Tipos de representações mentais utilizadas por estudantes de física geral na área de mecânica clássica e possíveis modelos mentais nessa área

Neste trabalho, além de investigarmos o tipo de representação mental (proposições, imagens ou modelos mentais) utilizado por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Newtoniana, tentamos identificar possíveis modelos mentais que estes estudantes teriam sobre alguns conceitos físicos. Baseamos nosso estudo na Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Estudantes de nível universitário foram observados durante dois semestres com o objetivo de determinar o tipo de representação mental que eles teriam utilizado durante o curso, quando resolviam os problemas e as questões propostas nas tarefas instrucionais. Foi realizada uma entrevista no final do curso com a finalidade de encontrar elementos adicionais que nos permitissem inferir modelos mentais sobre conceitos físicos usados pelos estudantes na elaboração de suas respostas. Os resultados desta pesquisa sugerem a importância dos modelos mentais na compreensão e uso dos conceitos físicos. Parece que quanto mais “elaborados” os modelos mentais, mais facilmente os alunos poderiam compreender situações e contextos distintos daqueles trabalhados em aula.

Avaliação radiográfica da projeção das espinhas mentais em relação ao forame lingual

Resumo não disponível.

Modelos mentais em mecânica introdutória : uma simulação computacional

Neste trabalho utilizamos inicialmente as descrições dos possíveis modelos mentais construídos por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Clássica, segundo a perspectiva teórica de Philip N. Johnson-Laird (1983), pesquisadas por Lagreca (1997 e 1999). A partir destas descrições, estendemos seus resultados de acordo com uma revisão da literatura, procurando a formação de possíveis modelos simuláveis computacionalmente. O Qsim (Kuipers, 1994) foi o algoritmo de simulação escolhido para o nosso trabalho, devido à semelhança com pesquisas analíticas encontradas sobre o pensamento dos estudantes. Para a simulação, implementamos dois modelos. O modelo newtoniano utiliza noções semelhantes às idéias de Newton, pelo menos com as forças de contato e o atrito com dependência direta com a velocidade. O modelo do impetus possui a concepção de força proporcional à velocidade com o atrito constante. Neste último caso não foi possível a construção de simulações a partir de um atrito dependente da velocidade, devido ao reconhecimento do programa de apenas uma única função crescente. Além disso, simulamos três modelos provenientes do modelo do impetus quando a situação envolve queda na presença da força gravitacional Para a simulação dos modelos, selecionamos alguns problemas para estudo. Iniciamos com o estudo do movimento horizontal e, em seguida, os problemas do páraquedista, do penhasco e do movimento balístico. Comparamos os resultados com algumas concepções dos estudantes encontradas em pesquisas analítico-qualitativas, mostrando que muitas concepções surgiam naturalmente da manipulação dos modelos nos problemas. Isto sugere que a abordagem dos modelos mentais seja mais ampla que a das concepções alternativas e que muitas dessas concepções possam ser reflexos da manipulação dos modelos em algumas situações.

Modelos mentais e resolução de problemas em física

O objetivo deste trabalho foi investigar como fazer os alunos modelarem mentalmente os enunciados de problemas de papel-e-lápis a fim de entendê-los e resolvê-los baseados em procedimentos analíticos e não buscando uma “fórmula”. Foram realizados cinco estudos empíricos com alunos universitários dos cursos de Engenharia e Física da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, cursando a disciplina de Mecânica Geral. Foi utilizada uma metodologia qualitativa baseada em depoimentos verbais (durante aulas exclusivas de problemas e entrevistas semi-estruturadas) e escritos (em testes e exames) durante o período de 1998 e 2004. O trabalho está subsidiado teoricamente pelas teorias dos modelos mentais de Johnson-Laird e dos campos conceituais de Vergnaud, tendo como teoria educacional subjacente, a teoria educacional da aprendizagem significativa de Ausubel. Resultados da pesquisa parecem dar suporte para a hipótese da autora, segundo a qual a representação mental dos enunciados dos problemas, apresentados acompanhados ou não por uma representação pictórica, podem ser facilitados pelo ensino explícito da modelagem física das situações envolvidas. Os conhecimentos-em-ação que os estudantes usam, como se pode inferir de suas soluções verbais e escritas, identificaram algumas características em seus desempenhos que pode ajudar com que os professores entendam os processos que eles usam durante as atividades de resolução de problemas, com possíveis conseqüências para os procedimentos usados pelos professores com relação ao ensino.

Em direção a agentes pedagógicos com dimensões afetivas

O contexto desta tese é a Inteligência Artificial aplicada à Educação, especificamente a área dos Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Apesar das características multidisciplinares e interdisciplinares, a preocupação maior do trabalho se dá quanto aos aspectos computacionais. A multidisciplinaridade está na relação entre os aspectos educacionais, filosóficos e psicológicos inerentes a toda construção de um software educacional, e a interdisciplinaridade acontece no relacionamento da IA com a Informática na Educação. Esta tese propõe o uso de aspectos afetivos como apoio à decisão de ação por parte de um STI. As nossas hipóteses fundamentais são: um sistema de ensino e aprendizagem computacional deve levar em consideração fatores afetivos tornando mais flexível a interação; e a arquitetura de um sistema computacional de interação em tempo real com agentes humanos deve prever explicitamente, em sua arquitetura básica, as crenças e o raciocínio afetivos. Para demonstrar essas idéias, foi definida uma arquitetura para apoiar um STI de modo a reconhecer alguns fatores afetivos, representativos de estratégias de ação de agentes humanos em interação com sistemas. Esse reconhecimento é realizado através de construções retiradas dos comportamentos observáveis do agente humano em contextos determinados. A arquitetura prevê um Sistema Multiagente para executar a percepção de fatores afetivos e da conduta do aluno em interação e de um agente pedagógico, representando o tutor. O agente tutor é modelado através de estados mentais e é responsável pelo raciocínio de alto nível. O modelo computacional de agentes de Móra [MÓR2000] foi utilizado para implementar o “kernel cognitivo” (termo cunhado por Móra e Giraffa [GIR99] que designa a parte responsável pela deliberação). O “kernel cognitivo” decide que ações tomar para um conjunto de características de uma avaliação pedagógica. A utilização de fatores afetivos e da avaliação cognitiva de situações emocionais permite a flexibilização das estratégias quanto à adaptabilidade a agentes humanos. Particularmente, foi adotado o enfoque cognitivo para análise de situações, baseado em teorias cognitivistas sobre emoções. O uso de tecnologia multiagente, no enfoque mentalístico, especificamente BDI (Belief, Desire, Intention) e da ferramenta X-BDI, permite a formalização e construção de um tutor atuante na avaliação pedagógica. A modelagem do aluno passa a ser constituída de aspectos qualitativos e quantitativos. Estudos de casos são apresentados, em situações que consideram os fatores afetivos e nas mesmas situações sem estas considerações. As decisões do tutor para agir são analisadas e confrontadas. Os resultados mostram um impacto positivo na adaptabilidade e ação pedagógica do tutor, sendo coerente com as teorias modernas [SAL97],[DAM2000] sobre as emoções que as consideram partes fundamentais para agir. A maior contribuição desta tese está na agregação de raciocínio sobre a afetividade envolvida em situações de ensino aprendizagem de agentes humanos e artificiais e avança dentro da perspectiva de pesquisa do grupo de IA da UFRGS, quanto ao desenvolvimento de Ambientes de Ensino e Aprendizagem modelados com tecnologia multiagente, com o uso da metáfora de estados mentais.

Distúrbios no desenvolvimento : cognição ou afeto?

Por que não aprendem certas crianças? Este é um estudo exploratório, no qual buscam-se respostas a esta interrogação. O problema de aprendizagem é baseado no domínio da Psicologia do Desenvolvimento. Para abordá-lo, demonstra-se o interesse na utilização do referencial piagetiano, o ambiente informático e a linguagem LOGO de programação. Desse referencial "cognitivo", surge outra dimensão, a da "afetividade". Do histórico da interrelação entre ambos na teoria piagetiana, surge a psicanálise como disciplina que poderia contribuir. Fundamenta-se a utilização desta útlima em pesquisa, relacionando, ainda, hipóteses que a psicanálise possui sobre o desenvolvimento e seus distúrbios. Escolhemos o estudo de caso como delineamento metodológico desta investigação. Nos resultados, destacam-se situações em que interfiriam elementos "afetivos" a ele vinculados. Verificou-se que o computador oferece possibilidades e recursos específicos para essa expressão, que, combinados com a necessidade do raciocínio para sua utilização, permitiram aos sujeitos a superação das situações que intreferiam no seu desenvolvimento. Conclui-se pelo interesse no prosseguimento da investigação, no ambiente informatizado, desta zona de fronteira entre a "cognição" e o "afeto".

Estudo de um solo residual de arenito da rodovia RS 239 : ensaios triaxiais servo-controlados

O estudo das propriedades mecânicas dos solos estruturados necessita de equipamentos de laboratório com características específicas. No caso de ensaios triaxiais, os equipamentos devem incorporar técnicas especiais, tais como: medição local de deformações e controle automático de trajetórias de tensão. Caso o solo seja ensaiado na condição não saturada, o equipamento deve ser capaz de controlar a sucção imposta ao corpo de prova. Esta dissertação apresenta a montagem de um equipamento triaxial automatizado para o estudo de solos estruturados, saturados e não saturados, sendo que para a execução de ensaios com diferentes trajetórias de tensões, pequenas modificações devem ser introduzidas no programa. O equipamento foi montado com peças encontradas no mercado nacional e de fácil aquisição. Este equipamento dispõe de medição local de deformações baseada em sensores de efeito Hall, com uma resolução de deformações axiais e radiais da ordem de 10-4. O equipamento utiliza um sistema de válvulas proporcionais para o controle automático das pressões aplicadas. O equipamento assim construído, foi utilizado para estudar o comportamento mecânico de um solo residual de arenito Botucatu oriundo de uma jazida na rodovia RS 239. Este solo apresenta um índice de vazios médio de 0,62. Envoltórias de resistência ao cisalhamento para valores de pico e para valores de deformações axiais >10%, foram determinadas a partir de resultados de ensaios triaxiais. Os resultados dos ensaios também permitiram identificar uma superfície de fluência. O efeito da cimentação, tanto na superfície de fluência como no módulo de Young, foi constatado através da análise das curvas tensão desvio x deformação axial, que mostram claramente uma mudança de comportamento associada à progressiva desestruturação do material.

Conceitualização da leitura e escrita por adultos não-alfabetizados

Esta é uma pesquisa piagetiana clássica que se insere na trilha aberta por Emília Ferreiro na área da psicogênese da alfabetização. A questão central investigada é a de saber qual o conhecimento que os adultos nãoalfabetizados possuem do sistema de escrita. Foram entrevistados 35 sujeitos utilizando o método piagetiano de interrogatório clínico. o material empregado estava composto por cupom fiscal de supermercado, bilhete de loteria, calendário, conta de luz, receita médica, nota fiscal padrão, fotos do meio urbano, recortes de revistas, desenhos com legendas, impressos padronizados de anúncios (do tipo "vende-se" , "aluga-se", "é proibido fumar", Solicitava-se o reconhecimento de classificação de textos "legíveis", palavra e da oração, interpretação de textos acompanhados ou não de imagem, realização de cálculos mentais e produção de escrita. Verificou-se que, embora não haja ainda uma compreensão global do funcionamento do sistema alfabético de escrita, os adultos não-alfabetizados apresentam conceitos etc.), entre outros. letras e números, análise ao nível da emissão verbal, passando por aquele que atribui uma letra para cada macro-partição da emissão verbal (sílaba), até o mais aprimorado que detecta então os elementos mínimos da emissão (fonemas) e trata de fazer a correspondência entre letras e fonemas. Este último nível desvenda o modo pelo qual que correspondem a níveis progressivos de desenvolvimento cognitivo. Esses níveis vão desde aquele que ainda não estabeleceu um vínculo entre a escrita e a pauta sonora da pesquisas com crianças pré-alfabetizadas verifica-se que nas há uma identidade estrutural entre crianças e adultos na forma de se apropriar do conhecimento do modo de funcionamento da língua escrita. Os adultos não apresentam as noções mais primitivas manifestadas pelas crianças pois possuem uma boa distinção entre letras e números, Conquistaram a possibilidade de realizar cálculos mentais, compreendem melhor a importância das segmentações do texto, não agridam nomes semanticamente relacionados para interpretar "sobras de texto" na análise de orações, etc. A pesquisa contribui para um melhor entendimento do processo de aprendizagem da leitura e escrita e pode ser utilizada para uma analise crítica dos métodos pedagógicos tradicionais de alfabetizal;ão de adultos.

Mechanism of Muscle Vibrations During Stimulated and Voluntary Isometric Contractions of Mammalian Skeletal Muscle

When a muscle contracts it produces vibrations. The origin of these vibrations is not known in detail. The purpose of this study was to determine the mechanism associated with muscle vibrations. Mechanisms which have been proposed in the literature were described as theories (cross-bridge cycling, vibrating string and unfused motor unit theories). Specific predictions were derived from each theory, and tested in three conceptually different studies. In the first study, the influence of recruitment strategies of motor units (MUs) on the vibromyographic (VMG) signal was studied in the in-situ cat soleus using electrical stimulation of the soleus nerve. VMG signals increased with increasing recruitment and decreased with increasing firing rates of MUs. Similar results were obtained for the human rectus femoris (RF) muscle using percutaneous electrical stimulation of the femoral nerve. The influence of MU activation on muscle vibrations was studied in RF by analyzing VMG signals at different percentages (0-100%) of the maximal voluntary contraction (MVC). In our second study, we tested the effects of changing the material properties of the in-situ cat soleus (through muscle length changes) on the VMG signal. The magnitude of the VMG signal was higher for intermediate muscle lengths compared to the longest and the shortest muscle lengths. The decreased magnitude of the VMG signal at the longest and at the shortest muscle lengths was associated with increased passive stiffness and with decreased force transients during unfused contractions, respectively. In the third study, the effect of fatigue on muscle vibrations was studied in human RF and vastus lateralis (VL) musc1es during isometric voluntary contractions at a leveI of 70% MVC. A decrease in the VMG signal magnitude was observed in RF (presumably due to derecruitment of MUs) and an increase in VL (probably related to the enhancement of physiological tremor, which may have occurred predorninantly in a mediolateral direction) with fatigue. The unfused MU theory, which is based on the idea that force transients produced by MUs during unfused tetanic contraction is the mechanism for muscle vibrations, was supported by the results obtained in the above three studies.

Escoamento turbulento na saída de um duto curvo de seção retangular

Este trabalho teve como motivação buscar as causas e apresentar alternativas de soluções que busquem sanar ou reduzir o problema de desgaste localizado, produzido pela erosão das cinzas, nos tubos do economizador das caldeiras de uma usina termoelétrica a carvão. Para este fim foi construído um modelo em escala de parte da caldeira, reproduzindo o duto curvo de retorno dos gases e, na saída do mesmo, um banco de barras de seção circular, simulando o banco de tubos do economizador. Medições de velocidade, utilizando uma sonda tipo tubo de Pitot e anemômetro de fio quente, medições do campo de pressão nas paredes e visualização do escoamento utilizando fios de lã foram aplicados para a análise do escoamento nas condições existentes na usina e nas configurações modificadas, propostas segundo critérios de controle da camada limite. A análise dos dados, comparada com medições de desgaste localizado na caldeira, levaram à identificação do processo hidrodinâmico existente e os efeitos resultantes nas modificações propostas.

Educação e terapia da criança autista: uma abordagem pela via corporal

abordagem corporal, investigou os tipos de aprendizagens que crianças autistas podem realizar, considerando suas possibilidades de desenvolvimento real e suas possibilidades de desenvolvimento potencial. A sustentação teórica da investigação baseou-se nos conhecimentos existentes sobre a síndrome do autismo, a psicomotricidade relacional e os estudos de Vygotski sobre o desenvolvimento de crianças portadoras de deficiências. O estudo de corte qualitativo utilizou a metodologia do tipo descritivo de estudo de caso, que contou com cinco participantes, quatro do sexo masculino e um do sexo feminino. Os instrumentos utilizados para coleta de informações foram: entrevistas, análise documental, observações diretas dos participantes nas intervenções terapêuticas (descritivas e com pautas determinadas). A pesquisa foi desenvolvida Escola de Educação Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e no Centro Universitário La Salle em Canoas. A análise das informações e a discussão dos resultados foram realizadas a partir de quatro variáveis: manifestações da síndrome e comportamentos evidenciados, materiais disponibilizados como mediadores da evolução de processos mentais, imitação como fator significativo do processo evolutivo dos autistas e o olhar sobre a sua sexualidade. O estudo demonstrou que a intervenção pedagógico-terapêutica realizada gerou mudanças no comportamento e desenvolvimento das crianças autistas.

Estudo de solos subtropicais visando o emprego na construção de habitações de baixo custo

Esta pesquisa visa o estudo de características físicas e mecânicas de solos subtropicais, para aplicação na construção de habitações de baixo custo, abordando-se principalmente a técnica de construção com paredes monolíticas compactadas. A opçao pelo estudo do solo, realizado sem a adição de estabilizantes fisico-químicos, baseia-se no fato de que a mesma nem sempre é necessária, embora seja vital em alguns casos. Através da revisão de literatura, são ressaltadas as propriedades dos solos consideradas importantes para construção deste tipo de moradia, bem como os fatores envolvidos na durabilidade da mesma. Foi realizado o estudo de jazidas de solos, pertencentes a algumas das unidades geotécnicas da região metropolitana de Porto Alegre, levando-se sempre em conta este tipo de aplicação. Para tanto, são realizados ensaios laboratoriais de caracterização física dos solos, bem como de comportamento mecânico, testando-se resistência à compressão simples e à erosão, e absorção por capilaridade. Além disso, é feita a análise qualitativa da durabilidade de blocos compactados frente a exposição ao tempo. Estes blocos visam simular a condição de pequenos segmentos de paredes. Os resultados obtidos são analisados e comparados com as recomendações da prática deste tipo de construção, avaliando-se a validade das mesmas para o caso de solos tropicais e subtropicais

Aspecto progressivo : um modal epistêmico?

Esta pesquisa procurou demonstrar que o aspecto progressivo representa a opção disponibilizada pela língua portuguesa para que o falante, diante de determinadas situações, possa se referir apenas ao fragmento manifesto, revelando, assim, o seu desejo de se comprometer somente com a parte da verdade evidenciada pela situação. Quando uma situação é apresentada com um verbo de estado, os falantes de língua inglesa, para atingir o mesmo objetivo, utilizam perífrases dos verbos de estado. Foram selecionados verbos de estado que expressam estados mentais/cognitivos para testar as hipóteses, porque a mitigação de comprometimento revelou ser mais claramente observável em enunciados com este tipo de verbos. Os resultados obtidos evidenciaram que os falantes de ambas as línguas distinguem situações completas de incompletas e que optam por mais de uma forma para expressar menor comprometimento, e não somente pela forma do aspecto progressivo quando, após interpretar uma situação como incompleta, desejam manifestar-se a respeito dela. Os falantes de ambas as línguas também utilizaram formas no perfectivo + perífrase modalizadora e perífrases dos verbos de estado no progressivo. A opção pelo uso destas formas, para ser fiel à verdade de sua interpretação da situação como não-completa, indiciou que há uma avaliação de grau de comprometimento por parte do falante. Os resultados apontam para a possibilidade de que o aspecto progressivo atue como um modal epistêmico, não obstante o fato de o falante poder expressar comprometimento parcial também através de outras formas.

Revisão dos efeitos da vegetação em taludes

O presente trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre a influência da vegetação nos taludes naturais e artificiais. A pesquisa procurou enfocar a captação e a liberação da água pelos vegetais, a influência das raízes pivotantes e fasciculadas como reforço do solo, analisar os efeitos benéficos e adversos da presença da vegetação nos taludes e a recuperação ou estabelecimento de vegetação no solo. Apresenta ainda um estudo de casos de modelos geomecânicos onde avalia a utilização dos tipos de vegetação, levando em conta o comprimento das raízes aplicado para cada situação específica de corte ou de aterro. O trabalho mostra diversos aspectos relacionados à estabilização de taludes através da vegetação, que são contraditórios na literatura. Diversos pontos são levantados para estudo adicional posterior em relação à interceptação da chuva, infiltração e sobrecarga. Os efeitos mecânicos das raízes são evidenciados e sua influência em taludes rasos é demonstrada.