A prática pedagógica e a construção de saberes do biólogo no ensino de física na 8ª série

O trabalho em foco foi realizado com professores licenciados em Biologia que lecionam Física na disciplina Ciências Naturais. Apresenta alguns uestionamentos em torno do trabalho pedagógico desenvolvido por estes profissionais da educação para superar as dificuldades encontradas ao lecionarem aquela disciplina. Para subsidiar este estudo, analisei o currículo de licenciatura plena em Biologia de duas instituições de ensino superior, os erros conceituais nos livros didáticos e as relações que se estabelecem entre estes instrumentos, os Parâmetros Curriculares Nacionais e os saberes docentes do professor de Ciências. Os subsídios teóricos que nortearam a investigação estão centrados nos pensamentos de Paulo Freire e sua prática libertadora de educar, na escola reflexiva de Isabel Alarcão, nas competências de Perrenoud, entre outros autores que fazem reflexões pistemológicas sobre a prática pedagógica, e Orlandi, que trata das análises do Discurso. Para compreender melhor o trabalho docente desenvolvido pelos professores sujeitos desta pesquisa, analiso por meio de observações, entrevistas e questionários como se constroem os saberes docentes na atuação deste profissional, haja vista que ele não é formado para o exercício pedagógico na disciplina de Física. Os dados encontrados nas vozes desses professores mostram neste modelo de pesquisa o quanto é importante saber ouvir, para sentir e avaliar as esperanças, as angústias e outros problemas que interferem ou auxiliam na prática educativa. O estudo revela alguns elementos que servem para analisar como os professores constroem e estruturam suas práticas pedagógicas, sejam elas reflexivas ou não, como estruturam seus pensamentos em relação ao ensino de Ciências, e quais as alternativas possíveis para uma melhoria na qualidade desta prática. Revelam também que os livros didáticos são instrumentos que sustentam a prática dos professores, sobretudo para os que insistem em ficar presos ao currículo estabelecido pelo sistema educacional, ou ao currículo da formação inicial. Concluo, finalmente, que muito precisa ser feito para melhorar a alfabetização científica docente, mas apesar disso, encontramos professores comprometidos com a própria formação profissional. A construção dos saberes docentes não estão centradas apenas no currículo de formação profissional, ou na leitura dos livros didáticos, nem tampouco nas estratégias pedagógicas, porém incluem-se a esses saberes a construção dos conhecimentos experimentados ou vividos ao longo de sua vida, aos saberes construídos na realidade social da qual participa o docente, da realidade do sistema escolar, do saber da experiência, enfim a construção se faz com todos os “arranjos” que a sociedade expõe o docente/educador acompanhado de reflexões crítico-analíticas.

Metodologia de discretização espacial para o método radial de interpolação por pontos (RPIM) aplicada para solução numérica das equações de Maxwell

Neste trabalho, foi desenvolvido e implementado um método de discretização espacial baseado na lei de Coulomb para geração de pontos que possam ser usados em métodos meshless para solução das equações de Maxwell. Tal método aplica a lei de Coulomb para gerar o equilíbrio espacial necessário para gerar alta qualidade de discretização espacial para um domínio de análise. Este método é denominado aqui de CLDM (Coulomb Law Discretization Method ) e é aplicado a problemas bidimensionais. Utiliza-se o método RPIM (Radial Point Interpolation Method) com truncagem por UPML (Uniaxial Perfectlly Matched Layers) para solução das equações de Maxwell no domínio do tempo (modo TMz).

Linearização dos coeficientes de reflexão de ondas qP em meios anisotrópicos

Os coeficientes de reflexão de onda qP em uma interface plana que separa dois meios anisotrópicos dependem dos parâmetros elásticos dos meios envolvidos de maneira não linear. Aproximações lineares para a refletividade de ondas qP pressupondo fraco contraste de impedância e fraca anisotropia levam a uma forma simples para se fazer à análise de AVO/AVD. Neste trabalho a solução das equações de Zoeppritz é rescrita explicitamente em função de matrizes de impedância e polarização. Além disso, utilizando-se esta abordagem, é apresentada uma metodologia geral mais simples para se obter as formas linearizadas. Estas formas linearizadas para os coeficientes de reflexão da onda qP e das ondas convertidas para uma onda qP incidente apresentam resultados muito próximos da formulação exata para ângulos de incidência menores que 30° considerando-se um contraste de impedância moderado e anisotropia em limites geologicamente aceitáveis.

Estimativa de parâmetros elásticos em meios anisotrópicos

As medidas de amplitude, polarização e vagarosidade contem informações sobre o meio onde a propagação de onda ocorre. Esta tese investiga esses dados com objetivo de estimar as propriedades elásticas deste meio. Coeficientes de reflexão podem ser estimados das amplitudes dos dados e dependem de forma não linear dos contrastes dos parâmetros elásticos e do contraste de densidade entre os meios separados por uma interface. Quando o contraste de impedância é fraco, as aproximações lineares para a refletividade qP são mais convenientes para inversão da densidade e dos parâmetros elásticos usando as análises de amplitude versus ângulo de incidência (AVO) e amplitude versus a direção do plano de incidência (AVD). Escrevendo as equações de Zoepprittz de forma separada nos permite escrever uma solução destas equações em termos das matrizes de impedância e polarização. Usando esta solução são determinadas aproximações lineares para a refletividade da onda qP considerando fraco contraste de impedância, fraca anisotropia mas com classe de simetria de arbitrária. As linearizações são avaliadas para diferentes geometrias de aquisição e várias escolhas do meio de referência. Estas aproximações apresentam bom desempenho comparado com o valor exato do coeficiente de reflexão da onda qP e de suas ondas convertidas para incidências de até 30° e meios que obedecem à hipótese de fraca anisotropia. Um conjunto de fraturas orientado é representado efetivamente por um meio transversalmente isotrópico (TI), as aproximações lineares da refletividade da onda qP podem ser usadas para estimar a orientação de fratura. Partindo deste pressuposto este problema consiste em estimar a orientação do eixo de simetria a partir de dados de refletividade de onda qP. Este trabalho mostra que são necessários múltiplos azimutes e múltiplas incidências para se obter uma estimativa estável. Também é mostrado que apenas os coeficientes das ondas qS e qT são sensíveis ao mergulho da fratura. Foi investigada a estimativa da anisotropia local através de dados de VSP multiazimutal dos vetores de polarização e vagarosidade. Foram usadas medidas da componente vertical do vetor de vagarosidade e o vetor de polarização de ondas qP diretas e refletidas. O esquema de inversão é validado através de exemplos sintéticos considerando diferentes escolhas do vetor normal à frente de onda no meio de referência, meios de referências e geometria de aquisição. Esta análise mostra que somente um subgrupo dos parâmetros elástico pode ser estimado. Uma importante aplicação desta metodologia é o seu potencial para a determinação de classes de anisotropia. A aplicação desta metodologia aos dados do mar de Java mostra que os modelos isotrópicos e TIV são inadequados para o ajuste desses dados.

Migração por equação de onda em meios anisotrópicos com correção de amplitude

Este trabalho discute dois aspectos da migração em profundidade através da continuação para baixo dos campos de onda: o tratamento de modos evanescentes e a correção da amplitude dos eventos migrados. Estes dois aspectos são discutidos em meios isotrópicos e para uma classe de meios anisotrópicos. Migrações por diferenças finitas (FD) e por diferenças finitas e Fourier (FFD) podem ser instáveis em meios com forte variação lateral de velocidade. Estes métodos utilizam aproximações de Padé reais para representar o operador que descreve a propagação de ondas descendentes. Estas abordagens não são capazes de tratar corretamente os modos evanescentes, o que pode levar à instabilidades numéricas em meios com forte variação lateral de velocidade. Uma solução possível para esse problema é utilizar aproximação de Padé complexa, que consegue melhor representar os modos evanescentes associados às reflexões pós-críticas, e neste trabalho esta aproximação é utilizada para obter algoritmos FD e híbrido FD/FFD estáveis para migração em meios transversalmente isotrópicos com eixo de simetria vertical (VTI), mesmo na presença de forte variação nas propriedades elásticas do meio. A estabilidade dos algoritmos propostos para meios VTI foi validada através da resposta ao impulso do operador de migração e pela sua aplicação na migração de dados sintéticos, em meios fortemente heterogêneos. Métodos de migração por equação de onda em meios heterogêneos não tratam corretamente a amplitude dos eventos durante a propagação. As equações de onda unidirecionais tradicionais descrevem corretamente apenas a parte cinemática da propagação do campo de onda. Assim, para uma descrição correta das amplitudes deve-se usar as equações de onda unidirecionais de amplitude verdadeira. Em meios verticalmente heterogêneos, as equações de onda unidirecionais de amplitude verdadeira podem ser resolvidas analiticamente. Em meios lateralmente heterogêneos, essas equações não possuem uma solução analítica. Mesmo soluções numéricas tendem a ser instáveis. Para melhorar a compensação de amplitude na migração, em meios com variação lateral de velocidade, é proposto uma aproximação estável para solução da equação de onda unidirecional de amplitude verdadeira. Esta nova aproximação é implementada nas migrações split-step e diferenças finitas e Fourier (FFD). O algoritmo split-step com correção de amplitude foi estendido para meios VTI. A migração pré e pós-empilhamento de dados sintéticos, em meios isotrópicos e anisotrópicos, confirmam o melhor tratamento das amplitudes e estabilidade dos algoritmos propostos.

Inversão gravimétrica rápida do relevo do embasamento aplicando o funcional da variação total

Apresentamos um novo método de inversão linear bidimensional de dados gravimétricos produzidos por bacias sedimentares com relevo do embasamento descontínuo. O método desenvolvido utiliza um modelo interpretativo formado por um conjunto de fitas horizontais bidimensionais justapostas cujas espessuras são os parâmetros a serem estimados. O contraste de densidade entre o embasamento e os sedimentos é presumido constante e conhecido. As estimativas das espessuras foram estabilizadas com o funcional da Variação Total (VT) que permite soluções apresentando descontinuidades locais no relevo do embasamento. As estimativas do relevo são obtidas através da resolução de um sistema de equações lineares, resolvido na norma L₁. Como métodos lineares subestimam as estimativas de profundidade do embasamento de bacias maiores que cerca de 500 m, amplificamos as estimativas de profundidade através da modificação da matriz associada ao modelo interpretativo de fitas. As estimativas obtidas através deste procedimento são em geral ligeiramente superestimadas. Desse modo, elas são corrigidas através de uma correção definida pela expressão da placa Bouguer. Testes em dados sintéticos e reais produziram resultados comparáveis aos produzidos pelo método não linear, mas exigiram menor tempo computacional. A razão R entre os tempos exigidos pelo método não linear e o método proposto cresce com o número de observações e parâmetros. Por exemplo, para 60 observações e 60 parâmetros, R é igual a 4, enquanto para 2500 observações e 2500 parâmetros R cresce para 16,8. O método proposto e o método de inversão não linear foram aplicados também em dados reais do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos, e da ponte do POEMA, no Campus do Guamá em Belém, produzindo soluções similares às obtidas com o método não linear exigindo menor tempo computacional.

A interação entre os alunos em atividades de demonstração experimental aberta num curso de licenciatura em física: um estudo do desenvolvimento conceitual sob a perspectiva histórico-cultural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo e desenvolvimento do índice potencial de impacto de descargas atmosféricas em linhas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Analytical prediction of the spin stabilized satellite's attitude using the solar radiation torque

The aim of this paper is to present an analytical solution for the spin motion equations of spin-stabilized satellite considering only the influence of solar radiation torque. The theory uses a cylindrical satellite on a circular orbit and considers that the satellite is always illuminated. The average components of this torque were determined over an orbital period. These components are substituted in the spin motion equations in order to get an analytical solution for the right ascension and declination of the satellite spin axis. The time evolution for the pointing deviation of the spin axis was also analyzed. These solutions were numerically implemented and compared with real data of the Brazilian Satellite of Data Collection - SCD1 an SCD2. The results show that the theory has consistency and can be applied to predict the spin motion of spin-stabilized artificial satellites.

Semi-analytical study of the rotational motion stability of artificial satellites using quaternions

This study at aims performing the stability analysis of the rotational motion to artificial satellites using quaternions to describe the satellite attitude (orientation on the space). In the system of rotational motion equations, which is composed by four kinematic equations of the quaternions and by the three Euler equations in terms of the rotational spin components. The influence of the gravity gradient and the direct solar radiation pressure torques have been considered. Equilibrium points were obtained through numerical simulations using the softwares Matlab and Octave, which are then analyzed by the Routh-Hurwitz Stability Criterion.

Cálculo K: uma abordagem alternativa para a relatividade especial

In this paper we present an alternative approach due to Bondi for the special theory of relativity. During the development, we analyse the Bondi diagrams, visual resources from which we can take some information about the analysed systems, and we discuss the K factor of Bondi's theory, which is in the core of this work. We then discuss some of the main results obtained from Einstein's special theory of relativity such as the time dilation, spatial contraction and simultaneity of spatially separated events, besides the Lorentz transformations. We also show other two important results in physics coming from K calculus: the relativistic linear momentum and the total relativistic energy.

Formação inicial de professores: o curso de licenciatura em física – UNESP/FCT – Presidente Prudente/SP em questão

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Interações entre docentes da licenciatura em física em grupos de planejamento conjunto: uma análise a partir da teoria do Agir Comunicativo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Epidemiological Models of Directly Transmitted Diseases: An Approach via Fuzzy Sets Theory

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)