Strategies of empirical justification in experimental science

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Experimental science : elementary practical and experimental physics.

Mode of access: Internet.

Lecture notes on probability, statistics, and experimental errors; an elementary summary for students of experimental science.

Mode of access: Internet.

Formação continuada de professores para a educação em ciências no 2º CEB : conceções e práticas de índole experimental

A Formação Continuada de Professores de Ciências assume-se como uma via capaz de ajudar os alunos a desenvolver competências, como as de resolução de problemas. Nesta perspetiva, a Educação em Ciências deve visar o desenvolvimento de cidadãos cada vez mais participativos, responsáveis, capazes de tomar decisões conscientes, exigindo-se o desenvolvimento da literacia científica como uma meta a alcançar pelas escolas. Uma das estratégias considerada como potenciadora do desenvolvimento de tais competências é o trabalho experimental desenvolvido com os alunos, durante as aulas de Ciências de 2.º CEB. Neste contexto, desenvolveu-se um Programa de Formação Continuada de Professores em Ensino Experimental das Ciências no 2.º CEB, procurando-se avaliar o seu impacte nas conceções e práticas de índole experimental de quatro professores. Assim, formularam-se as seguintes questões de investigação: Qual o impacte do Programa de Formação para uma Educação em Ciências de base experimental: a) na (re)construção das conceções dos professores do 2.º CEB acerca do Trabalho Experimental?; b) e na promoção intencional, por parte dos professores envolvidos, de práticas didático-pedagógicas de base experimental no 2.º CEB? De forma a dar resposta às questões formuladas, desenvolveu-se uma investigação de natureza qualitativa, que pretendeu contribuir para a compreensão da relação entre a formação continuada de professores e as conceções e práticas de índole experimental desenvolvidas na disciplina de Ciências da Natureza, do 2.º CEB. O planeamento escolhido foi o de estudo de caso com quatro professoras participantes na formação continuada, tendo-se recorrido a várias técnicas e instrumentos de recolha e análise de dados. Para a caraterização das conceções das professoras sobre trabalho experimental foi utilizada a entrevista semi-estruturada, o Diário do Investigador e as transcrições das aulas destas professoras, bem como a reflexão oral nas sessões de acompanhamento com a Formadora. Este último instrumento também foi usado para a caracterização das práticas das professoras, assim como o Instrumento de Caraterização das Práticas Didático-Pedagógicas de índole experimental, desenvolvido para o presente estudo. Utilizou-se ainda um Questionário de Avaliação do Programa de Formação e os Portefólios das quatro professoras do estudo, para se obter a avaliação destas docentes acerca do Programa de Formação frequentado. Os resultados parecem indicar que, antes do Programa de Formação, apenas a Professora D apresentava conceções acerca de trabalho experimental, em sintonia com a perspetiva defendida na revisão de literatura. Após o Programa de Formação as quatro professoras revelaram conceções mais realistas acerca de trabalho experimental. Relativamente às práticas de índole experimental, antes do Programa de Formação, nenhuma das professoras colaboradoras do estudo implementava esta estratégia com os alunos. Após o Programa de Formação, todas as docentes passaram a contemplar nas suas práticas o trabalho experimental. De uma maneira geral, no que concerne à avaliação do Programa de Formação, as quatro docentes consideram que este teve impacte quer nas suas conceções quer nas suas práticas de índole experimental, destacando a importância do contributo das sessões de acompanhamento em sala de aula, com a Formadora, para a implementação efetiva do trabalho experimental nas suas práticas. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que o Programa de Formação contribuiu para que as quatro professoras colaboradoras do estudo (re) construíssem as suas conceções sobre trabalho experimental e para que o privilegiassem efetivamente nas suas aulas. O presente estudo visou contribuir para o desenvolvimento da formação de professores em ensino experimental das ciências, no que respeita à clarificação de conceções sobre o trabalho experimental e sua implementação efetiva com os alunos, dando-lhes autonomia e apelando ao desenvolvimento das suas capacidades de pensamento, relacionadas, por exemplo, com a identificação e controlo de variáveis.

Formação em contexto, interpares e interciclos, para o ensino experimental das ciências

Este trabalho de projeto tem como objetivo explorar as possibilidades existentes, no agrupamento vertical de escolas da cidade do Entroncamento, para a conceção de um plano de formação em contexto entre professores do 1.º ciclo e docentes de ciências físicas e naturais do 3.º ciclo/secundário, na área do ensino experimental das ciências. Deste modo, a questão de partida foi: Que plano de formação contínua em contexto é possível promover, num agrupamento vertical de escolas, através de trabalho articulado entre professores do 1.º ciclo e 3.º ciclo/secundário, potenciador de um ensino experimental das ciências? Esta investigação consiste num estudo de caso (Bogdan & Biklen, 2010), de natureza essencialmente qualitativa/interpretativa, baseado na análise dos documentos orientadores do Agrupamento de Escolas Cidade do Entroncamento, em particular no que se refere à articulação vertical dos diferentes níveis e ciclos de escolaridade. Recorreu-se, ainda, a outros instrumentos de recolha de dados, como o levantamento de recursos humanos e físicos em escolas de níveis de ensino distintos, de modo a poder racionalizar e gerir eficientemente esses recursos, e também a um questionário aos docentes da escola básica selecionada, com o propósito de aferir as reais necessidades de formação para o ensino experimental das ciências dos professores do 1.º ciclo. Este projeto evidenciou que é possível implementar um trabalho articulado interpares e interciclos, assente na partilha de saberes e de experiências educativas, sendo uma mais valia o investimento em práticas colaborativas, capazes de valorizar o ensino experimental das ciências. Por outro lado, salientou-se a necessidade de reforçar a capacidade pedagógica dos estabelecimentos de ensino que integram o agrupamento de escolas em estudo e o aproveitamento racional dos seus recursos, para que se possa caminhar no sentido de uma formação contínua contextualizada, que contribua para o desenvolvimento profissional dos professores e consequentemente para uma melhoria dos níveis de literacia científica de todos.

Impacte do programa de formação em ensino experimental das ciências nas conceções e práticas de professores do 1º ciclo do ensino básico

Numa época em que nos regemos, cada vez mais, pela Ciência e Tecnologia é fundamental que os cidadãos estejam devidamente informados, exercendo uma cidadania plena, tomando decisões fundamentadas e intervindo na sociedade. Para viabilizar estes intentos, é importante que a educação científica se inicie nas escolas o mais cedo possível, para a edificação de futuros cidadãos cientificamente literatos. Apesar das dificuldades manifestadas pelos professores na implementação do ensino das Ciências nas escolas do 1.º Ciclo do Ensino Básico (1.º CEB), são várias as potencialidades que têm vindo a ser atribuídas a este campo curricular. Com este estudo pretendeu-se descrever e interpretar as conceções de ensino e aprendizagem de professores do 1.º CEB, no contexto do Programa de Formação em Ensino Experimental das Ciências (PFEEC), bem como averiguar como implementam as atividades práticas de índole experimental e investigativo em sala de aula, e quais as dificuldades sentidas durante a sua realização. Para atingir estas finalidades, utilizou-se uma abordagem metodológica de orientação interpretativa, de base naturalista, recorrendo-se ao método de estudo de casos múltiplos, fazendo-se uso de distintos instrumentos de recolha de dados: observação naturalista, entrevistas, notas de campo e documentos escritos. Participaram neste estudo três professoras do 1.º CEB, pertencentes a duas escolas do concelho de Faro. Os resultados evidenciaram que a maioria das conceções das professoras relativamente às categorias edificadas foram modificadas após a frequência do PFEEC. Contudo, outras aparentam estar fortemente enraizadas. Estas mudanças que ocorreram parecem estar relacionadas com a modificação das ações, atitudes e sentimentos das professoras que se coadunaram com a metodologia de trabalho defendida pelo PFEEC, culminando na modificação das suas práticas letivas. Durante a planificação e implementação das atividades as professoras manifestaram algumas dificuldades e constrangimentos. Todavia, no decorrer do PFEEC, estes obstáculos foram sendo minimizados; IMPACT OF A TRAINING PROGRAMME ON THE CONCEPTIONS AND PRACTICES OF PRIMARY SCHOOL TEACHERS ABSTRACT: In an era in which we are governed, more and more, by Science and Technology, it is fundamental that citizens are properly informed; exercising full citizenship; making fundamental decisions and intervening in society. To enable these intentions, it is important that scientific education takes place in schools as soon as possible, so as to edify future scientifically literate citizens. Despite the teachers' difficulties in implementing Science teaching in Primary Schools, there are many potentialities that have come to be attributed to this curricular field. This study is intended to describe and interpret science learning and teaching conceptions of the Primary School teachers, in the context of the Training Programme in Experimental Science Teaching (PFEEC), as well as determine how they implement the experimental science and inquiry based learning activities in the classroom, and take into account what experienced difficulties occur during their execution. To reach these goals, a methodological approach of interpretive orientation, on a naturalistic basis, using a method of multiple case study, by means of distinct data collection tools was used: naturalistic observation, interviews, field research notes and written documents. Three Primary School teachers of the municipality of Faro took part in this study. The results showed that the majority of the teachers' conceptions in relation to the edified categories were modified after the attendance of the PFEEC. However, others seem to be deeply rooted. These changes that occurred seem to be related to the modification of actions, attitudes and feelings of the teachers who complied with the work methodology defended by the PFEEC, culminating in the modification of their session practices. During the planning and implementation of the activities, the teachers showed some difficulties and constraints. Nevertheless, during the PFEEC, these obstacles were minimized.

Challenges to environmental toxicology and epidemiology : where do we stand and which way do we go?

Modern toxicology investigates a wide array of both old and new health hazards. Priority setting is needed to select agents for research from the plethora of exposure circumstances. The changing societies and a growing fraction of the aged have to be taken into consideration. A precise exposure assessment is of importance for risk estimation and regulation. Toxicology contributes to the exploration of pathomechanisms to specify the exposure metrics for risk estimation. Combined effects of co-existing agents are not yet sufficiently understood. Animal experiments allow a separate administration of agents which can not be disentangled by epidemiological means, but their value is limited for low exposure levels in many of today’s settings. As an experimental science, toxicology has to keep pace with the rapidly growing knowledge about the language of the genome and the changing paradigms in cancer development. During the pioneer era of assembling a working draft of the human genome, toxicogenomics has been developed. Gene and pathway complexity have to be considered when investigating gene–environment interactions. For a best conduct of studies, modern toxicology needs a close liaison with many other disciplines like epidemiology and bioinformatics.

Bluebird AR

"What is Bluebird AR? Bluebird AR was the ABC's alternate reality drama set around the leak of Bluebird, a clandestine geoengineering initiative created by eco-billionaire Harrison Wyld. Proposing a fictional scenario set against a backdrop of real world possibilities, Bluebird AR took some of the conventions of the well-established alternate reality game (ARG) genre and pulled them into the relatively new area of online drama, to create a hybrid entertainment form best described as 'participatory drama'. With Bluebird AR's interactive narrative centred on the experimental science of geoengineering, the deliberate manipulation of the Earth's atmosphere to counteract global warming, the events and characters in the Bluebird story were entirely fictional but fused with reality online. Inhabiting a mixture of third party social media spaces and websites created by the ABC, the story incorporated real online articles, scientific journals, media and debate around geoengineering. In an Australian first, ABC Innovation launched Bluebird AR on 27 April 2010, with a 6 week live phase. Audience members were invited to play collectively to help 'unlock the drama' and push forward the emerging narrative, or passively watch the story unfold in real-time across the internet. Bluebird AR subverted ARG conventions with the high quality of its production and assets, and raised the stakes for online drama with its level of audience participation." © 2014 ABC "Introduction One of the most exciting creative challenges of producing Bluebird AR was formulating the broad array of visual styles and treatments required for the project's diverse range of content. Many assets also needed to translate well not only online but across other media, including television and print. With the project's producers keen to create a visually rich narrative with high production values from the outset, inspiration for the production design for various aspects of the Bluebird story began in the earliest pitching phase in September 2008. Particular visual treatments and styles for Bluebird's characters, their web spaces and real world possessions were formulated concurrently with the creation of their profiles. Ideas around how various clues and gameplay spaces might look and feel were also explored at this early stage. Bluebird AR's small but tight creative team produced 7 website designs and brands, motion graphics for title sequences and logo animations, rotoscope animation, 3D compositing and animation, 3D wireframes and schematics, countless Photoshop composites, and a vast array of character assets for the DC (including Kyle's Bluebird Labs security pass and resignation letter, Kruger's American and Russia passports and birth certificate, Harrison's divorce papers, and more)…" © 2014 ABC

Passion vallassa : Hermostunut aika Minna Canthin teoksissa

Under the power of passion. The age of nervousness in Minna Canth s works This research contemplates the psychology of Minna Canth s characters through the historical image of man in late 19th century Europe. The central operative term of the study is passion , understood as a twofold philosophical concept that includes both desire and suffering. The method of this study is historical and contextual. The study interprets the passions and the psychology of Canth s characters as they were understood in their own time. The indicator of the relevant contexts is the realist and naturalist genre of Canth s works. New research on the genre of the time is also the basis of a new kind of psychological approach to Canth s works. The most important context of passion in Canth s works is the positivistic and pathological image of man at the end of the 19th century. Then, passion was widely discussed, and was perceived as a physiological phenomenon that influenced humans neurologically and caused different kinds of physiological symptoms and nervous disorders. But at the same time, passion was understood as a manifestation of human instincts and drives. The naturalistic literature of the day aimed at creating deterministic studies of human morality and psychology following Émile Zola s application of experimental science methods in his writing. The pathological image of man is most explicitly manifested in Canth s formerly unknown short story Lääkäri (Doctor, 1891), in which a doctor who is interested in psychology visits a jail to meet a peculiar criminal, a girl who feels no remorse for her multiple crimes. In other works of Canth the medically motivated viewpoint is more hidden in the deterministic narrative and depiction of the characters. The present study approaches the passion in Minna Canth s works through five thematic chapters, in witch characters are interpreted suffering from blind love, ennui, crippling romantic idealism, melancholy, guilt and nostalgia, and their stories can be prescribed as medical histories which depict the born of the passion and its development towards ruin. All protagonists are also manifestations of their own time. Canth criticises the modern life and its demands as well as social defects through the tragic stories of individuals. The study demonstrates that Canth did not, like previous research has suggested, wait until the 1890s before writing works of a psychological nature but had already written according to the psychological paradigm of her time in Työmiehen vaimo (1885). The social and psychological interests intertwine in Canth s works and are not exclusionary as has formerly been interpreted. Canth is also critical of the medical power implicit in the naturalist experimental method and this shows itself especially in her depiction of working class women.

Aportes teóricos de la psicología cognitiva para la construcción de una nueva economía científica

Resumen: El presente ensayo teórico se orienta a revisar las concepciones de sujeto de uno de los sistemas teóricos de economía-política que han tenido mayor influencia hasta el presente. El padre del liberalismo (Adam Smith) sustentó una teoría de sujeto cartesiano (moderno), es decir, un verdadero sapiens sapiens racional y autoconsciente. A través de la psicología cognitiva, los Premios Nobel en economía Kanheman y Tversky presentan una nueva variante de homoeconomicus, enriquecida con aportes de la ciencia experimental, modificando sustancialmente aquella vieja concepción de hombre como ser racional que signó casi todo el pensamiento moderno. Dadas estas “recientes revisiones” teórico-metodológicas, gestadas a la luz de la denominada ciencia de la mente, es que se hace indispensable re-pensar las viejas nociones de sujeto que sirvieron de cimiento al sistema económico y político, antes citadas. Para tal fin, se propone efectuar una sinergia teórico-metodológica entre dos disciplinas científicas: la economía y la psicología. Dicho sincretismo podría proporcionar las bases para una nueva disciplina científica integradora, que muchos teóricos ya han denominado neuro-economía. Es por esto que en el presente trabajo se propone realizar una crítica fundamentada de una de las teorías económicas vigentes, haciendo principal hincapié en los supuestos psicológicos y antropológicos. Finalmente, se intenta re-pensar un nuevo modelo de homoeconomicus, articulando los principales supuestos de la economía actual con algunos de los aportes de la psicología cognitiva, la biología y las neurociencias cognitivas, que redunde en un nuevo paradigma integrador denominado psiconeuro- economía.

Computer system support for data analysis

This thesis is an investigation into the nature of data analysis and computer software systems which support this activity.

The first chapter develops the notion of data analysis as an experimental science which has two major components: data-gathering and theory-building. The basic role of language in determining the meaningfulness of theory is stressed, and the informativeness of a language and data base pair is studied. The static and dynamic aspects of data analysis are then considered from this conceptual vantage point. The second chapter surveys the available types of computer systems which may be useful for data analysis. Particular attention is paid to the questions raised in the first chapter about the language restrictions imposed by the computer system and its dynamic properties.

The third chapter discusses the REL data analysis system, which was designed to satisfy the needs of the data analyzer in an operational relational data system. The major limitation on the use of such systems is the amount of access to data stored on a relatively slow secondary memory. This problem of the paging of data is investigated and two classes of data structure representations are found, each of which has desirable paging characteristics for certain types of queries. One representation is used by most of the generalized data base management systems in existence today, but the other is clearly preferred in the data analysis environment, as conceptualized in Chapter I.

This data representation has strong implications for a fundamental process of data analysis -- the quantification of variables. Since quantification is one of the few means of summarizing and abstracting, data analysis systems are under strong pressure to facilitate the process. Two implementations of quantification are studied: one analagous to the form of the lower predicate calculus and another more closely attuned to the data representation. A comparison of these indicates that the use of the "label class" method results in orders of magnitude improvement over the lower predicate calculus technique.

A promoção da autonomia dos alunos do ensino básico através das atividades experimentais de ciências

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Santarém para obtenção do Grau de Mestre em Ensino do 1.º e do 2.º Ciclo do Ensino Básico.Orientador:Professor Doutor Bento Cavadas

Conception et développement d'un environnement informatisé d'expérimentations contrôlées et assistées à distance par ordinateur (Ex@O)

La démarche scientifique (ou expérimentale) en milieu scolaire nécessite des savoir-faire expérimentaux qui ne s’acquièrent habituellement qu’en présentiel, c’est-à-dire en laboratoire institutionnel où l’enseignant ou le technicien sont présents et peuvent, à tout moment, assister pleinement l’apprenant dans sa démarche d’investigation scientifique et technologique. Ils peuvent l’orienter, le diriger, susciter sa réflexion, faire des démonstrations réelles ou contrôler son expérimentation en lui montrant comment paramétrer les outils d’expérimentation assistée par ordinateur (ExAO). Pour répondre aux besoins de la formation à distance, cette recherche de développement en didactique des sciences et de la technologie propose de mettre à la disposition des apprenants et des enseignants un environnement de laboratoire informatisé, contrôlé et assisté à distance. Cet environnement, axé sur un microlaboratoire d’ExAO (MicrolabExAO), que nous avons nommé Ex@O pour le distinguer, a été testé de manière fonctionnelle, puis évalué en situation réelle par des étudiants-maîtres et des élèves de l’éducation des adultes qui ont pratiqué et expérimenté la démarche scientifique, en situation de laboratoire réel, mais à distance. Pour ce faire, nous avons couplé le logiciel MicrolabExAO à un logiciel de prise en main à distance avec outils audio et vidéo (Teamviewer). De plus, nous avons créé et inséré, dans le logiciel MicrolabExAO, une aide en ligne pour télécharger et faciliter la prise en main à distance. Puisque cet environnement Ex@O permet de multiplier les contacts des apprenants avec une expérimentation concrète, ce prototype répond bien à l’un des objectifs du Programme de formation de l’école québécoise (PFEQ) qui est de rendre l’apprenant plus actif dans ses apprentissages. Et parce que ce premier prototype d’environnement Ex@O permet d’effectuer des activités en laboratoire à distance, nous avons pu vérifier qu’il met aussi l’accent, non seulement sur les savoirs, mais également sur les savoir-faire expérimentaux en sciences et technologie, traditionnellement développés dans les locaux des laboratoires institutionnels. Notons ici que la démarche expérimentale s’acquiert très majoritairement en laboratoire en pratiquant, souvent et régulièrement, le processus inductif et déductif propre à cette démarche. Cette pratique de la démarche expérimentale, à distance, avec la technologie Ex@O qui l’accompagne, nous a permis de vérifier que celle-ci était possible, voire comparable à la réalisation, pas-à-pas, d’un protocole expérimental effectué dans un laboratoire institutionnel.

Gestió de les tesis de màster basades en competències

La tesi de màster o treball final d’estudis es pot definir com un treball individual i tutoritzat en el qual l’estudiant desenvolupa diferents competències per tal d’assolir un objectiu ben definit. Aquestes competències normalment són un subconjunt d’aquelles que defineixen el programa de màster i que possiblement es desenvolupen parcialment o totalment en les diferents assignatures del màster. Atès que la tesi de màster acostuma a ser l’activitat amb més ECTS i temps de dedicació en la majoria dels programes de màster, es considera que una gestió i seguiment acurat de l’activitat que es porta terme és molt necessària per assegurar l’assoliment de competències, per part de l’estudiant. Les competències variaran d’una tesi a l’altra; no solament pel fet que els objectius puguin ser diferents, també per la pròpia naturalesa del màster (tecnològic, ciències experimentals, humanitats, econòmiques, etc.) i per la seva orientació (recerca, acadèmic, professionalitzador o mixt). No obstant això, s’ha de poder garantir que l’estudiant, mentre executa les activitats i tasques associades al compliment dels objectius del projecte, vagi desenvolupant i assolint les competències previstes. Partint d’aquesta base s’ha realitzat una anàlisi exhaustiva de com s’ha de desenvolupar i gestionar una tesi de màster orientada a competències. El treball s’ha realitzat en el context del Màster Oficial en Informàtica Industrial i Automàtica (MOIIA) de la UdG (MO2006-00276). Es tracta d’un màster de l’àmbit tecnològic orientat a la recerca (bàsica i Girona, juny 2008 Universitat de Girona aplicada) en què es desenvolupen tant competències metodològiques (derivades dels trets comuns de la recerca en aquest àmbit) com específiques de cada un dels perfils de recerca definits en el màster. Per tant, tot i que l’anàlisi efectuada està molt centrada en aquest màster, les conclusions i la proposta final per implementar una guia d’execució de la tesi de màster és prou genèrica com perquè pugui prendre’s com a referència per al desenvolupament de guies similars en altres estudis

Plotino y Grosseteste: El neoplatonismo en la cosmología medieval

En este trabajo se estudia el caso de la cosmología del filósofo y científico Robert Grosseteste como un ejemplo de la notable influencia del neoplatonismo en la ciencia medieval. Uno de los propósitos de la cosmología de Grosseteste consistió en explicar la secuencia efectiva de la creación del cosmos. Sostengo que la explicación que ofrece Grosseteste acerca de la creación es una expresión renovada de algunas ideas de Plotino a propósito de cómo el Uno engendra lo múltiple. Me interesa resaltar tres aspectos de la estrecha relación entre el sistema cosmológico de Grosseteste y el sistema metafísico de Plotino: (1) Unidad de principio, (2) Mecanismos de generación y (3) Unidad del sistema.