Introdução ao uso da informática no ensino de física no ensino médio

Neste trabalho foi proposta e avaliada uma concepção alternativa de ensino de Física para o ensino médio, onde recursos de informática, como: animações, applets, páginas e softwares educacionais, foram incorporados ao contexto de aulas teóricas e de laboratório, no ensino de Cinemática, Dinâmica e Energia. Parte dos recursos de informática foi desenvolvida para este projeto, e parte foi selecionada dentre o material de livre acesso disponível na internet. O objetivo deste trabalho foi proporcionar aos alunos um ensino de Física mais dinâmico, com aplicação do que é estudado em sala de aula, relacionando conceitos com os fenômenos estudados, a partir de análises gráficas, exercícios, experiências virtuais e demais recursos da informática. O referencial teórico para o desenvolvimento do projeto foi o da aprendizagem sob um enfoque cognitivista (Piaget), através de um desenvolvimento progressivo, com a aquisição e análise do conhecimento pelo aluno durante todo processo educacional. O material educacional produzido foi aplicado no Colégio Salesiano Dom Bosco (Escola Particular), em duas etapas: em 2003 de maneira experimental, com duas turmas de primeiro ano do Ensino Médio (101 e 102), a fim de verificar qual metodologia seria a mais adequada, quais as estratégias a serem desenvolvidas e quais as eventuais dificuldades encontradas. Na segunda etapa, em 2004, foi aplicado o material otimizado na turma 103. A avaliação do material foi realizada a partir de um teste aplicado no início e no final do período letivo. O teste teve por objetivo verificar as concepções sobre conceitos de Física trazidos das séries anteriores. Observou-se um aumento significativo no número de acertos no final do ano letivo, o que sugere uma evolução no entendimento dos conceitos estudados em sala de aula. A eficiência do material pôde ser melhor avaliada ao comparar os resultados do teste obtidos para alunos de duas turmas, a que participou do projeto, e outra, da mesma série e Escola, que não participou do projeto. Para esta outra turma, o índice de acertos praticamente não se alterou em comparação com o teste realizado no início do ano, indicando que o método tradicional foi pouco eficiente em provocar mudanças nas concepções alternativas dos estudantes. Para a turma que participou do projeto, houve mudanças significativas. O produto educacional produzido inclui um CD, contendo o hipertexto desenvolvido sobre: Cinemática, Dinâmica e Energia, com textos, ambiente educacional, vídeos, exercícios e artigos.

Recuperação de metadados de objetos de aprendizagem no AdaptWeb

Com a disseminação do uso de Ambientes de Aprendizagem na Web, muitos autores de conteúdo instrucional dedicam seu tempo e se esforçam para desenvolver material de qualidade. Para facilitar o reuso desses materiais, os mesmos estão sendo desenvolvidos como objetos de aprendizagem e são armazenados em repositórios na Web, de onde podem ser pesquisados e recuperados para reuso. Essa pesquisa e recuperação são baseadas nas características dos objetos, ou seja, em seus metadados. Dessa forma, é necessário que os Objetos de Aprendizagem possuam valores de metadados consistentes para que a pesquisa e recuperação sejam eficientes. O desenvolvimento de material instrucional de boa qualidade consome grande quantidade de recursos. A descrição completa destes materiais, ou seja, dos objetos de aprendizagem, não é uma atividade estimulante para os autores que informam apenas um mínimo de metadados. Esta falta de metadados torna muito difícil a recuperação e o reuso dos OA. O objetivo desse trabalho é definir técnicas que recuperem a maior quantidade possível de metadados a partir dos Objetos e Aprendizagem, com a mínima intervenção do usuário, resultando em uma indexação e recuperação eficientes dos Objetos de Aprendizagem Essas técnicas são definidas com base na estrutura e funcionamento do AdaptWeb, que é um ambiente de aprendizagem que disponibiliza material instrucional de forma estruturada e organizada. Assim, é possível fazer uso das informações disponíveis nesse ambiente para recuperar os metadados automaticamente. As técnicas transformam o conteúdo do AdaptWeb em objetos de aprendizagem, sendo capazes de recuperar uma quantidade considerável de metadados. Assim, têm-se Objetos de Aprendizagem devidamente catalogados e armazenados em um repositório, prontos para serem reusados.

O diálogo matemático e o processo de tomada de consciência da aprendizagem em ambientes telemáticos

Este estudo discute a possibilidade do emprego de ambientes computacionais de aprendizagem para a educação matemática de graduandos universitários. Além da organização do conteúdo matemático de Cálculo Diferencial e Integral em atividades realizadas no ambiente implementou-se um diálogo reflexivo entre os participantes da experiência. Busca-se analisar se o diálogo promove tomadas de consciência tanto no sentido dos conteúdos aprendidos (operatividade conceitual) como dos próprios modos dos alunos aprender e significar os conteúdos matemáticos. A Epistemologia Genética de Piaget e a Pedagogia de Freire são as teorias que fundamentam as leituras dos diálogos promovidos e analisados. São criados e analisados espaços de experimentação, de conversação, em que sejam possíveis a compreensão das noções matemáticas, a observação questionadora e a possibilidade de argumentação; que permita estimular a capacidade de criar e recriar, a fim de confirmar a relação de co-implicação entre as concepções epistemológicas do aluno e a aprendizagem decorrente de seu envolvimento em diálogos matemáticos. A análise dos dados demonstra que a experiência de aprendizagem configurada possibilitou a realização de atividades de interação com cooperação, que promove descentração e a conseqüente tomada de consciência (do ponto de vista pessoal e das atividades próprias), culminando com o desenvolvimento de autonomia intelectual, necessária à aprendizagem. Essa análise também demonstra a importância de pensar a respeito do que sabemos, como sabemos, como fazemos para saber e o que estamos fazendo e aprendendo, o que ajuda a aumentar o grau de consciência e, conseqüentemente, promove melhores níveis de aprendizagem, a partir da participação ativa em diálogos, com demonstração de reflexão crítica.

Investigação de ganhos na aprendizagem de conceitos físicos envolvidos em circuitos elétricos por usuários da ferramenta computacional Modellus

O objetivo deste trabalho de pesquisa foi investigar o desempenho de alunos que trabalharam com atividades de simulação e modelagem computacionais no estudo de circuitos elétricos, utilizando o software Modellus, comparado com alunos expostos apenas ao sistema tradicional de ensino. A fundamentação teórica adotada esteve baseada no referencial de trabalho de Halloun sobre modelagem esquemática e na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa. O estudo envolveu 193 alunos de cursos de Engenharia, da disciplina de Física-II oferecida pela UFRGS no 2° semestre de 2004. O procedimento didático ocorreu em duas etapas. Na primeira, os alunos do grupo experimental trabalharam com um conjunto de atividades sobre circuitos elétricos simples durante cinco aulas e na etapa seguinte, com um conjunto de atividades sobre circuitos RLC durante quatro aulas. Cada aula teve duração de 1h40min. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos dos grupos de controle, expostos apenas ao método tradicional de ensino. Os resultados de nossa análise qualitativa sugerem que muitos dos alunos atingiram uma aprendizagem significativa. Nossas observações e o levantamento de opiniões mostraram que o procedimento didático adotado exigiu muita interação dos alunos com as atividades computacionais, dos alunos entre si e com o professor, tornando-se um elemento motivador na aprendizagem dos alunos.

Formação de grupos colaborativos em um ambiente multiagente interativo de aprendizagem na internet : um estudo de caso utilizando sistemas multiagentes e algoritmos genéticos

Este texto apresenta a tese de doutorado em Ciência da Computação na linha de pesquisa de Inteligência Artificial, dentro da área de IAD – Inteligência Artificial Distribuída (mais especificamente os Sistemas Multiagentes – SMA). O trabalho aborda a formação de grupos colaborativos em um ambiente multiagente interativo de aprendizagem na web, através da utilização de técnicas de Inteligência Artificial. O trabalho apresenta a definição e implementação de uma arquitetura de agentes modelados com algoritmos genéticos, integrada a um ambiente colaborativo de aprendizagem, o TelEduc. Inicialmente faz-se um breve estudo sobre as áreas envolvidas na tese: Informática na Educação, Educação a Distância, Inteligência Artificial, Inteligência Artificial Distribuída e Inteligência Artificial Aplicada à Educação. Abordam-se, também, as áreas de pesquisa que abrangem os Sistemas Multiagentes e os Algoritmos Genéticos. Após este estudo, apresenta-se um estudo comparativo entre ambientes de ensino e aprendizagem que utilizam a abordagem de agentes e a arquitetura proposta neste trabalho. Apresenta-se, também, a arquitetura de agentes proposta, integrada ao ambiente TelEduc, descrevendo-se o funcionamento de cada um dos agentes e a plataforma de desenvolvimento. Finalizando o trabalho, apresenta-se o foco principal do mesmo, a formação de grupos colaborativos, através da implementação e validação do agente forma grupo colaborativo. Este agente, implementado através de um algoritmo genético, permite a formação de grupos colaborativos seguindo os critérios estabelecidos pelo professor. A validação do trabalho foi realizada através de um estudo de caso, utilizando o agente implementado na formação de grupos colaborativos em quatro turmas de cursos superiores de Informática, na Região Metropolitana de Porto Alegre, em disciplinas que envolvem o ensino de programação de computadores.

A alegria do corpo-espírito saudável : ritos de aprendizagem guarani

A dança Guarani é parte de um contexto ritualístico e mitológico desta cultura, que se refaz continuamente no cotidiano de sua educação. A compreensão da dança como conhecimento foi se dando na vivência etnográfica e fenomenológica, em cinco aldeias, quatro delas situadas no Rio Grande do Sul, nas seguintes localidades Lomba do Pinheiro, na aldeia Anhentenguá; Canta Galo na aldeia Jataity; Riozinho na aldeia Nhumporã; Camaquã na aldeia Iguaporã e numa aldeia de Santa Catarina, denominada de M´biguaçu. A dança como parte de um rito atualiza o pertencimento emocional e cultural, possibilitando a passagem da esperança em ação. Os princípios da dança Guarani estão situados dentro de uma educação xamânica, na qual corpo e espírito são fontes de aprendizado sensível, sensorial e reflexivo para um estar saudável. A alegria é uma condição cultivada no desvelar do conhecimento, que com o passar do tempo torna-se sabedoria – arandu - aprendizado que se revela ao longo da vida. A face cotidiana da educação das crianças expressa um tipo de aprendizagem vivencial na qual são valorizados o movimento vital e criativo, o contato corporal e a afetividade. Saúde, corporeidade, espiritualidade e sentimento são categorias entrelaçadas aos sentidos da dança na aprendizagem Guarani e revelam a produção cultural de um sistema de educação que tem a vida como um valor a ser cuidado. Denomino de ritos tanto os espaços da dança, quanto as relações entre mães e filhos. Estes ritos são fontes de aprendizados que revelam uma gestualidade emocionada dentro de uma corporeidade vivida e acontecem num equilíbrio e desequilíbrio dentro de uma dinâmica cultural que está em movimento, expressa principalmente nos conflitos dos jovens, nas saídas e nos retornos às suas aldeias e nos diversos sentimentos que possuem em relação à existência Guarani. A dança-rito é um espaço que muitos Guaranis buscam como um encontro com a força e a clareza para lidar com as ambigüidades presentes. Num pulsar entre a criação e a permanência da cultura, a dança é resistência e caminho de re-significação da identidade Guarani que acontece dentro de um campo de ação coletiva que abarca a ordem e desordem em sua própria mitologia.

Oficinas virtuais de aprendizagem : um estudo de caso em comunidades educacionais rurais de Candelária/RS

O objetivo principal desta investigação é evidenciar uma possibilidade metodológica, de caráter didático-pedagógico, tendo por base a Epistemologia Genética, que possa atender às necessidades de inclusão digital de comunidades educacionais rurais. A pesquisa foi feita presencialmente e virtualmente, através do curso de extensão Oficinas Virtuais de Aprendizagem, para o qual foi usado o ROODA  Rede Cooperativa de Aprendizagem  como ambiente virtual de apoio. Fizeram parte da pesquisa, alunos e professores de duas escolas rurais de Ensino Fundamental do município de Candelária - RS. A coleta de dados foi feita através de questionário, conversa informal, ficha de observação, bem como foram considerados, para análise, os registros e interações feitos no ambiente virtual e o produto das atividades desenvolvidas durante o curso. Desta intervenção, é possível concluir que a metodologia didático-pedagógica Oficinas Virtuais de Aprendizagem permite promover a inclusão digital docente e discente. Este processo ocorre paralelo à gênese de um novo modelo de escola, cujo tempo e o espaço pedagógico estejam de acordo com as possibilidades da tecnologia digital. A concepção teórica deste modelo está focada na perspectiva de quem aprende.

Análise das etapas de implementação do Seis Sigma incorporando atributos promotores de aprendizagem organizacional

A crescente competitividade no mundo dos negócios que se apresenta nos dias de hoje, motivada principalmente pela globalização da economia em conjunto com a revolução tecnológica, requer uma busca acelerada por métodos, modelos e ferramentas que conduzam as organizações à excelência de seus bens e serviços. Neste contexto, Programas Seis Sigma vem sendo adotados como estratégia de negócio por empresas que buscam otimizar seus processos e atingir um nível de sucesso empresarial reconhecido por seus clientes, capaz de classificá-las como de classe mundial. Conforme orientam programas de premiação em reconhecimento às práticas gerencias de empresas que primam pela qualidade, uma organização que pratica a Aprendizagem Organizacional avalia periodicamente seu sistema de gestão e implementa melhorias ou inovações em suas práticas, se adapta mais facilmente às mudanças e tem mais condições de atingir e manter a excelência no seu desempenho. Esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo de analisar as etapas e sub-etapas de implementação do Programa Seis Sigma incorporando atributos promotores de Aprendizagem Organizacional. A justificativa para este trabalho é demonstrar o potencial do Seis Sigma em trazer às empresas muito mais do que resultados financeiros diretos, apresentando suas etapas de implementação com a incorporação de atributos capazes de promover Aprendizagem Organizacional. Desta forma, a análise da implementação de uma estratégia relacionada à qualidade, sob o enfoque da Aprendizagem Organizacional, deve auxiliar as organizações que buscam atingir e manter elevados níveis de qualidade e competitividade.

Aspectos matemáticos do problema de aprendizagem em inteligência artificial

O objetivo deste trabalho é apresentar a base teórica para o problema de aprendizagem através de exemplos conforme as ref. [14], [15] e [16]. Aprender através de exemplos pode ser examinado como o problema de regressão da aproximação de uma função multivaluada sobre um conjunto de dados esparsos. Tal problema não é bem posto e a maneira clássica de resolvê-lo é através da teoria de regularização. A teoria de regularização clássica, como será considerada aqui, formula este problema de regressão como o problema variacional de achar a função f que minimiza o funcional Q[f] = 1 n n Xi=1 (yi ¡ f(xi))2 + ¸kfk2 K; onde kfk2 K é a norma em um espa»co de Hilbert especial que chamaremos de Núcleo Reprodutivo (Reproducing Kernel Hilbert Spaces), ou somente RKHS, IH definido pela função positiva K, o número de pontos do exemplo n e o parâmetro de regularização ¸. Sob condições gerais a solução da equação é dada por f(x) = n Xi=1 ciK(x; xi): A teoria apresentada neste trabalho é na verdade a fundamentação para uma teoria mais geral que justfica os funcionais regularizados para a aprendizagem através de um conjunto infinito de dados e pode ser usada para estender consideravelmente a estrutura clássica a regularização, combinando efetivamente uma perspectiva de análise funcional com modernos avanços em Teoria de Probabilidade e Estatística.