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

Biotecnologia: concepção e validação de trabalhos práticos

É hoje geralmente aceite que a educação em ciências, além da aprendizagem de conhecimento conceptual e procedimental, deve promover nos alunos o desenvolvimento de competências investigativas, ou seja, competências para identificar, formular e resolver problemas. Porém, o desenvolvimento de actividades práticas de natureza investigativa é difícil, pela carência, ou mesmo ausência, de vivências dos professores em investigações, sobretudo em projectos aplicáveis nas práticas lectivas. A frequente falta de formação inicial e contínua dos professores de ciências, relativamente ao desenvolvimento de competências indispensáveis à implementação desta perspectiva de trabalho prático, constitui um obstáculo à concretização de inovações educativas preconizadas para a educação em ciências, referidas em documentos aprovados e publicados pelo Ministério da Educação, em particular, orientações curriculares e programas disciplinares. A abordagem de temáticas em biotecnologia configura-se como uma necessidade das sociedades actuais, de modo que, atendendo aos avanços que se têm vindo a verificar nesta área, deverá integrar-se em educação científica formal, relacionando-a com a vida quotidiana dos cidadãos. Além de componentes científicas inovadoras, os seus desenvolvimentos têm diversas implicações, designadamente éticas, políticas, económicas e sociais. A investigação apresentada nesta dissertação insere-se neste quadro, a qual se baseou no seguinte problema: “Partindo de temáticas em biotecnologia, como estimular o desenvolvimento de trabalho prático numa perspectiva investigativa por professores de Biologia e/ou Geologia?”. Definiram-se dois objectivos gerais: 1) testar, conceber e optimizar actividades laboratoriais e experimentais em biotecnologia, transponíveis para contextos educativos dos ensinos básico e secundário, desmistificando a complexidade associada ao trabalho prático nesta área; 2) conceber, implementar e avaliar uma acção de formação para professores de Biologia e/ou Geologia, na modalidade de Oficina de Formação, visando em contextos escolares e em temáticas de biotecnologia, desenvolver percursos investigativos. A acção de formação “Desenvolvimento de actividades práticas em biotecnologia numa perspectiva investigativa: um contributo na (re)orientação de ensino e aprendizagem de ciências” estimulou os professores-formandos a participarem activamente num programa que integrava abordagens inovadoras de trabalho prático, e criou condições para, com orientação e apoio, desenvolverem percursos investigativos a partir de situações-problema em temáticas de biotecnologia. Na generalidade, as reflexões dos professores-formandos sobre os percursos investigativos planeados e implementados, e os ganhos a nível profissional e/ou pessoal, além de referências elogiosas à estrutura e sequência das actividades propostas na formação, realçaram os seguintes aspectos positivos: a) o enriquecimento de conhecimentos científico-tecnológicos em biotecnologia; b) a oportunidade de reflexão sobre as suas práticas e a necessidade de uma nova forma de olhar para o trabalho laboratorial e experimental e para o seu papel nas aulas de ciências; c) as potencialidades de trabalho prático numa perspectiva investigativa em termos de mobilização de competências de natureza conceptual e processual; d) o desenvolvimento de competências técnicas e processuais necessárias à implementação de percursos investigativos com recurso a procedimentos em biotecnologia. Do presente estudo decorrem implicações educacionais que se esperam pertinentes para a formação de professores de ciências e elaboração de recursos didácticos, designadamente manuais escolares, assim como, para a gestão dos programas disciplinares. Este estudo permitiu, ainda, apresentar propostas para futuras investigações.

Synthesis and biological activities of polyphenolic hybrids - evaluation of anti-cancer, anti-inflammatory and antioxidant activities

Os compostos polifenólicos constituem uma classe de metabolitos secundários de plantas, mas existe também uma enorme quantidade de derivados sintéticos ou semi-sintéticos contendo múltiplas unidades fenólicas. Estes compostos apresentam importantes características biológicas, que dependem das suas estruturas básicas. Certos derivados desta família de compostos, tais como flavonoides, cromonas e cumarinas contribuem para os benefícios da dieta humana, e partilham o núcleo de benzopiran-(2 e 4)-ona ou benzofuran-3-ona. A presente dissertação inclui uma introdução geral e três capítulos que descrevem as novas rotas sintéticas estabelecidas para a preparação de novos híbridos de diversos compostos polifenólicos, assim como a sua elucidação estrutural e termina com a presentação dos resultados da avaliação biológica desses mesmos compostos. No segundo capítulo discute-se a preparação de híbridos de pirimidina- e imidazolidina-polifenóis, especialmente a síntese diastereoseletiva de novos híbridos benzofuran-3-ona-hidantoína e derivados de uracilo. A rota sintética envolve a ação de carbodiimidas sobre os ácidos cromona-(2- e 3)-carboxílicos num só passo ou em dois passos sequenciais, catalisada por uma base orgânica ou inorgânica. O terceiro capítulo descreve reações do tipo adições conjugadas 1,4 - hetero-ciclisações em cascata de compostos 1,3-dicarbonílicos em ácido cromona-3-carboxílico catalisadas por uma base orgânica, que originaram novas cromonas, cromanonas e flavonas polissubstituídas. As bispiranonas [bispiran-2 e 4)-onas] foram elaboradas numa reacção de acoplamento da 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com o ácido cromona-3-carboxílico ou precursores formil-funcionalizados (ω-formil-2’-hydroxy acetofenonas e cromona-3-carbaldeídos) utilizando organocatálise básica. Finalmente, alargou-se o estudo das adições conjugadas 1,4 para uma variedade de 4-hidroxipiran-2-onas e cetonas α,β-insaturadas para originar novos análogos de warfarina. Obteve-se uma variedade de estruturas complexas por hibridação das unidades de 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com os novos derivados de cromonas polissubstituídas. Todos as reações foram executadas em condições suaves e ambientalmente favoráveis, utilizando a 4-pirrolidinopiridina como organocatalisador básico. As estruturas dos novos híbridos polifenólicos foram caracterizados por técnicas espectroscópicas de alta resolução, incluindo espectroscopia de ressonância magnética nuclear (1D e 2D) e por difractometria de raios-X, que nos permitiram resolver o complexidade estrutural dos compostos sintetizados. O quarto capítulo apresenta os resultados da avaliação biológica obtidos com os híbridos polifenólicos sintetizados neste trabalho, mostrando a possibilidade de seu envolvimento na terapia do cancro. A maioria dos compostos foram avaliados quanto ao seu efeito sobre a citotoxicidade e proliferação de células leucémicas e ao seu envolvimento na regulação de via pró-inflamatória NF-kB, na qual, os híbridos de biscumarinas exibiram actividades elevadas (IC50 = 6-19 μM para inibição de NF-kB depois de 8 horas de incubação e IC50 = 15-39 μM para efeitos citotóxicos em células cancerosas, após 24 horas de incubação). Uma inibição moderada das enzimas HDAC e Cdc25 foi induzida pelos derivados de benzofuran-3-ona-hidantoína. Catorze dos novos derivados polifenólicos polissubstituídos, tendo como estrutura básica a benzopiran-4-ona, foram avaliados pela sua actividade quimiopreventiva do cancro mediada pela indução de sinalização citoprotectora Nrf2 (fator 2 relacionado com o fator nuclear da proteína E2) e capacidade para inibir a proliferação das células de cancro da mama. Os derivados da classe das cromanonas foram identificados como os indutores mais potentes da actividade Nrf2. As concentrações necessárias para aumentar a actividade de luciferase em 10 vezes (C10) foram de 2,8-21,3 μM. Todos os novos híbridos polifenólicos que apresentam atividade citotóxica e anti-proliferativa não afectam o crescimento de células saudáveis periféricas do sangue (PBMC) (IC50 > 50 μM), indicando a sua seletividade para as células cancerosas e sugerindo que alguns deles são estruturalmente interessantes para posteriores análises. A avaliação da atividade antioxidante utilizando os testes do radical livre DPPH e o poder redutor do ião férrico FRAP foram realizados em algumas estruturas híbridas polifenólicas.

Evaluation of the in vitro biological activities of extracts from carob tree and mediterranean oaks

Dissertação mest., Engenharia Biológica, Universidade do Algarve, 2009

Development of the sustainability of coastal activities through ICZM process

Dissertação de Mestrado, Gestão da Água e da Costa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2008

Screening for biological activities with application in aquaculture in halophytes from the Algarve coastline

Infectious diseases often hamper the production of aquatic organisms in aquaculture systems, causing economical losses, environmental problems and consumer safety issues. The conventional way aquaculture producers had to control pathogens was by means of synthetic antibiotics and chemicals. This procedure had consequences in the emergence of more resilient pathogens, drug contamination of seafood products and local ecosystems. To avoid the repercussions of antibiotic use, vaccination has greatly replaced human drugs in western fish farms. However there is still massive unregulated antibiotic use in third world fish farms, so less expensive therapeutic alternatives for drugs are desperately needed. An alternative way to achieve disease control in aquaculture is by using natural bioactive organic compounds with antibiotic, antioxidant and/or immunostimulant properties. Such diverse biomolecules occur in bacteria, algae, fungi, higher plants and other organisms. Fatty acids, nucleotides, monosaccharides, polysaccharides, peptides, polyphenols and terpenoids, are examples of these substances. One promising source of bioactive compounds are salt tolerant plants. Halophytes have more molecular resources and defence mechanisms, when compared with other tracheophytes, to deal with the oxidative stresses of their habitat. Many halophytes have been used as a traditional food and medical supply, especially by African and Asian cultures. This scientific work evaluated the antibiotic, antioxidant, immunostimulant and metal chelating properties of Atriplex halimus L., Arthrocnemum macrostachyum Moric., Carpobrotus edulis L., Juncus acutus L. and Plantago coronopus L., from the Algarve coast. The antibiotic properties were tested against Listonella anguillarum, Photobacterium damselae piscicida and Vibrio fischeri. The immunostimulant properties were tested with cytochrome c and Griess assays on Sparus aurata head-kidney phagocytes. J. acutus ether extract inhibited the growth of P. damselae piscicida. A. macrostachyum, A. halimus, C. edulis, Juncus acutus and P. coronopus displayed antioxidant, copper chelating and iron chelating properties. These plants show potential as sources of bioactive compounds with application in aquaculture and in other fields.

Antioxidant activities of eight Algerian plant extracts and two essential oils

Total phenol, hydroxycinnamic acid derivatives, flavone/flavonol and flavanones/dihydroflavonol contents of hydro-alcoholic extracts, obtained by sonication, from the aerial parts of Artemisia campestris L., Anthemis arvensis L., Haloxylon scoparium Pomel, Juniperus phoenicea L., Arbutus unedo L., Cytisus monspessulanus L., Thymus algeriensis Boiss et Reut, Zizyphus lotus L (Desf.) collected in Djebel Amour (Sahara Atlas, Algeria) were quantified by spectrophotometric methods. The chemical composition of the essential oils obtained by hydrodistillation from Artemisia campestris L. and Juniperus phoenicea I aerial parts were also evaluated by gas chromatography (GC) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The antioxidant activity of the extracts and essential oils was assessed measuring the capacity for preventing lipid peroxidation using two lipidic substrates (egg yolk and liposomes), the capacity for scavenging DPPH, ABTS, superoxide anion radicals, hydroxyl radicals and peroxyl radicals. Anti-inflammatory activity was assessed by measuring the capacity for inhibiting lipoxygenase. Reducing power and chelating capacity were also assayed. The results showed different amounts of total phenols depending on the method used: A. campestris extract had the highest levels of total phenols when the measurement was made at lambda = 280 nm, whereas H. scoparium and A. unedo extracts showed the highest levels of total phenols with Folin-Ciocalteau. C. monspessulanus had the highest levels of flavones/flavonols and flavanones/dihydroflavonols. The essential oils of A. campestris and J. phoenicea were mainly constituted by alpha-pinene, beta-pinene and sabinene; and a-pinene, respectively. The methods used for assaying the capacity for preventing lipid peroxidation revealed to be inadequate for extracts due to the great interferences detected. The essential oils were more active than the generality of extracts for scavenging peroxyl radicals and for inhibiting lipoxygenase, whereas A. unedo extract was the most active for scavenging ABTS, DPPH, superoxide anion radicals and it also had the best reducing capacity. In a general way, the great majority of the antioxidant activities correlated well with the phenol content although such correlation was not so clear with the flavonoid content. (c) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Atividades de resolução de problemas no desenvolvimento de competências : um estudo com alunos do 8.º ano na temática dos ecossistemas

Relatório da Prática de Ensino Supervisionada, Ensino da Biologia e Geologia no 3.º Ciclo do Ensino Básico e no Secundário, Universidade de Lisboa, 2013

Introdução à inteligência artificial com recurso à programação visual

Relatório da Prática de Ensino Supervisionada, Mestrado em Ensino da Matemática, Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2014

Poetry With People With Dementia: An Evaluation of a Two Year Project Engaging in Poetry Activities With Older People in Residential and Nursing Homes.

This paper is a summary of an evaluation of the first two years of a three year poetry project for older people with dementia. The project was set up with a poet in residence who mentored six poets to deliver poetry activities to older people and those with dementia in residential and care homes in Herefordshire. The project was developed and run by the Courtyards Hereford. The evaluation was undertake through the use of questionnaires that were given to staff and carers undertaking training workshops and the poets, staff and carers in the homes who facilitated the activities and finally by the residents who took part in the project. The main findings were that participants that responded to the questionnaire for staff and carers it had increased confidence and assisted them in gaining more knowledge about the residents, whilst for residents it had a number of positive effects including enhanced communication, increased self-esteem and enhanced self-worth whilst making them feel less isolated.

Enhancing Student Learning Experiences in Sport Psychology Modules Using Practical Activities

The University of Worcester states in its most recent strategic plan (2013 – 2018) a set of enduring values that guide and direct the activities of the institution. The first listed, and perhaps the most important value is the striving to be “an outstanding university at which to be a student”. This is further supplemented by values such as “to inspire our students to reach their full potential through excellent, innovative teaching, scholarship and research” (University of Worcester 2013: p.4). One of the many ways in which the institution strives to provide this outstanding educational experience is through regular engagement, both formal and informal, with students at a number of points in each semester. Regular experiences of collating formal and informal feedback has led to the identification of a common theme amongst Higher National Diploma (HND) students in the Institute of Sport and Exercise Sciences (ISES), where they consistently request ‘more practicals’. The ISES modules however are designed to incorporate a high degree of interaction, practical activities and tasks. This is especially important for those studying at HND level as research suggests differences in learning preferences exist when compared to undergraduate students, the former preferring a more tactile style of learning (Peters et al. 2008). Using an introductory Sport Psychology HND module as an example, practical activities and tasks are fully embedded in the taught sessions to enable contextual links to be made between the learning outcomes and their subsequent use. Examples of these include: a. interviewing athletes to produce a performance profile (Butler & Hardy 1992); b. completing psychometric instruments such as the Competitive State Anxiety Inventory-2 (CSAI-2) to measure competitive anxiety in sport (Martens et al. 1990) and demonstrate data collection and construct measurement; c. performing relaxation interventions on the students to demonstrate how specific techniques (in this instance, decreasing somatic anxiety) might work in practice; d. demonstrating how observational learning facilitates skill acquisition by creating experimental conditions that the students participate in, in teaching a new skill. Nevertheless owing to the students' previously stated on-going requests for more practical activities, it became evident that assumptions about what students consider an effective means of experiential or active learning in the context of sport-related disciplines of study needed to be investigated. This is where the opportunity to undertake an action research project arose, this being a practical method commonly employed in pedagogical enquiry to aid reflection on teaching and assessment practice for the purposes of working towards continuous improvement.