Unsupervised automatic music genre classification

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

A didactic sequence of elementary geometric optics Informed by history and philosophy of science

The concepts and instruments required for the teaching and learning of geometric optics are introduced in the didactic processwithout a proper didactic transposition. This claim is secured by the ample evidence of both wide- and deep-rooted alternative concepts on the topic. Didactic transposition is a theory that comes from a reflection on the teaching and learning process in mathematics but has been used in other disciplinary fields. It will be used in this work in order to clear up the main obstacles in the teachinglearning process of geometric optics. We proceed to argue that since Newton’s approach to optics, in his Book I of Opticks, is independent of the corpuscular or undulatory nature of light, it is the most suitable for a constructivist learning environment. However, Newton’s theory must be subject to a proper didactic transposition to help overcome the referred alternative concepts. Then is described our didactic transposition in order to create knowledge to be taught using a dialogical process between students’ previous knowledge, history of optics and the desired outcomes on geometrical optics in an elementary pre-service teacher training course. Finally, we use the scheme-facet structure of knowledge both to analyse and discuss our results as well as to illuminate shortcomings that must be addressed in our next stage of the inquiry.

Integração de aplicações Web 2.0 e sistemas de gestão de conteúdos em ambientes pessoais de aprendizagem

A utilização de aplicações Web 2.0 no processo ensino/aprendizagem tem vindo a intensificar-se nos últimos tempos, mais por iniciativas individuais de docentes e estudantes do que por estratégia das Instituições de Ensino. Este artigo apresenta um projecto já em curso que consiste na implementação de uma plataforma de criação de ambientes de aprendizagem controlados pelos estudantes, integrando aplicações Web 2.0 e sistemas de gestão de conteúdos. A plataforma permitirá a utilização segura de conteúdos criados em aplicações Web 2.0, no processo de avaliação, possibilitando a sua publicação na infra-estrutura controlada pela Instituição de Ensino Superior, contribuindo assim para a adequação do binómio ensino/aprendizagem ao novo paradigma implicado no processo de Bolonha.

Behind video lectures in a MOOC

The year 2012 was the “boom year” in MOOC and all its outstanding growth until now, made us move forward in designing the first MOOC in our Institution (and the third in our country, Portugal). Most MOOC are video lectured based and the learning analytic process to these ones is just taking its first steps. Designing a video-lecture seems, at a first glance, very easy: one can just record a live lesson or lecture and turn it, directly, into a video-lecture (even here one may experience some “sound” and “camera” problems); but developing some engaging, appealing video-lecture, that motivates students to embrace knowledge and that really contributes to the teaching/learning process, it is not an easy task. Therefore questions like: “What kind of information can induce knowledge construction, in a video-lecture?”, “How can a professor interact in a video-lecture when he is not really there?”, “What are the video-lectures attributes that contribute the most to viewer’s engagement?”, “What seems to be the maximum “time-resistance” of a viewer?”, and many others, raised in our minds when designing video-lectures to a Mathematics MOOC from the scratch. We believe this technological resource can be a powerful tool to enhance students' learning process. Students that were born in digital/image era, respond and react slightly different to outside stimulus, than their teachers/professors ever did or do. In this article we will describe just how we have tried to overcome some of the difficulties and challenges we tackled when producing our own video-math-lectures and in what way, we feel, videos can contribute to the teaching and learning process at higher education level.

Matemática 100 stress: um projeto aberto no IPP

A Era Tecnológica em que nos vemos inseridos, cujos avanços acontecem a uma velocidade vertiginosa exige, por parte das Instituições de Ensino Superior (IES) uma atitude proactiva no sentido de utilização dos muitos recursos disponíveis. Por outro lado, os elementos próprios da sociedade da informação – flexibilidade, formação ao longo da vida, acessibilidade à informação, mobilidade, entre muito outros – atuam como fortes impulsionadores externos para que as IES procurem e analisem novas modalidades formativas. Perante a mobilidade crescente, que se tem revelado massiva, a aprendizagem tende a ser cada vez mais individualizada, visual e prática. A conjugação de várias formas/tipologias de transmissão de conhecimento, de métodos didáticos e mesmo de ambientes e situações de aprendizagem induzem uma melhor adaptação do estudante, que poderá procurar aqueles que melhor vão ao encontro das suas expetativas, isto é, favorecem um processo de ensino-aprendizagem eficiente na perspetiva da forma de aprender de cada um. A definição de políticas estratégicas relacionadas com novas modalidades de ensino/formação tem sido uma preocupação constante na nossa instituição, nomeadamente no domínio do ensino à distância, seja ele e-Learning, b-Learning ou, mais recentemente, “open-Learning”, onde se inserem os MOOC – Massive Open Online Courses (não esquecendo a vertente m-Learning), de acordo com as várias tendências europeias (OECD, 2007) (Comissão Europeia, 2014) e com os objetivos da “Europa 2020”. Neste sentido surge o Projeto Matemática 100 STRESS, integrado no projeto e-IPP | Unidade de e-Learning do Politécnico do Porto que criou a sua plataforma MOOC, abrindo em junho de 2014 o seu primeiro curso – Probabilidades e Combinatória. Pretendemos dar a conhecer este Projeto, e em particular este curso, que envolveu vários docentes de diferentes unidades orgânicas do IPP.

Digital storytelling: student ID in higher education

Identity achievement is related to personality, as well as cognitive and interpersonal development. In tandem with the deep structural changes that have taken place in society, education must also shift towards a teaching approach focused on learning and the overall development of the student. The integration of technology may be the drive to foster the needed changes. We draw on the literature of multiple subject areas as basis for our work, namely: identity construction and self-representation, within a psychological and social standpoint; Higher Education (HE) in Portugal after Bologna, college student development and other intrinsic relationships, namely the role of emotions and interpersonal relationships in the learning process; the technological evolution of storytelling towards Digital Storytelling (DS) – the Californian model – and its connections to identity and education. Ultimately we propose DS as the aggregator capable of humanizing HE while developing essential skills and competences. Grounded on an interpretative/constructivist paradigm, we implemented a qualitative case study to explore DS in HE. In three attempts to collect student data, we gathered detailed observation notes from two Story Circles; twelve student written reflections; fourteen Digital Stories and detailed observation notes from one Story Show. We carried out three focus groups with teachers where we discussed their perceptions of each student prior to and after watching the Digital Stories, in addition to their opinion on DS in HE as a teaching and learning method and its influence on interpersonal relationships. We sought understandings of the integration of DS to analyze student selfperception and self-representation in HE contexts and intersected our findings with teachers’ perceptions of their students. We compared teachers’ and students’ perspectives, through the analysis of data collected throughout the DS process – Story Circle, Story Creation and Story Show – and triangulated that information with the students’ personal reflections and teacher perceptions. Finally we questioned if and how DS may influence teachers’ perceptions of students. We found participants to be the ultimate gatekeepers in our study. Very few students and teachers voluntarily came forth to take part in the study, confirming the challenge remains in getting participants to see the value and understand the academic rigor of DS. Despite this reluctance, DS proved to be an asset for teachers and students directly and indirectly involved in the study. DS challenges HE contexts, namely teacher established perception of students; student’s own expectations regarding learning in HE; the emotional realm, the private vs. public dichotomy and the shift in educational roles.

A plataforma Moodle no 1º ciclo do ensino básico e no ensino superior

Actualmente é indiscutível o papel das TIC como recurso pedagógico no processo de ensino-aprendizagem. Esta integração implica riscos, desafios, promessas e novas oportunidades que permitem a criação de um cenário educacional mais diversificado, mais aberto, mais comunicativo e mais abrangente. Esta comunicação apresenta dois casos de aplicação das TIC com recurso à plataforma Moodle: no 1º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Superior. Esta mostrou ser uma plataforma flexível, pois adapta-se a destinatários com necessidades e objectivos diferentes, e que promove entusiasmo e motivação para a aprendizagem melhorando as práticas que se desenvolvem nas aulas.

A framework for using real data with distributed low cost sensors

Currently, due to the widespread use of computers and the internet, students are trading libraries for the World Wide Web and laboratories with simulation programs. In most courses, simulators are made available to students and can be used to proof theoretical results or to test a developing hardware/product. Although this is an interesting solution: low cost, easy and fast way to perform some courses work, it has indeed major disadvantages. As everything is currently being done with/in a computer, the students are loosing the “feel” of the real values of the magnitudes. For instance in engineering studies, and mainly in the first years, students need to learn electronics, algorithmic, mathematics and physics. All of these areas can use numerical analysis software, simulation software or spreadsheets and in the majority of the cases data used is either simulated or random numbers, but real data could be used instead. For example, if a course uses numerical analysis software and needs a dataset, the students can learn to manipulate arrays. Also, when using the spreadsheets to build graphics, instead of using a random table, students could use a real dataset based, for instance, in the room temperature and its variation across the day. In this work we present a framework which uses a simple interface allowing it to be used by different courses where the computers are the teaching/learning process in order to give a more realistic feeling to students by using real data. A framework is proposed based on a set of low cost sensors for different physical magnitudes, e.g. temperature, light, wind speed, which are connected to a central server, that the students have access with an Ethernet protocol or are connected directly to the student computer/laptop. These sensors use the communication ports available such as: serial ports, parallel ports, Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Since a central server is used, the students are encouraged to use sensor values results in their different courses and consequently in different types of software such as: numerical analysis tools, spreadsheets or simply inside any programming language when a dataset is needed. In order to do this, small pieces of hardware were developed containing at least one sensor using different types of computer communication. As long as the sensors are attached in a server connected to the internet, these tools can also be shared between different schools. This allows sensors that aren't available in a determined school to be used by getting the values from other places that are sharing them. Another remark is that students in the more advanced years and (theoretically) more know how, can use the courses that have some affinities with electronic development to build new sensor pieces and expand the framework further. The final solution provided is very interesting, low cost, simple to develop, allowing flexibility of resources by using the same materials in several courses bringing real world data into the students computer works.

Ensino de contabilidade geral nas instituições de ensino superior

Dissertação de Mestrado apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Contabilidade e Finanças, sob orientação da Professora Doutora Alcina Augusta de Sena Portugal Dias

Designing video lectures for MOOC

Educational videos differ from other teaching and learning technologies as they allow the benefit of using visual perception. Video lectures are not new to education, however with the use of innovative video technologies they can improve academic outcomes and extend the reach of education. They may offer extraordinary new experiences for higher education institutions (HEI). Through them lecturers can provide information and contents to students, and if used creatively, video lectures can become a powerful technological tool in education, inside and outside classrooms. Inside a classroom it can motivate students and improve topics’ debate and outside it is a good support for students’ self- learning. In some cases they can be used to work some subjects standing behind, but needed to support actual courses contents, that students do not remember (or were not even taught), opening an “in front to the past door” that backs students self-study. The student-educator dynamic is changing. Students are expecting exceptional instruction and educators are expecting students to be more and more well informed about subjects from online viewing.This article explores some of the potential benefits and challenges associated with the use of video lectures in the teaching and learning process at higher education. We will also discuss some thoughts and examples for the use of teaching materials to enhance student’s learning and try to understand how video can act as powerful and innovative to enlighten teaching and learning (note that unfortunately, sometimes, the opposite is happening).

Differences in internet and LMS usage: a case study in higher education

The Internet plays an important role in higher education institutions where Learning Management Systems (LMS) occupies a main role in the eLearning realm. In this chapter we aim to characterize the Internet and LMS usage patterns and their role in the largest Portuguese Polytechnic Institute. The usage patterns were analyzed in two components: characterization of Internet usage and the role of Internet and LMS in education. Using a quantitative approach, the data analysis describes the differences between gender, age and scientific fields. The carried qualitative analysis allows a better understanding of students’ both motivations, opinions and suggestions of improvement. The outcome of this work is the presentation of the Portuguese students’ profile regarding Internet and LMS usage patterns. We expect that these results can be used to select the most suitable digital pedagogical processes and tools to be adopted regarding the learning process and most adequate LMS’s policies.

Ensemble: an innovative approach to practice computer programming

Currently, the teaching-learning process in domains, such as computer programming, is characterized by an extensive curricula and a high enrolment of students. This poses a great workload for faculty and teaching assistants responsible for the creation, delivery, and assessment of student exercises. The main goal of this chapter is to foster practice-based learning in complex domains. This objective is attained with an e-learning framework—called Ensemble—as a conceptual tool to organize and facilitate technical interoperability among services. The Ensemble framework is used on a specific domain: computer programming. Content issues are tacked with a standard format to describe programming exercises as learning objects. Communication is achieved with the extension of existing specifications for the interoperation with several systems typically found in an e-learning environment. In order to evaluate the acceptability of the proposed solution, an Ensemble instance was validated on a classroom experiment with encouraging results.

Previsão do Diagrama de Carga de Subestações da REN utilizando Redes Neuronais

A presente dissertação apresenta o estudo de previsão do diagrama de carga de subestações da Rede Elétrica Nacional (REN) utilizando redes neuronais, com o intuito de verificar a viabilidade do método utilizado, em estudos futuros. Atualmente, a energia elétrica é um bem essencial e desempenha um papel fundamental, tanto a nível económico do país, como a nível de conforto e satisfação individual. Com o desenvolvimento do setor elétrico e o aumento dos produtores torna-se importante a realização da previsão de diagramas de carga, contribuindo para a eficiência das empresas. Esta dissertação tem como objetivo a utilização do modelo das redes neuronais artificiais (RNA) para criar uma rede capaz de realizar a previsão de diagramas de carga, com a finalidade de oferecer a possibilidade de redução de custos e gastos, e a melhoria de qualidade e fiabilidade. Ao longo do trabalho são utilizados dados da carga (em MW), obtidos da REN, da subestação da Prelada e dados como a temperatura, humidade, vento e luminosidade, entre outros. Os dados foram devidamente tratados com a ajuda do software Excel. Com o software MATLAB são realizados treinos com redes neuronais, através da ferramenta Neural Network Fitting Tool, com o objetivo de obter uma rede que forneça os melhores resultados e posteriormente utiliza-la na previsão de novos dados. No processo de previsão, utilizando dados reais das subestações da Prelada e Ermesinde referentes a Março de 2015, comprova-se que com a utilização de RNA é possível obter dados de previsão credíveis, apesar de não ser uma previsão exata. Deste modo, no que diz respeito à previsão de diagramas de carga, as RNA são um bom método a utilizar, uma vez que fornecem, à parte interessada, uma boa previsão do consumo e comportamento das cargas elétricas. Com a finalização deste estudo os resultados obtidos são no mínimo satisfatórios. Consegue-se alcançar através das RNA resultados próximos aos valores que eram esperados, embora não exatamente iguais devido à existência de uma margem de erro na aprendizagem da rede neuronal.

Uma formação útil para a literacia no novo contexto de Bolonha

A Declaração de Bolonha (1999) obrigou a mudanças várias, reconfigurando os modelos formativos no espaço europeu do ensino superior, até 2010. A partir de 2006, em Portugal, com a criação e adequação dos cursos superiores existentes ao modelo de Bolonha, verificou-se uma generalizada redução da duração média dos diferentes ciclos de estudo e a definição de competências gerais e específicas para os cursos e estudantes. Reflecte-se sobre a importância da literacia da informação, conceito evolutivo e abrangente, que se pode traduzir, sumariamente, em saber quando e porquê se tem uma necessidade informacional, onde encontrar a informação, como avaliá-la, usá-la e comunicá-la de forma ética, incluindo as competências tecnológicas, definição que se inscreve na interdisciplinar Ciência da Informação e no comportamento informacional. Destaca-se a vantagem de uma formação para a literacia da informação no ensino superior, a qual contribuirá, certamente, para dotar os estudantes das referidas competências e melhorá-las. Defende-se a necessidade de uma desejável inter-acção entre múltiplos agentes educativos, com destaque para a trilogia estudantes, bibliotecários e professores, sendo os primeiros encarados como protagonistas activos das suas aprendizagens e devendo ser dotados de competências de literacia da informação, factor determinante para o seu sucesso. Quanto ao Bibliotecário, dotado de novas competências, entre as quais as tecnológicas, deve ser um facilitador do processo de formação para a literacia - preferencialmente integrada num projecto pedagógico e no currículo - articulando a sua acção educativa com estudantes e docentes. Corroborando a extensão educativa das Bibliotecas e aliando-a ao uso inevitável das novas tecnologias da informação e comunicação, sublinha-se o papel das Bibliotecas Digitais, que podem corresponder eficientemente aos anseios dos utilizadores no acesso a uma informação de qualidade, de forma cómoda, rápida, a baixo custo, com personalização dos serviços online, com inter-acção e socialização, através de ferramentas de edição colaborativa, típicas da Web 2.0.

Relatório de estágio em educação pré-escolar e ensino do 1º ciclo do ensino básico

O presente relatório de estágio de qualificação profissional surge como forma de explanar o trabalho desenvolvido ao longo da prática pedagógica, pois o período de estágio apresenta-se como uma oportunidade fulcral para o desenvolvimento e experimentação de métodos e estratégias que colocam, muitas vezes, em questão conceções e preconceitos inerentes ao processo de ensino-aprendizagem. Sendo que os estagiários necessitam de oportunidades que contribuam “para a construção da sua própria aprendizagem” (Portugal, 2012, p. 100). Este contém análises e reflexões das práticas desenvolvidas e opções tomadas durante o estágio, tendo por base uma metodologia de investigação-ação na medida em que o trabalho realizado direcionou-se para a necessidade de transformação social. Neste sentido fomentou-se o questionamento reflexivo para melhoramento das práticas. Este estágio foi realizado em díade e apoiado em estratégias como as narrativas colaborativas, as planificações semanais, a avaliação reguladora e a supervisão. O presente encontra-se dividido em duas componentes, uma mais teórica, à qual se convoca autores e documentos legais para fundamentar a componente seguinte que é mais prática, onde se analisa as práticas desenvolvidas ao longo do ano letivo.