Atividades mediadas como colaboração para aprendizagem de conceitos científicos sobre doenças epidêmicas

Acompanha: Sequência didática interativa para o ensino de doenças epidêmicas

Navegação de um robô móvel baseado em um modelo de consciência artificial

This work presents a study about a the Baars-Franklin architecture, which defines a model of computational consciousness, and use it in a mobile robot navigation task. The insertion of mobile robots in dynamic environments carries a high complexity in navigation tasks, in order to deal with the constant environment changes, it is essential that the robot can adapt to this dynamism. The approach utilized in this work is to make the execution of these tasks closer to how human beings react to the same conditions by means of a model of computational consci-ousness. The LIDA architecture (Learning Intelligent Distribution Agent) is a cognitive system that seeks tomodel some of the human cognitive aspects, from low-level perceptions to decision making, as well as attention mechanism and episodic memory. In the present work, a computa-tional implementation of the LIDA architecture was evaluated by means of a case study, aiming to evaluate the capabilities of a cognitive approach to navigation of a mobile robot in dynamic and unknown environments, using experiments both with virtual environments (simulation) and a real robot in a realistic environment. This study concluded that it is possible to obtain benefits by using conscious cognitive models in mobile robot navigation tasks, presenting the positive and negative aspects of this approach.

'Explicit Learning: an Effort towards Human Scheduling Algorithms'

Abstract Scheduling problems are generally NP-hard combinatorial problems, and a lot of research has been done to solve these problems heuristically. However, most of the previous approaches are problem-specific and research into the development of a general scheduling algorithm is still in its infancy. Mimicking the natural evolutionary process of the survival of the fittest, Genetic Algorithms (GAs) have attracted much attention in solving difficult scheduling problems in recent years. Some obstacles exist when using GAs: there is no canonical mechanism to deal with constraints, which are commonly met in most real-world scheduling problems, and small changes to a solution are difficult. To overcome both difficulties, indirect approaches have been presented (in [1] and [2]) for nurse scheduling and driver scheduling, where GAs are used by mapping the solution space, and separate decoding routines then build solutions to the original problem. In our previous indirect GAs, learning is implicit and is restricted to the efficient adjustment of weights for a set of rules that are used to construct schedules. The major limitation of those approaches is that they learn in a non-human way: like most existing construction algorithms, once the best weight combination is found, the rules used in the construction process are fixed at each iteration. However, normally a long sequence of moves is needed to construct a schedule and using fixed rules at each move is thus unreasonable and not coherent with human learning processes. When a human scheduler is working, he normally builds a schedule step by step following a set of rules. After much practice, the scheduler gradually masters the knowledge of which solution parts go well with others. He can identify good parts and is aware of the solution quality even if the scheduling process is not completed yet, thus having the ability to finish a schedule by using flexible, rather than fixed, rules. In this research we intend to design more human-like scheduling algorithms, by using ideas derived from Bayesian Optimization Algorithms (BOA) and Learning Classifier Systems (LCS) to implement explicit learning from past solutions. BOA can be applied to learn to identify good partial solutions and to complete them by building a Bayesian network of the joint distribution of solutions [3]. A Bayesian network is a directed acyclic graph with each node corresponding to one variable, and each variable corresponding to individual rule by which a schedule will be constructed step by step. The conditional probabilities are computed according to an initial set of promising solutions. Subsequently, each new instance for each node is generated by using the corresponding conditional probabilities, until values for all nodes have been generated. Another set of rule strings will be generated in this way, some of which will replace previous strings based on fitness selection. If stopping conditions are not met, the Bayesian network is updated again using the current set of good rule strings. The algorithm thereby tries to explicitly identify and mix promising building blocks. It should be noted that for most scheduling problems the structure of the network model is known and all the variables are fully observed. In this case, the goal of learning is to find the rule values that maximize the likelihood of the training data. Thus learning can amount to 'counting' in the case of multinomial distributions. In the LCS approach, each rule has its strength showing its current usefulness in the system, and this strength is constantly assessed [4]. To implement sophisticated learning based on previous solutions, an improved LCS-based algorithm is designed, which consists of the following three steps. The initialization step is to assign each rule at each stage a constant initial strength. Then rules are selected by using the Roulette Wheel strategy. The next step is to reinforce the strengths of the rules used in the previous solution, keeping the strength of unused rules unchanged. The selection step is to select fitter rules for the next generation. It is envisaged that the LCS part of the algorithm will be used as a hill climber to the BOA algorithm. This is exciting and ambitious research, which might provide the stepping-stone for a new class of scheduling algorithms. Data sets from nurse scheduling and mall problems will be used as test-beds. It is envisaged that once the concept has been proven successful, it will be implemented into general scheduling algorithms. It is also hoped that this research will give some preliminary answers about how to include human-like learning into scheduling algorithms and may therefore be of interest to researchers and practitioners in areas of scheduling and evolutionary computation. References 1. Aickelin, U. and Dowsland, K. (2003) 'Indirect Genetic Algorithm for a Nurse Scheduling Problem', Computer & Operational Research (in print). 2. Li, J. and Kwan, R.S.K. (2003), 'Fuzzy Genetic Algorithm for Driver Scheduling', European Journal of Operational Research 147(2): 334-344. 3. Pelikan, M., Goldberg, D. and Cantu-Paz, E. (1999) 'BOA: The Bayesian Optimization Algorithm', IlliGAL Report No 99003, University of Illinois. 4. Wilson, S. (1994) 'ZCS: A Zeroth-level Classifier System', Evolutionary Computation 2(1), pp 1-18.

Relatório de estágio

O presente relatório de estágio configura-se como o requisito parcial para a obtenção do grau de mestre em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico. Apresenta o objetivo fulcral de refletir, de forma indagadora e problematizadora, sobre o desenvolvimento profissional da mestranda, emergente da concretização do estágio profissionalizante nos contextos de Educação Pré-Escolar e 1.º Ciclo do Ensino Básico. No relatório serão abordados quais os pressupostos teóricos e legais que fundamentaram a prática pedagógica da mestranda em ambos os níveis educativos, assim como o modo como estes foram mobilizados pela mesma. A metodologia de investigação-ação constituiu o pilar do desenvolvimento profissional, pessoal e social da formanda, possibilitando que esta adotasse uma postura investigativa, crítica e reflexiva, com vista ao melhoramento do processo de ensino e aprendizagem. Nesta linha de raciocínio, a ação educativa desenvolvida pela mestranda obedeceu a um processo cíclico, através da articulação das etapas de observação, planificação, ação, reflexão e avaliação. Importa salientar, ao longo do estágio, a mestranda procurou que a sua ação pedagógica mobilizasse características inerentes ao paradigma socio construtivista, no qual a criança desempenha o papel crucial na ação. Face ao exposto, o estágio profissionalizante desenvolvido em ambos os contextos educativos caracterizou-se por ser a força motriz para que a mestranda desenvolvesse, construtivamente, as competências profissionais inerentes a um perfil docente duplo. Assim, a mestranda tomou consciência acerca das semelhanças e contrastes evidenciados pelos dois níveis educativos, valorando a importância de uma sequencialidade entre estes. Em suma, a formação permitiu o início da aprendizagem do que é ser educador e professor e a consciencialização da essência da missão de educar.

Contributos da supervisão para a dialógica e o trabalho colaborativo : estudo de um caso

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Santarém para a obtenção do grau de mestre em Ciências da educação - Supervisão e orientação pedagógica

Relatório de estágio de qualificação profissional

Relatório EPE - Relatório de estágio em Educação Pré-Escolar:O relatório de estágio para a qualificação profissional foi realizado no âmbito da unidade curricular de Prática Pedagógica Supervisionada na Educação Pré-Escolar, sendo esta parte integrante do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1º ciclo do Ensino Básico. Todo o trabalho desenvolvido no presente relatório teve como objetivo dar a conhecer, de forma crítica, reflexiva e sustentada, as experiências vividas pela formanda com o grupo de crianças que acompanhou, num total de 210 horas de estágio, iniciado em fevereiro e terminado em junho do presente ano. A prática pedagógica de um educador de infância influencia diretamente o desenvolvimento das crianças, bem como o desenvolvimento do próprio docente, contituindo para o desenvolvimento de competências fundamentais para a sua prática futura. Com vista a uma planificação focada nas necessidades e interesses evidenciados pelo grupo de crianças, o educador deve observar, planear, agir, avaliar, comunicar e articular, levando a cabo, paralelamente, a investigaçãoação como forma de refletir sobre a sua prática e sobre os efeitos da mesma, em si e nas crianças. Tendo por base estes pressupostos, foram observadas necessidades de desenvolvimento, interesses e resultados de aprendizagem, que permitiram a planificação de atividades a realizar, por forma a atingir os objetivos traçados para o desenvolvimento de capacidades nas crianças. Para isso, recorreu-se a estratégias inovadoras e diversificadas, suportadas pelos modelos curriculares High/Scope e Reggio Emilia, e também pela Metodologia de Trabalho de Projeto. O trabalho desenvolvido em torno da unidade curricular visa competências como a mobilização de saberes, a adoção de estratégias diferenciadas, a tomada de decisões conscientes e adequadas, o desenvolvimento de projetos de investigação e o desenvolvimento e consolidação de competências socioprofissionais e pessoais. Neste sentido, contribuiu para o desenvolvimento pessoal e para o crescimento profissional da mestranda, através das intervenções realizadas com o grupo de crianças. As diferentes etapas do processo educativo acompanharam afincadamente esta etapa, na medida em que contribuiram para um maior conhecimento da formanda quanto à ação e à planificação. Importa salientar que as atividades desenvolvidas ao longo deste período visaram o desenvolvimento de todas as áreas e domínios de conteúdo, nas crianças, com mais ênfase na área da formação pessoal e social e na área do conhecimento do mundo.

Relatório de estágio

No âmbito do Mestrado em Educação Pré-escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico, o presente relatório de estágio, requisito parcial para obtenção do grau de mestre, espelha o processo de desenvolvimento profissional da mestranda, nas unidades curriculares de Prática Pedagógica Supervisionada na Educação Pré-Escolar e Prática Pedagógica Supervisionada no 1.º Ciclo do Ensino Básico. Assim, realça o desenvolvimento de competências profissionais e pessoais, relativas ao saber-agir ser e estar em contexto, fundamentadas num enquadramento teórico e legal conciso e exigente, sustentadas pela metodologia investigação-ação, recorrendo às estratégias de observação, planificação, ação, avaliação e reflexão no sentido da transformação da prática letiva, melhorandoas. Nesta linha de pensamento, a mestranda construiu o seu perfil profissional, desenvolveu atitudes indagadoras e um pensamento crítico na, para e sobre sua a ação, articulando a teoria com a prática. Realça, ainda, que a colaboração com o par pedagógico, educadora/professora cooperante e supervisores institucional constituiu um forte contributo para a construção de representações daquilo que é ser educadora/professora do 1º CEB na atualidade. O relatório é, por si mesmo, um espaço de aprendizagem e reflete o início da construção da identidade profissional da futura educadora/professora.

O papel do e-professor na plataforma de e-learning e-raízes : redes

Relatório de estágio apresentado para obtenção do grau de mestre em Educação e Comunicação Multimédia

Construção da plataforma de e-Learning do Instituto Politécnico de Santarém

Relatório de estágio apresentado para obtenção do grau de mestre em Educação e Comunicação Multimédia.

VirRAD: A New Paradigm for Technology Enhanced Learning

In most e-learning scenarios, communication and on-line collaboration is seen as an add-on feature to resource based learning. This paper will endeavour to present a pedagogical framework for inverting this view and putting communities of practice as the basic paradigm for e-learning. It will present an approach currently being used in the development of a virtual Radiopharmacy community, called VirRAD, and will discuss how theory can lead to an instructional design approach to support technologically enhanced learning.(DIPF/Orig.)

Ohjaus ja oppilaiden urapohdinta. Turkulaisten peruskoulun päättöluokkalaisten ohjauskokemukset urapohdinnan selittäjinä

Tutkimuksessa selvitetään turkulaisten peruskoulun päättöluokkalaisten urapohdintaeroja ja sitä, miten oppilaiden arviot opettajien ja oppilaanohjaajien toteuttamasta ohjauksesta ovat yhteydessä heidän urapohdintaansa. Tutkimuksen kohdejoukkona ovat ensi sijassa yleisopetusta antavien suomenkielisten peruskoulujen yhdeksäsluokkalaiset. Tutkimus on poikkileikkaustutkimus, jossa tarkastellaan oppilaiden kokemuksia ohjauksen saatavuudesta ja hyödyllisyydestä sekä urapohdinnasta peruskoulun päättyessä. Tutkimusaineisto koottiin yhteishaun jälkeen huhti–toukokuussa 2014. Vuoden 2004 perusopetuksen opetussuunnitelman perusteista johdettujen väittämien avulla selitetään urapohdinta-mittarin sisältämien muuttujien vaihtelua. Taustamuuttujina käytetään oppilaiden koti- ja koulutaustaa. Urapohdinta-mittari on johdettu CIP-teoriasta (Cognitive Information Processing) ja muokattu CTI-mittarista (Career Thoughts Inventory). Tutkimusaineisto (N = 887) on koottu Webropol-kyselyn avulla. Oppilaiden urapohdintaa mitattiin neljän summamuuttujien avulla. Mittariston 48 väittämästä muodostettiin urapohdinta-summamuuttuja. Tämän lisäksi urapohdinnan osa-alueita arvioitiin sitoutuminen-, epävarmuus- ja konflikti-summamuuttujan avulla. Sitoutuminen-summamuuttuja mittasi sitä, miten vaikeaksi oppilas koki yhteen ura- ja jatkokoulutusvalintaan sitoutumisen. Epävarmuus-summamuuttuja mittasi päätöksenteon epävarmuutta ja konflikti-summamuuttuja vaikeutta tasapainoilla omien ajatusten ja toisaalta merkittäviksi koettujen läheisten ajatusten välillä. Kaikkien opettajien ohjaustyön näkökulmasta parhaiten hyvää urapohdintatulosta, jatkokoulutukseen sitoutumista ja päätöksentekovarmuutta ennustivat oppilaan hyvät kokemukset yhteistoiminnasta, hänen myönteinen suhtautumisensa koulunkäyntiin ja opintosuoritukset. Myös itseohjautuvuus oli tilastollisesti merkitsevässä yhteydessä urapohdintaan. Itseohjautuvuus-summamuuttuja mittasi sitä, oliko oppilas kokenut, että ohjaukselle asetetut tavoitteet saavutettiin. Opettajien tulisi kiinnittää ohjauksessaan huomiota hiljaisiin ja vähän huomiota vaativiin oppilaisiin ja tukea kaikkien oppilaiden toimintakykyä. Opinto-ohjaajan taas tulisi panostaa oppilaan itsetuntemuksen kehittämiseen ja valmiuteen toimia suunnitelmallisesti. Toisen asteen nivelvaiheohjauksen painopiste tulisi siirtää päättöluokkaa varhaisemmaksi. Tutkimustulos ei tue ajatusta, että tehostettu oppilaanohjaus kohdennettaisiin opintomenestyksen mukaan, koska heikkoja urapohtijoita oli kaikissa keskiarvosanaluokissa. Opinto-ohjaajien tulisi panostaa tieto- ja viestintätekniikan hyödyntämiseen ja tehostaa koko koulun työelämäyhteistyötä.

Receção estética do texto e promoção da educação literária : trabalho colaborativo interdisciplinar

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Supervisão e Avaliação Escolar.

Construção da plataforma de e-Learning do Instituto Politécnico de Santarém

Relatório de estágio apresentado para obtenção do grau de mestre em Educação e Comunicação Multimédia.

Computational Foundations for Safe and Efficient Human-Robot Collaboration in Assembly Cells

Human and robots have complementary strengths in performing assembly operations. Humans are very good at perception tasks in unstructured environments. They are able to recognize and locate a part from a box of miscellaneous parts. They are also very good at complex manipulation in tight spaces. The sensory characteristics of the humans, motor abilities, knowledge and skills give the humans the ability to react to unexpected situations and resolve problems quickly. In contrast, robots are very good at pick and place operations and highly repeatable in placement tasks. Robots can perform tasks at high speeds and still maintain precision in their operations. Robots can also operate for long periods of times. Robots are also very good at applying high forces and torques. Typically, robots are used in mass production. Small batch and custom production operations predominantly use manual labor. The high labor cost is making it difficult for small and medium manufacturers to remain cost competitive in high wage markets. These manufactures are mainly involved in small batch and custom production. They need to find a way to reduce the labor cost in assembly operations. Purely robotic cells will not be able to provide them the necessary flexibility. Creating hybrid cells where humans and robots can collaborate in close physical proximities is a potential solution. The underlying idea behind such cells is to decompose assembly operations into tasks such that humans and robots can collaborate by performing sub-tasks that are suitable for them. Realizing hybrid cells that enable effective human and robot collaboration is challenging. This dissertation addresses the following three computational issues involved in developing and utilizing hybrid assembly cells: - We should be able to automatically generate plans to operate hybrid assembly cells to ensure efficient cell operation. This requires generating feasible assembly sequences and instructions for robots and human operators, respectively. Automated planning poses the following two challenges. First, generating operation plans for complex assemblies is challenging. The complexity can come due to the combinatorial explosion caused by the size of the assembly or the complex paths needed to perform the assembly. Second, generating feasible plans requires accounting for robot and human motion constraints. The first objective of the dissertation is to develop the underlying computational foundations for automatically generating plans for the operation of hybrid cells. It addresses both assembly complexity and motion constraints issues. - The collaboration between humans and robots in the assembly cell will only be practical if human safety can be ensured during the assembly tasks that require collaboration between humans and robots. The second objective of the dissertation is to evaluate different options for real-time monitoring of the state of human operator with respect to the robot and develop strategies for taking appropriate measures to ensure human safety when the planned move by the robot may compromise the safety of the human operator. In order to be competitive in the market, the developed solution will have to include considerations about cost without significantly compromising quality. - In the envisioned hybrid cell, we will be relying on human operators to bring the part into the cell. If the human operator makes an error in selecting the part or fails to place it correctly, the robot will be unable to correctly perform the task assigned to it. If the error goes undetected, it can lead to a defective product and inefficiencies in the cell operation. The reason for human error can be either confusion due to poor quality instructions or human operator not paying adequate attention to the instructions. In order to ensure smooth and error-free operation of the cell, we will need to monitor the state of the assembly operations in the cell. The third objective of the dissertation is to identify and track parts in the cell and automatically generate instructions for taking corrective actions if a human operator deviates from the selected plan. Potential corrective actions may involve re-planning if it is possible to continue assembly from the current state. Corrective actions may also involve issuing warning and generating instructions to undo the current task.