos (palavras-chave, classes e métodos) que devem ser conhecidos pelo projetista para o acesso a estes recursos, independentemente da camada na qual eles se encontram. A única exigência para o uso de tais recursos são conhecimentos que estudantes de Computação adquirem ao longo dos seus cursos da área de Computação e Informática. Outras características da metodologia de modelagem incluem: recursos específicos e distintos para a descrição da organização, da arquitetura e de aspectos temporais do processador; um estilo de descrição estrutural de alto nível da organização; a possibilidade de uso de recursos gráficos em tempo de modelagem e em tempo de simulação; e a existência de informações nos modelos que podem ser usadas para a tradução das descrições para uma Hardware Description Language Todas estas características constituem um conjunto de soluções de modelagem e simulação de processadores que não é encontrado em outros ambientes usados na exploração do espaço de projeto, baseados em Architecture Description Languages, Hardware Description Languages e ferramentas de simulação. Além disso, os modelos de processadores, desenvolvidos com esta metodologia, fornecem os recursos para a aceleração do aprendizado de conteúdos de arquitetura de computadores que só são encontrados em simuladores para ensino. Uma infra-estrutura de software que implementa a metodologia de modelagem foi desenvolvida e está disponível. Ela foi usada no ensino e no contexto da pesquisa para a modelagem e simulação de diversos processadores. Uma comparação com a metodologia de modelagem de uma Architecture Description Language demonstra a simplicidade e a rapidez do processo de modelagem previsto na metodologia apresentada.

Estudo e análise da acústica de ambientes submetidos a sistemas de áudio

O crescente aprimoramento tecnológico ocorrido nos últimos anos principalmente nas áreas de eletrônica analógica e digital, proporcionou um grande desenvolvimento dos equipamentos destinados à captação, registro e reprodução sonora - componentes dos sistemas de áudio – tornando-os muito mais sofisticados e complexos. Por sua vez, estes sistemas de áudio encontram-se cada vez mais presentes em diversos tipos de ambientes tais como teatros, casa de shows e auditórios, cumprindo um papel fundamental na programação do recinto. Entretanto, o projeto acústico destes ambientes, em sua grande maioria, não tem levado em consideração as características do sistema de áudio a ser instalado, resultando em prejuízo do desempenho acústico do ambiente e conseqüente insatisfação dos usuários. Somado a este fato, tem-se dado pouca atenção aos parâmetros de qualidade acústica de ambientes destinados à reprodução musical, inicialmente desenvolvidas por Beraneck, 1962, abrindo-se mão, portanto, de ótimas ferramentas de análise que poderiam servir para melhorar o desempenho acústico destes ambientes. Como conseqüência destes resultados, vem crescendo a idéia entre os profissionais da área de acústica e de áudio que o ideal é otimizar o sistema de som com o ambiente para que os melhores resultados sejam alcançados É neste cenário que o presente trabalho se propõe a discutir as questões acústicas juntamente com as questões de áudio com o objetivo de apresentar os principais conce itos, técnicas e procedimentos referentes ao projeto e análise da acústica de ambientes e de sistemas de áudio. Para tanto, foi realizada uma revisão bibliográfica que apresenta os parâmetros objetivos de qualidade acústica ambiental juntamente com um método de avaliação da qualidade acústica de salas, proposta por Arau, 1999. Também apresenta os principais conceitos que norteiam o projeto de sistemas de áudio, mostrando os principais equipamentos envolvidos e suas características técnicas. Ainda foi realizado um estudo sobre as diversas técnicas de medição de resposta impulsiva com as quais os sistemas, tanto acústico quanto de áudio, podem ser caracterizados chegando a conclusão que a técnica de varredura logarítmica de seno é aquela que mais se adapta às medições acústicas por apresentar melhor relação sinal/ruído e imunidade à distorções inerentes aos transdutores eletromecânicos utilizados nestes tipo de medição Para concretizar os conceitos apresentados no trabalho é realizada uma análise do sistema som-ambiente do Salão de Atos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Como resultado desta análise conclui-se que a amplificação eletrônica, apesar de ser adequada para atender às necessidades da aplicação, tem sua capacidade limitada pelas caixas acústicas. Estas por sua vez, em conjunto com as características do ambiente, são capazes de proporcionar boa inteligibilidade de voz na área de cobertura.Também conclui-se que o ambiente de Salão de Atos possui absorção excessiva em médias-altas freqüências e baixa audibilidade nas posições mais distantes do palco. Ainda, é mostrado que, devido ao posicionamento das caixas acústicas no palco, existem regiões na área da platéia que são atingidas pelo efeito de eco.

Método para avaliação de ambientes de desenvolvimento de software combinando CMM e GQM

Este trabalho de conclusão apresenta um método e uma ferramenta para avaliação da maturidade e da capacitação de ambientes de desenvolvimento de software baseado no uso da abordagem Goal/Question/Metric-GQM combinada aos métodos tradicionais de avaliação já existentes para o modelo Capability Maturity Model-CMM. A aplicação deste método através da ferramenta proposta permitirá a organização avaliada estabelecer o grau de conformidade preliminar dos seus processos em relação às exigências do modelo CMM. Esta avaliação poderá ser utilizada como ponto de partida para o estabelecimento de um processo de melhoria. O modelo CMM descreve uma série de estágios de maturidade que são atingidos através da satisfação de metas estabelecidas para áreas-chave do processo de desenvolvimento de software da organização. A evolução deste modelo, chamada de CMMI, Capability Maturity Model Integrated, possibilita que as organizações optem pela forma de implementação do modelo. Esta opção pode se dar através do uso do CMMI em estágios, vertical utilizando os níveis tradicionais do modelo, ou contínua; horizontal baseada nas áreas-chave de processo. Da mesma forma, a avaliação pode ser realizada sobre qualquer modelo escolhido. O modelo GQM descreve uma estrutura hierárquica baseada na existência de metas de melhoria preestabelecidas das quais são extraídas métricas e questões que as satisfazem. O nível de satisfação dessas metas é obtido através da análise das métricas relativas às questões aplicadas ao foco da avaliação Algumas ferramentas para avaliação dos processos relativos ao modelo CMM são apresentadas, tais como o questionário da maturidade e os modelos existentes para a criação de métodos de avaliação, CMM Apraisal Framework-CAF e Apraisal Requirements for CMMI-ARC. O diferencial apresentado é o estabelecimento de métricas objetivas e regras de interpretação dessas para a definição da satisfação de uma determinada área-chave de processo, ACP, do nível 2 do modelo CMMI. Além dessas contribuições vale destacar o estabelecimento de questões adicionais ao questionário da maturidade com o objetivo de capturar essas métricas e a criação de grafos GQM para cada ACP do nível 2 do CMMI. Esses grafos permitem a visualização do relacionamento existente entre cada ACP do nível 2 do CMMI com suas metas, questões e métricas. A aplicação do método e da ferramenta será demonstrada através da utilização de um estudo de caso aplicado na empresa DWA Informática Ltda.

Ciência da computação para crianças

Este trabalho apresenta uma proposta metodológica para o ensino de Ciência da Computação para Crianças, elaborada, a partir de pesquisas e estudos, tendo, como objetivo, a aplicação dessa metodologia para correção e testes. Devido à disseminação dos computadores e de seu uso como parte da formação dos alunos, muito se tem discutido sobre a união entre os recursos tecnológicos e a educação. A inclusão da informática no processo educativo vem sendo direcionada para a utilização e classificação de produtos de software educacional, em técnicas de comunicação à distância, no uso de recursos de multimídia ou de realidade virtual para apoio ao conteúdo abordado pelo professor e, também, para a construção de ambientes computacionais, que possam proporcionar uma mudança de paradigma educacional. No entanto não adianta tornar disponível toda essa tecnologia, se, rapidamente, são abandonadas e são substituídas ferramentas e técnicas dentro da Computação. Por isto, tão importante quanto o ensino das tecnologias correntes é o ensino dos conceitos fundamentais da Ciência da Computação. Esses conceitos, além de proporcionarem um embasamento teórico para entendimento da ciência envolvida na computação, também propiciam o desenvolvimento de um raciocínio lógico e formal, assim como de habilidades que são exigidas no mundo atual. Este trabalho apresenta pesquisas de campo sobre o uso da Informática Educativa em algumas escolas, a identificação, através de professores da graduação e pós-graduação, de alguns dos conceitos fundamentais da Ciência da Computação e uma pesquisa sobre o que crianças gostariam de aprender sobre Ciência da Computação. A partir dos resultados, são elaboradas teorias, demonstrações e exercícios para o ensino destes para crianças. Essa metodologia é aplicada a duas turmas heterogêneas de crianças para sua validação. Pretende-se que o estudo desses conceitos aguce o senso crítico e capacite as crianças não só a usarem as tecnologias mas também a entenderem seu funcionamento.

As intervenções pedagógicas do professor em ambientes informatizados : uma realidade a ser construida

A presente investigação pretende compreender as relações que envolvem a atuação do professor no laboratório de informática. O laboratório de informática representa neste trabalho um ambiente informatizado de aprendizagem na medida em que é usado por professores e alunos em atividades pedagógicas que propiciam processos de aprendizagem. A perspectiva da pesquisa visa, então, uma discussão a respeito da importância das intervenções pedagógicas do professor em ambientes informatizados de aprendizagem. O conceito de intervenção pedagógica, como um aspecto relevante na pesquisa, foi construído à luz da teoria freireana e de todo o processo investigativo. Os processos de aprendizagem também foram relevados neste trabalho, considerando que a relação de ensino é sempre vinculada às relações de aprendizagem. Neste sentido, foram feitos estudos na linha interacionista tendo como autores centrais Piaget e Vygotsky. Caracterizo o estudo na perspectiva da abordagem qualitativa, tendo como foco o estudo de caso do laboratório de informática. Os dados foram coletados através da observação participante e de entrevistas não estruturadas. Os resultados trazem indícios de que os processos de intervenção pedagógica podem ser um referencial nas atividades desenvolvidas naquele espaço. As relações estabelecidas em ambientes informatizados de aprendizagem, por professores e alunos, influenciam de forma singular na maneira como a aprendizagem se processa.

Um modelo baseado em agentes para a análise da governança regulamentar do sistema financeiro

As pesquisas sobre governança no sistema financeiro contribuem significativamente para a análise dos diversos elementos que influenciam a performance nesse setor. No entanto, estudos empíricos nessa área ainda são limitados. Um dos motivos é a complexidade inerente à noção de governança na área pública. Da mesma forma que os sistemas complexos, a governança pode ser descrita como um sistema que abrange um grande número de entidades interdependentes entre si, com diferentes graus de relacionamentos. Neste trabalho de pesquisa, o significado de governança regulamentar do SFN se insere nesse escopo de entendimento, isto é, a governança como um fenômeno que resulta das diversas interações existentes entre os atores que influenciam ou são influenciados pelas atividades de regulação do setor financeiro. Em função das especificidades dos sistemas complexos, desenvolve-se e implementa-se um modelo baseado em agentes para a análise da governança regulamentar do SFN mediante experimentos de simulação. Os modelos baseados em agentes possibilitam explicitar aspectos relativos às interações e comportamentos dos agentes (nível micro), ou seja, os comportamentos não-lineares do sistema, que são difíceis de serem capturados com outros formalismos matemáticos. O modelo baseado em agentes é integrado a um modelo econométrico que tem como função caracterizar o ambiente macro-econômico. O ambiente micro é modelado por intermédio de agentes computacionais, com o uso da arquitetura BDI (do inglês, beliefs-desires-intentions). Esses agentes interagem entre si e com o ambiente, possuem crenças sobre o meio onde atuam e desejos que querem satisfazer, levando-os a formar intenções para agir. O comportamento dos agentes foi modelado utilizando-se lógica difusa (fuzzy logic), com o uso de regras construídas por intermédio de pesquisa de análise de conteúdo, a partir de informações coletadas em notícias de jornais, e entrevistas semiestruturadas com especialistasda área financeira. Os resultados dos experimentos demonstram o potencial da simulação dos modelos baseados em agentes para a realização de estudos de ambientes complexos de governança regulamentar.

Isolamento e identificação de amebas de vida livre potencialmente patogênicas em amostras de ambientes do Hospital de Clínicas de Porto Alegre - RS

Amebas de vida livre (AVL), tais como Acanthamoeba spp., Naegleria spp. e Balamuthia mandrillaris, são potenciais agentes de infecções humanas podendo ser encontradas no meio ambiente como solo, água fresca e ar atmosférico. No Brasil, de um modo geral, há poucos trabalhos relatando a importância do estudo desses patógenos em ambientes hospitalares. Assim este trabalho visou estudar a presença de Acanthamoeba spp. e Naegleria spp. na poeira e biofilmes de 15 ambientes diferentes (CTI, UTI pediátrica, Centro Cirúrgico, Centro Cirúrgico Ambulatorial, Emergência, Cozinha, Reservatórios de Azulejo e de Concreto, 06 Bebedouros e 01 Torneira) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, RS (HCPA). Coletas mensais de poeira e biofilmes foram realizadas com suabes passados aleatoriamente nos locais de coleta, de julho de 2004 e março de 2005, totalizando 135 amostras. Após sedimentação do material, o sedimento foi usado como inóculo em placas de Petri com ágar não nutriente 1,5%, previamente inoculadas com E. coli. As amostras foram incubadas durante 10 dias a 30°C. Das 135 amostras coletadas dos 15 ambientes do HCPA, 47 (35%) foram positivas para AVL, segundo critérios morfológicos de Page. Destas, 34% apresentaram características morfológicas próprias do gênero Acanthamoeba, sendo 03 desses isolados confirmados por PCR.