Investigação numérica do desempenho de um sensor de fibra ótica de índice de refração, baseado em SPR e utilizando COMSOL multiphysics

Esta tese é dedicada aos sensores de fibra ótica especificamente aos sensores baseados no fenómeno de ressonância de plasmão de superfície, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras óticas com configuração do tipo “D”, para aplicação em sensores refratométricos. Numa primeira parte desta dissertação são descritos os aspetos teóricos fundamentais para a compreensão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície e a sua utilização em sistemas sensores. Estes fenómenos ocorrem na superfície de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexão e transmissão de uma onda eletromagnética incidente (feixe luminoso), de uma forma que é fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medição das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonância com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulação destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia não só a obtenção dos espetros de transmissão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície, mas também a obtenção das distribuições do campo elétrico e magnético em função das dimensões do sensor. O COMSOL permitiu também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado índice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos métodos teóricos para os diferentes parâmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa é possível criar novos sensores em fibra ótica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parâmetros de ressonância e sensibilidade do sensor. A última fase do trabalho baseou-se na modelização de uma fibra cuja configuração seja tal que possa criar um pequeno efeito de antena e fazer com que parte da luz seja guiada para o exterior da fibra e possa interatuar com o meio externo para melhor sensibilidade.

Aprendizagens algébricas e o desenvolvimento do pensamento algébrico em alunos do 8º ano

A todos os alunos deve ser proporcionada uma aprendizagem da álgebra que promova o desenvolvimento da linguagem e do pensamento algébrico, no entanto este é um dos temas da matemática relativamente ao qual os alunos continuam a apresentar muitas dificuldades. Este estudo tem como objetivo compreender como os alunos de 8.º ano aprendem álgebra e, em particular, como desenvolvem o seu pensamento algébrico. Tendo em conta a complexidade deste objetivo, houve a necessidade de centrar o estudo em duas questões: (a) Que dificuldades manifestam os alunos na aprendizagem da álgebra? (b) De que forma a atividade matemática do aluno pode influenciar a aprendizagem da álgebra e o desenvolvimento do pensamento algébrico? A investigação seguiu uma metodologia qualitativa, no paradigma interpretativo, e incide no trabalho desenvolvido pelos alunos de uma turma de 8.º ano da qual a investigadora é professora. A recolha de dados baseou-se na observação direta dos comportamentos dos alunos, que foram registados através de anotações, da gravação de áudio e vídeo de algumas aulas e, ainda, em documentos produzidos pelos alunos. Procurou-se evidenciar os momentos onde ocorreram as principais aprendizagens e o desenvolvimento do pensamento algébrico. A experiência decorre ao longo do desenvolvimento dos tópicos de Funções e Equações e baseia-se na aplicação de um diversificado número de tarefas. As propostas de trabalho escolhidas pretendem proporcionar aos alunos experiências significativas para a aprendizagem da álgebra, promover o trabalho em grupo e a discussão na turma. Os resultados mostram que é necessário compreender as dificuldades que os alunos apresentam na álgebra, para lhes poder proporcionar uma aprendizagem contextualizada e com significado. Ao longo deste estudo foram muitas as dificuldades apresentadas pelos discentes, mas também se verificaram aprendizagens algébricas significativas que contribuíram para o desenvolvimento da linguagem e do pensamento algébrico nos mesmos.

Contributos de Philippe Meirieu para uma pedagogia inovadora: "da pedagogia magistral à pedagogia diferenciada"

A presente investigação intentou estudar a receptividade, em Portugal, do pedagogo contemporâneo francês Philippe Meirieu, defensor da pedagogia diferenciada, bem como a implantação do seu pensamento pedagógico no actual sistema de ensino português. Ao debruçar-se sobre as questões educativas que são, diariamente, preocupação de todos nós, esta investigação procura conhecer, à luz deste pedagogo, os diferentes aspectos da evolução da pedagogia magistral à diferenciada, contributivos para uma escola democrática e de qualidade e situar a aplicação do pensamento pedagógico de Meirieu, sobretudo durante a formação inicial de professores. O estudo foi desenvolvido no sentido de apurar uma resposta às seguintes questões que acabaram por nortear a nossa investigação. · Qual o grau de conhecimento que se tem deste autor e do seu pensamento pedagógico através das suas obras? . Quais as representações dos profissionais da educação sobre o processo ensino-aprendizagem defendidos pelo autor? · Como é que este pedagogo é caracterizado no contexto dos pedagogos contemporâneos? · Que tipo de expectativas têm relativamente à implementação das suas ideias no actual sistema educativo português? Assim, a presente investigação insere-se numa abordagem qualitativa dos fenómenos educativos, justificada pela natureza do estudo e do desenho escolhido, destacando-se a importância da construção de um conhecimento compreensivo e interpretativo desses fenómenos sociais e educativos, que emerge da relação dos actores concretos nos contextos em que desenvolvem a sua acção. Os resultados do nosso estudo apontam para quatro evidências relevantes: · Philippe Meirieu é um pedagogo que começa a ser conhecido, entre nós, através da leitura de algumas das suas principais obras; · É visto como um homem eclético, defensor da teoria socioconstrutivista do conhecimento, nomeadamente a pedagogia diferenciada; · É considerado um pedagogo contemporâneo muito inovador, que ocupará um lugar de destaque nos Currículos das Ciências da Educação.

Contributo da informação gemelar para a investigação da síndrome metabólica: um estudo da famílias na Região Autónoma da Madeira

Os objectivos gerais deste trabalho foram: (1) estimar a magnitude dos respectivos efeitos genéticos e ambientais nos indicadores da síndrome metabólica; (2) estimar a prevalência da síndrome metabólica nos gémeos monozigóticos e dizigóticos; e (3) estimar o risco de agregação nos indicadores da síndrome metabólica. A amostra envolveu 414 sujeitos madeirenses, nomeadamente 207 pares de gémeos (84 pares de gémeos monozigóticos e 123 pares de gémeos dizigóticos), dos 3 aos 18 anos, que participaram no projecto de investigação: "Influências Genéticas e Envolvimento na Actividade Física, Aptidão e Saúde – O Estudo de Famílias da Madeira" (GEAFAS). A síndrome metabólica teve por base as recomendações do Adult Treatment Panel III (2001), com os pontos de corte propostos por Ferranti et al. (2004). As estimativas de heritabilidade revelaram efeitos genéticos em todos os indicadores da SM: perímetro da cintura (a2 = 0.80), seguida dos triglicerídeos (a2 = 0.61), pressão arterial sistólica (a2 = 0.59), glicose (a2 = 0.55) e colesterol HDL (a2 = 0.34). As estimativas dos efeitos do ambiente único da glicose, pressão arterial sistólica, triglicerídeos, colesterol HDL e perímetro da cintura foram 0.45, 0.41, 0.39, 0.22 e 0.20, respectivamente. O ambiente comum reportou uma estimativa de 0.44 para o colesterol HDL. Foi encontrada uma prevalência da síndrome metabólica de 4.1%, 2.4% para os gémeos monozigóticos e de 5.3% para os gémeos dizigóticos. O colesterol HDL foi o factor de risco mais prevalecente (22.9%). Os gémeos monozigóticos apresentam um maior risco de agregação da síndrome metabólica. Da amostra total, 48.1% das crianças e adolescentes apresentou no mínimo um factor de risco. As crianças e adolescentes madeirenses demonstraram uma etiologia multifactorial nos componentes da síndrome metabólica incluindo os factores genéticos e ambientais. A prevalência da SM foi baixa. Os dados sugerem agregação familiar no risco dos diferentes indicadores da síndrome metabólica.

Um programa de treino da criatividade: estudo exploratório com alunos do 1º Ciclo

A ideia de que os recursos ambientais exercem forte influência no desenvolvimento da criatividade é hoje, unanimemente aceite pela comunidade científica, sendo a Escola perspetivada como o contexto ideal para a promover (Alencar, 2000). Este estudo desenrola-se em contexto escolar e é seu propósito contribuir com informações úteis e meios necessários para a promoção da criatividade na Escola. Ao longo deste estudo procuramos comprovar a ideia consensualmente assumida pelos especialistas desta área, de que a criatividade pode ser desenvolvida através do treino, sendo os programas criativos favoráveis neste domínio (Fleith, Renzulli, & Westberg, 2002). A componente empírica assumiu como objetivo principal avaliar os efeitos de um programa de escrita no desenvolvimento da criatividade em alunos de 1.º Ciclo. O estudo utiliza um design experimental com avaliação pré-teste e pós-teste, com um grupo controlo. A amostra é constituída por 76 alunos a frequentar o 3.º e 4.º anos de escolaridade, em escolas públicas da RAM. Para alcançar os objetivos a que se propôs este estudo foi necessário avaliar a realização criativa dos alunos recorrendo ao Teste de Pensamento Criativo de Torrance (TTCT-Figurativo, Versão A) (1992) e um outro elemento avaliativo designado histórias futuristas. Os resultados quantitativos permitem-nos afirmar que o programa teve efeito significativo no desenvolvimento da criatividade no grupo experimental para os vários parâmetros avaliados pelo TTCT- Figurativo, à exceção da fluência. Também os resultados obtidos através das histórias futuristas revelam desenvolvimento de criatividade neste grupo de alunos. Considerando de uma forma mais específica, o efeito de interação entre as variáveis momentos de avaliação, o grupo de pertença e ano escolar verificamos que este só acontece para o parâmetro abstração de títulos, mas ao considerar-se a análise do efeito das variáveis momento, grupo e género encontramos interação entre elas nos parâmetros da fluência, originalidade e vigor criativo, beneficiando o género feminino. Os resultados alcançados pela investigação reforçam a ideia de que o investimento em programas criativos em contexto escolar, podem ser uma estratégia pedagógica necessária e pertinente para a Educação.

Aprender geometria no 7º ano de escolaridade: diferenciação de estratégias na sala de aula

O trabalho aqui apresentado visa dar a conhecer aos leitores como os alunos aprendem Geometria a nível do 7.º ano de escolaridade (3.º Ciclo do Ensino Básico). O que me motivou à escolha deste tema foi compreender o que sentem os alunos quando se deparam com situações problemáticas que envolvem conhecimentos geométricos e como são capazes de as resolver. Por esta razão predispus-me a realizar uma investigação cujo propósito foi compreender como os alunos aprendem Geometria quando frequentam o 7.º ano de escolaridade. Para poder efetuar o estudo, desenvolver o problema proposto e orientar o trabalho de investigação, considerei três questões fundamentais: 1. Como é que a utilização de materiais manipuláveis contribui para a aprendizagem de conceitos e propriedades geométricas? 2. Como é que o uso de software Geométrico contribui para a construção do pensamento geométrico dos alunos? 3. Como é que a utilização de materiais manipuláveis e de software Geométrico contribuem para o desenvolvimento do raciocínio e da comunicação matemática? O estudo foi desenvolvido, ao longo dos segundo e terceiro períodos, do corrente ano letivo, numa turma de 7.º ano de escolaridade de uma escola básica dos 2.º e 3.º ciclos do Concelho de Câmara de Lobos, Ilha da Madeira. Os dados recolhidos foram resultado da aplicação de atividades que envolvem materiais manipuláveis e o programa de Geometria Dinâmica: GeoGebra. Neste trabalho investigativo, utilizei o método qualitativo onde a recolha de dados foi baseada na observação direta dos alunos em contexto sala de aula (com recurso aos meios audiovisuais) e na entrega de resoluções das atividades propostas (em formato de papel e formato digital). A análise dos dados foi realizada de acordo com as questões previamente formuladas. As conclusões refletem o papel essencial do professor como principal mediador de todo o processo de ensino e aprendizagem do aluno, assim como, a importância da diversificação de estratégias na sala de aula de Matemática.

A construção e a análise do software diário etnográfico eletrónico na investigação etnográfica em educação

O diário etnográfico tem sido usado como instrumento de registo do trabalho de campo, em investigação de natureza etnográfica. Neste artigo defendo que a utilização de um software apropriado vem facilitar o trabalho do investigador. Descrevo a construção e a utilização de um software que denominei de Diário Etnográfico Eletrónico. Para a reflexão apresento o testemunho de três relatos de investigadores que realizaram estudos de natureza etnográfica em educação. Finalizo reforçando a ideia de que as questões metodológicas sobre a observação e o registo são muito mais complexas que as questões técnicas. O conhecimento prévio do tema a estudar e a revisão da literatura é fundamental e deve fazer parte da subjetividade do investigador, tratada numa perspetiva crítica.

A criatividade no Ensino Básico: construção de uma prova para avaliação do pensamento divergente

A criatividade e o seu conceito são alvo da comunidade científica por representarem interesse uma vez que trata-se de um tema complexo que traz alguma discórdia quanto à sua definição. Guilford revolucionou os estudos da criatividade e introduziu o conceito de Pensamento Divergente (PD) que consiste em encontrar o maior número de soluções para um problema. O objetivo da investigação consiste na construção, aferição e validação de uma prova de avaliação do pensamento divergente à população portuguesa. Neste estudo participaram 561 sujeitos, do 3º ciclo do Ensino Básico, sendo 50.4% do sexo masculino e 49.6% do sexo feminino. A prova é composta por três questões e avalia a Fluência, a Flexibilidade, a Originalidade e a Elaboração. O alpha de Cronbach do conjunto Fluência e Flexibilidade foi de 0.91. A fiabilidade da Originalidade e Elaboração fez-se por meio de acordo interobservadores. Utilizou-se ainda as variáveis inteligência e rendimento escolar para observar a validade do instrumento. Verificou-se uma associação positiva e significativa entre: a Inteligência Geral e a Fluência, Flexibilidade e Originalidade; a Perceção dos Professores acerca da Criatividade dos alunos e a Fluência, Flexibilidade e Originalidade, indicando que os professores identificam os alunos com mais capacidades de PD; a Perceção dos Professores acerca da Criatividade dos alunos e o Rendimento Escolar, ou seja, os alunos percecionados como mais criativos são os que obtêm melhores notas. Verificou-se também uma diferença de género para a Fluência e a Elaboração sendo que o género feminino apresenta uma média superior; verificou-se diferenças significativas entre a Escolaridade e a Fluência, Flexibilidade e Elaboração onde os 9º anos apresentam médias superiores em comparação aos 7º e 8º anos e aos Cursos de Educação e Formação (CEF). De uma forma geral, a Prova de Avaliação do Pensamento Divergente (PAPD) apresenta resultados estatisticamente significativos mas devem de ser feitos novos estudos de forma a os confirmar.