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Na Educação em Ciências, existe uma tendência em assumir que as qualidades de diferentes tecnologias são transferíveis para os contextos educacionais. Nesse sentido, a pesquisa busca compreender as relações entre os fundamentos e os usos das simulações e o Ensino de Física. O estudo foi embasado nas discussões teóricas da Filosofia da Tecnologia, nos trabalhos de diversos autores (MITCHAM, 1994; FEENBERG, 2010; 2015; 2017; PEIXOTO, 2012; 2015; FREITAS; SEGATTO, 2014; CUPANI, 2016), e especificamente na Teoria Crítica da Tecnologia de Feenberg (2010; 2015; 2017). A pesquisa, com caráter exploratório, foi baseada em uma Revisão Bibliográfica em periódicos nacionais sobre o uso das simulações computacionais na Pesquisa em Ensino de Física. Utilizando os estudos levantados, buscou-se relacionar as concepções destacadas pela Alfabetização Científica e Tecnológica (ACT) à fundamentação teórica e aos resultados obtidos pelos pesquisadores das análises. Partindo da leitura sistemática dos trabalhos, os textos foram selecionados de modo que fossem categorizados em dois corpus de análise. O primeiro documento foi construído a partir dos trechos relativos às referências teóricas que embasam os estudos, enquanto o segundo foi montado com os resultados e discussões apresentadas pelos autores. Nesse sentido, as simulações computacionais foram utilizadas a partir de uma perspectiva instrumental, onde as suas qualidades, associadas à modelagem matemática e ao desenho gráfico, são vistas como ferramentas para alcançar a Aprendizagem Significativa. Essa percepção também revela uma dimensão antropocêntrica das atividades mediadas por simulação computacional, sendo os alunos o elemento central na relação com a tecnologia. Na aproximação das simulações com as abordagens da AC e ACT, foi percebido a falta de caracterizações teóricas da tecnologia, percebida na concepção linear, em que primeiro é feito ciência, para depois se produzir tecnologia. Nesse sentido, a abordagem definida por Auler (2003), configura uma excelente abertura para tratar as tecnologias como temas. Desta maneira, as simulações computacionais podem ser trabalhadas na relação entre a escolha social e a especificação técnica. Essas duas qualidades são utilizadas para conceituar, o que Feenberg (2015), entende como o código técnico de uma tecnologia. In Science Education, there is a tendency to assume that the qualities of different technologies are transferable to educational contexts. In this sense, the research seeks to understand the relationships between the foundations and uses of simulations and Physics Teaching. The study based on theoretical discussions of the Philosophy of Technology, on the works of several authors (MITCHAM, 1994; FEENBERG, 2010; 2015; 2017; PEIXOTO, 2012; 2015; FREITAS; SEGATTO, 2014; CUPANI, 2016), and specifically on the Feenberg's Critical Theory of Technology (2010; 2015; 2017). The research, with an exploratory character, was based on a Bibliographic Review in national journals on the use of computer simulations in Research in Physics Teaching. Using the studies surveyed, we sought to relate the concepts highlighted by Scientific and Technological Literacy (ACT) to the theoretical foundation and the results obtained by the researchers of the analyses. Starting on the systematic reading of the works, the texts were selected so that they were categorized into two corpora of analysis. The first document was built from the excerpts related to the theoretical references that support the studies, while the second one assembled with the results and discussions presented by the authors. In this sense, computer simulations were used from an instrumental perspective, where their qualities, associated with mathematical modeling and graphic design, are seen as tools to achieve Meaningful Learning. This perception also reveals an anthropocentric dimension of activities mediated by computer simulation, with students being the central element in the relationship with technology. In the approximation of the simulations with the AC and ACT approaches, the lack of theoretical characterizations of the technology was noticed, perceived in the linear conception, first science is done, then technology is produced. In this sense, the approach defined by Auler (2003), configures an excellent opening to treat technologies as themes. This way, computer simulations worked in the relationship between social choice and technical specification. These two qualities are used to conceptualize what Feenberg (2015) understands as the technical code of technology.

This paper presents a review of the literature about computer simulations through the didactic strategy predict-observe-explain for teaching physics concepts from 1999 to 2021. The methodology of the work was built following the steps developed by Moreira (2004). They are: choosing the subject and setting the objectives; bibliographic survey; inspection reading; establishment and application of a reading guide; organization of relevant researches according to a logical criterion; critical evaluation and conclusion. The searches were carried out on the Science Direct, Web of Science, Scopus, Scielo and Eric platforms, using the following keywords: “predict observe explain” and “simulations”; “predicir observar explicar” y “simulaciones”; “predizer observar explicar” e “simulações”. After that, the abstracts were read, resulting in fifty-four works that satisfied two restrictions established simultaneously: the use of POE and the use of computer simulations. The analysis of these articles made it possible to identify recurrently cited journals. The identification of these journals allowed, in a second moment, to carry out a more specific search, conducted directly on the web pages of the journals. The search criteria for keywords and publication period were maintained and, thus, eighteen new articles were selected. Therefore, this step resulted in the selection of 72 articles. In the inspection reading stage, an organization of the reading order of the articles was carried out. In the stage of establishing and applying a reading script, among the 72 articles, those that did not meet the following criteria were excluded: 1) Studies that do not deal with the teaching of physics; 2) Studies that do not deal with computer simulations; 3) Studies that do not use the POE; 4) Systematic reviews and 5) Theoretical articles. In the end, 46 articles were excluded. Finally, 26 articles were evaluated according to three categories: research profile, theoretical framework and data collection and their results. The research presents two relevant results: 1) there is a tendency to intensify discussion and writing, with an increase in studies that explore the process of expression and articulation of the student and 2) there is an exhaustion of the conceptual change model and the search for new theoretical formulations in the scope of the development of the POE. At a time when efforts are being made to improve the teaching of physics and formulate projects and actions related to teacher training, review studies like this play an important role in the process. In this sense, teachers, professionals, and academics can use the results to enrich knowledge in the area, improve teaching strategies or even guide the construction of new research. Apresenta-se neste trabalho uma revisão da literatura de simulações computacionais através da estratégia didática predizer-observar-explicar para o ensino de conceitos da Física no período de 1999 até 2020. A metodologia do trabalho foi construída seguindo as etapas desenvolvidas por Moreira (2004). São elas: a escolha do assunto e estabelecimento dos objetivos; levantamento bibliográfico; leitura inspecional; estabelecimento e aplicação de roteiro de leitura; organização das pesquisas relevantes segundo um critério lógico; avaliação crítica e conclusão. As buscas foram realizadas nas plataformas Science Direct, Web of Science, Scopus, Scielo e Eric, através das seguintes palavras-chave: “predict observe explain” and “simulations”; “predicir observar explicar” y “simulaciones”; “predizer observar explicar” e “simulações”. Em seguida foi realizada uma leitura dos resumos, resultando em 54 trabalhos que satisfaziam duas restrições estabelecidas simultaneamente: uso do POE e uso de simulações. A análise destes artigos permitiu identificar periódicos citados de forma recorrente. A identificação desses periódicos proporcionou que, em um segundo momento, fosse realizada uma busca mais específica, conduzida diretamente nas páginas da WEB dos periódicos. Os critérios de busca de palavras-chave e período de publicação foram mantidos e, dessa forma, 18 novos artigos foram selecionados. Portanto, essa etapa resultou na seleção de 72 artigos. Na etapa de leitura inspecional, foi realizada uma organização da ordem de leitura dos artigos. Na etapa estabelecimento e aplicação de um roteiro de leitura foram excluídos, dentre os 72 artigos, aqueles que não atendiam os seguintes critérios: 1) estudos que não tratam do ensino de física; 2) estudos que não tratam de simulações computacionais; 3) estudos que não utilizam o POE; 4) revisões sistemáticas e 5) artigos teóricos. Ao final foram excluídos 46 artigos. Finalmente, 26 artigos foram avaliados de acordo com três categorias: perfil da pesquisa, referencial teórico e coleta de dados e seus resultados. A pesquisa apresenta dois resultados relevantes: 1) existe uma tendência de intensificar a discussão e a escrita, com um aumento de estudos que exploram o processo de expressão e articulação do aluno e 2) existe um esgotamento do modelo de mudança conceitual e a busca por novas formulações teóricas no âmbito do desenvolvimento do POE. Numa época em que se planeja juntar esforços para aprimorar o ensino de física e formular projetos e ações ligadas à formação de professores, estudos de revisão como esse desempenham importante papel para o processo. Nesse sentido professores, profissionais e acadêmicos podem utilizar os resultados para enriquecer conhecimentos na área, aprimorar estratégias de ensino ou mesmo nortear a construção de novas pesquisas.

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A pesquisa foi realizada com dezesseis estudantes de Física I, de diferentes Cursos de Engenharia, de uma Universidade do Sul do país, por meio de uma prática pedagógica, organizada em três intervenções didáticas, utilizando roteiros-guia. A pesquisa de cunho qualitativo, do tipo descritiva, usou, para a coleta de dados, questionários respondidos tanto de forma escrita como oralmente, sendo posteriormente transcritos, e por diários de campo. A análise dos dados ocorreu por meio da elaboração de categorias a priori, usando características de ATD e atendendo aos objetivos específicos desta Tese. Como resultado, destaca-se a importância de se trabalhar com roteiros-guia que contenham: a) questões metacognitivas; b) objetivo claro para cada atividade proposta; c) promoção do uso de diferentes recursos; d) situações-problema próximos da realidade e conhecimento do aluno; e) apresentação de questões específicas do tema que está sendo explorado. Quanto ao recurso utilizado, a escolha também é um processo metacognitivo, pois o sujeito precisa avaliar as vantagens de um procedimento em relação a outro para essa situação com base em seus conhecimentos. Assim, ele planeja, regula e avalia qual o melhor caminho para a resolução da situação-problema seja por meio de um experimento, simulação ou outro recurso. Com esta pesquisa, foi possível compreender a metacognição como aliada à promoção dos processos de ensino e de aprendizagem, por meio de evidências de indícios do pensamento metacognitivo dos alunos participantes desse processo. Percebeu-se que, para a evocação do pensamento metacognitivo, é essencial a promoção de espaços para que os estudantes se autoconheçam, reflitam e pensem sobre seus conhecimentos como forma de aprimorar seu aprendizado. Além disso, verificou-se que os elementos metacognitivos (pessoa, tarefa, estratégia, planificação, monitoração e avaliação) precisam atuar juntos, pois se influenciam mutuamente no sentido de auxiliar na ativação do pensamento metacognitivo. Levar o aluno a refletir ao longo do processo de aprendizagem, promovendo o pensamento metacognitivo, é ensiná-lo a ser estratégico, aumentar sua consciência sobre as operações e decisões diante de um desafio ou escolha a ser feita, sendo autônomo. Portanto, é significativa a função do professor de orientar e fomentar o pensamento metacognitivo dos estudantes, estimulando-os a aprender a pensar de forma autônoma e crítica, não só no âmbito da escola e universidade, mas em relação a atitudes e estratégias para a vida. Motivated for teaching and learning that prepares critical individuals, autonomous and active in society, the present study analyzed evidence of metacognitive thinking of Engineering students, in the discipline of Physics I, when challenged to solve problem situations in which they can make use of experimental or computer simulation material. The theoretical framework encompasses three pillars, studies on metacognition, origin of the term and applications in the classroom, experimental activities and computer simulations for teaching Physics. The research was carried out with sixteen Physics I students, from different Engineering Courses, from a University in the South of the country, through a pedagogical practice, organized in three didactic interventions, using guide scripts. The qualitative research, of the descriptive type, used, for data collection, questionnaires answered both in writing and orally, being later transcribed, and by field diaries. Data analysis occurred through the elaboration of categories a priori, using ATD characteristics and meeting the specific objectives of this Thesis. As results, the importance of working with guide scripts that contain: a) metacognitive issues; b) clear objective for each proposed activity; c) promoting the use of different resources; d) problem situations close to the student's reality and knowledge; e) presentation of specific questions on the topic being explored. As for the resource used, the choice is also a metacognitive process, as the subject needs to evaluate the advantages of one procedure in relation to another for this situation based on his knowledge. Thus, he plans, regulates and evaluates what is the best way to solve the problem situation, whether through an experiment, simulation or other resource. With this research, it was possible to understand metacognition as an ally to the promotion of teaching and learning processes, through of evidence of the metacognitive thinking of students participating in this process. It was noticed that, in order to evoke metacognitive thinking, it is essential to promote spaces for students to know themselves, reflect and think about their knowledge as a way to improve their learning. In addition, it was found that the metacognitive elements (person, task, strategy, planning, monitoring and evaluation) need to work together, as they influence each other in order to assist in the activation of metacognitive thinking. Taking the student to reflect along the learning process, promoting metacognitive thinking, is to teach him to be strategic, to increase his awareness of operations and decisions in the face of a challenge or choice to be made, being autonomous. Therefore, the teacher's role in guiding and fostering students' metacognitive thinking is significant, encouraging them to learn to think autonomously and critically, not only in the context of school and university, but in relation to attitudes and strategies for life. Motivado por una enseñanza y un aprendizaje que prepara individuos críticos, autónomos y activos en la sociedad, este estudio analizó indicios de pensamiento metacognitivo de estudiantes de Ingeniería, en la disciplina de Física I, cuando se les desafió a resolver situaciones problema en las que pueden utilizar material experimental o de simulación por computadora. El marco teórico engloba tres pilares, estudios sobre metacognición, origen del término y aplicaciones en el aula, las actividades experimentales y las simulaciones por computadora para la enseñanza de la Física. La investigación se realizó con dieciséis estudiantes de Física I, de diferentes Cursos de Ingeniería, de una Universidad del Sur del país, a través de una práctica pedagógica, organizada en tres intervenciones didácticas, utilizando guiones guía. La investigación de naturaleza cualitativa, de tipo descriptivo, utilizó, para la recolección de datos, cuestionarios contestados tanto por escrito como oralmente, siendo posteriormente transcritos, y diarios de campo. El análisis de los datos se produjo mediante la elaboración de categorías a priori, utilizando características de la ATD y cumpliendo los objetivos específicos de esta Tesis. Como resultado, se destaca la importancia de trabajar con guiones guía que contengan: a) cuestiones metacognitivas; b) objetivo claro para cada actividad propuesta; c) promoción del uso de diferentes recursos; d) situaciones problema cercanas a la realidad y al conocimiento del alumno; e) presentación de cuestiones específicas sobre el tema que se explora. En cuanto al recurso utilizado, la elección es también un proceso metacognitivo, ya que el sujeto necesita evaluar las ventajas de un procedimiento en relación a otro para esa situación en base a sus conocimientos. Así, él planifica, regula y evalúa cuál es la mejor forma para resolver la situación problema, ya sea por medio de un experimento, una simulación u otro recurso. Con esta investigación, fue posible entender la metacognición como un aliado para la promoción de los procesos de enseñanza y de aprendizaje, a través de evidencias de indicios del pensamiento metacognitivo de los alumnos participantes de este proceso. Se notó que, para evocar el pensamiento metacognitivo, es fundamental promover espacios para que los estudiantes se autoconozcan, reflexionen y piensen sobre sus conocimientos, como forma de perfeccionar su aprendizaje. Además, se verificó que los elementos metacognitivos (persona, tarea, estrategia, planificación, seguimiento y evaluación) deben trabajar juntos, ya que se influyen entre sí para ayudar en la activación del pensamiento metacognitivo. Llevar al alumno a reflexionar a lo largo del proceso de aprendizaje, impulsando el pensamiento metacognitivo, es enseñarle a ser estratégico, a aumentar su conciencia sobre las operaciones y decisiones ante un desafío o elección a realizar, siendo autónomo. Por lo tanto, es significativa la función del profesor de orientar y fomentar el pensamiento metacognitivo de los estudiantes, estimulándolos a aprender a pensar de forma autónoma y crítica, no solo en el contexto escolar y universitario, sino también en relación a actitudes y estrategias para la vida.

Resumo Neste trabalho é relatado o processo de elaboração e aplicação de um roteiro de atividades para professores do Ensino médio consistindo de estratégias para o ensino de tópicos de eletricidade utilizando laboratórios reais e virtuais. Quatro estratégias diferentes foram testadas com alunos do terceiro ano do ensino médio com o objetivo de identificar qual seria mais efetiva para ensinar circuitos elétricos e a Lei de Ohm. Cada estratégia foi caracterizada por uma sequência específica de abordagem, tais como aulas expositivas, simulações computacionais ou atividades experimentais, para discutir o tópico. Os resultados indicam que a abordagem experimental, seja virtual ou real, apresenta uma vantagem significativa sobre as aulas teóricas, reforçando a importância da utilização de atividades experimentais na sala de aula. Abstract We report on the elaboration and application of a guide of activities for High School teachers consisting of strategies to teach topics in electricity using real and virtual laboratories. We tested four different strategies with students in the final year of high school to figure out which would be more effective to teach about electric circuits and Ohm's law. Each strategy was characterized by a specific sequence of approaches, such as lectures, computer simulations or experiments, to present the subject. Our results indicate that the experimental approach, virtual or real, has a significant advantage over lectures, reinforcing the importance of using experimental activities in the classroom.

Não recebi financiamento The student learning obtained by memorizing the information transmitted by the teacher's narrative, for further reproduction in the assessment, shows that the classic way of teaching, leads to a mechanical and not significant learning. The proposal of this study is to report the development and application of a Potentially Meaningful Teaching Unit (PMTU) proposed by Moreira, based on the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. The proposal was drawn up using the PMTU steps in which, at first the survey of students' prior knowledge about the theme vectors was performed through the collective construction of a conceptual map and then the content of vectors was presented more generally through problem- situations. From that on, each vector operation was addressed more specifically, aiming the progressive differentiation and the integrative reconciliation. The students' performance was accomplished through their active participation and motivation in solving the problem-situations, in class debates, in the construction of maps, in simulations and video productions, that is with the use of The Information and Communication New Technologies of (ICNT). The concepts that were discussed and presented in accordance with the steps of PMTU: scalar greatness, vector greatness, trigonometric relationships in the triangle rectangle, vector addition by the polygon, the parallelogram and components methods, scalar product (real number) by one vector, scalar product and vector product of two vectors. The use of this sequence showed the evidence of occurrence of significant learning by the students and, therefore, many of the difficulties of high school students understanding have been overcome, since they are now familiar with the determination of some physical greatness, through operations with vectors presented in analytical geometry. A aprendizagem do aluno obtida somente através da memorização das informações transmitidas pela narrativa do professor, para posterior reprodução na avaliação, mostra que a maneira clássica de ensinar, leva a uma aprendizagem mecânica e não significativa. A proposta deste trabalho é relatar o desenvolvimento e a aplicação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) proposta por Moreira, baseada na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel. A mesma foi elaborada seguindo os passos da UEPS onde, num primeiro momento fez-se o levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos acerca do tema vetores através da construção de um mapa mental e, em seguida foi apresentado o conteúdo de vetores de forma mais geral, através de situações-problemas. A partir daí, cada operação com vetores foi abordada de maneira mais específica, visando à diferenciação progressiva e à reconciliação integradora. O desempenho dos alunos se deu pela participação ativa e motivação dos mesmos nas resoluções das situações-problemas, nos debates em sala, nas construções de mapas, nas simulações e na produção de vídeo, ou seja, no uso das Novas Tecnologias da Informação e Comunicação (NTIC). Os conceitos que foram abordados e apresentados de acordo com os passos da UEPS: grandeza escalar, grandeza vetorial, relações trigonométricas no triângulo retângulo, adição vetorial pelos métodos do polígono, do paralelogramo e das componentes, produto de escalar (número real) por um vetor, produto escalar e produto vetorial de dois vetores. A utilização dessa sequência apontou evidências da ocorrência de aprendizagem significativa por parte dos alunos e, com isso, muitas das dificuldades de compreensão dos alunos do Ensino Médio foram superadas, uma vez que agora estão familiarizados com a determinação de algumas grandezas físicas, através de operações com vetores, apresentadas na Geometria Analítica.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul This study aimed to investigate how innovative problem-solving learning activities (AD), based on computer simulations, contribute to the development of conceptual, procedural and attitudinal contents. Yet these AD, aimed to develop associated with numerical computing environment (ACN) skills. For this reason, we work with the development, implementation and evaluation of structured from the problem-solving strategy AD. This motion has occurred along class of freshmen undergraduate course in Meteorology, Federal University of Santa Maria (UFSM). Data collection involved the following data collection instruments: initial and final questionnaires, records obtained from the person meetings and even from the responses obtained in the solutions delivered by students of AD. The analysis of these data was done at the time of evaluation, and allowed us to conclude that these activities provide the development of conceptual, procedural and attitudinal contents concomitantly, and the development of skills associated with a mathematical software for general use. Finally, the assessment performed by the students indicated that these activities are more instructive and interesting than the strategy of problem resolutions pencil and paper. O presente trabalho procurou investigar como atividades didáticas (AD) inovadoras de resolução de problemas, baseadas em simulações computacionais, contribuem para o desenvolvimento de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais. Ainda estas AD objetivaram o desenvolvimento de competências associadas a um ambiente de computação numérica (ACN). Para isso, trabalhamos com a elaboração, implementação e avaliação das AD estruturadas a partir da estratégia de resolução de problemas. Este processo de implementação ocorreu junto à turma de ingressantes de um curso de graduação em Meteorologias da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). A obtenção dos dados envolveu os seguintes instrumentos de coleta: questionários inicial e final, registros obtidos a partir dos encontros presenciais realizados e ainda a partir das respostas obtidas nas soluções das AD entregues pelos estudantes. A análise destes dados deu-se no momento de avaliação, e possibilitou-nos concluir que estas atividades proporcionam o desenvolvimento dos conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais concomitantemente, e ainda o desenvolvimento de competências associadas a um software matemático de uso geral. Por fim, a avaliação realizada pelos estudantes indicou que estas atividades são mais instrutivas e interessantes do que a estratégia de resoluções de problema de lápis e papel.

Neste trabalho propomos a utilização de simulações computacionais de experimentos históricos no ensino de física como estratégia de resgate e articulação das dimensões histórica e empírica da física na sala de aula. Como exemplo, apresentamos uma classe de simulação computacional didática, caracterizada aqui como Simulação Didática Interativa (SDI), utilizando o software Modellus para apresentar a experiência do plano inclinado proposta por Galileu Galilei(1564-1642) em sua obra Discursos e Demonstrações Matemáticas em Torno de Duas Novas Ciências (1638), onde a lei da queda dos corpos é investigada. In this paper we propose the use of computer simulations of historical experiments in physics education as a strategy to recover and articulate the historical and empirical dimensions of scientific knowledge in the classroom. Particularly, we present a Didactic Interactive Simulation (DIS) using the software Modellus to rescue the experiment of the inclined plane described by Galileo Galilei in his work Discourse and Mathematical Demonstrations Concerning Two New Sciences (1638), in which he investigates the law of falling bodies.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-06-01T16:43:16Z No. of bitstreams: 1 Cintia Maria Lopes Ferreira.pdf: 3870360 bytes, checksum: a5104bc0f1bab8950ee0485a7c45c453 (MD5) Made available in DSpace on 2016-06-01T16:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cintia Maria Lopes Ferreira.pdf: 3870360 bytes, checksum: a5104bc0f1bab8950ee0485a7c45c453 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The destruction of habitats is one of the most important factors leading to species extinction and loss of diversity, which is one of the most studied issues in biological and conservation in recent years. Since the human intervention on ecosystems is growing, resulting in fragmentation and loss of habitats, it is important to analyze the effects of these changes in spatial configuration have on ecological processes. In this work we aimed to study the dynamics of a model in which a predator and prey interact in a homogeneous environment with spatial structure when a proportion of the system is destroyed. We conducted this analysis using techniques from computer simulations as well as analytical tools. We obtained three different regimes depending on the values of model parameters in which there is coexistence of prey and predator, extinction of the predator with survival of prey and the extinction of prey leading to the extinction of the predator. We also studied the effects of destruction of a proportion of habitat on the system, and compared the results with those obtained for the case without fragmentation. We observed that increasing the number of destroyed sites leads to a reduction of the population of predators. We also observed that for a destruction of more than 15% of the sites, the regime of extinction of two species is no longer observed. A destruição de habitats é um dos fatores mais relevantes que levam à extinção das espécies e perda da diversidade biológica e que é um dos assuntos de conservação mais estudados e debatidos nos últimos anos. Uma vez que a taxa de modificações humanas sobre os ecossistemas vem crescendo, resultando na fragmentação e perda de habitat, é importante analisar os efeitos que essas mudanças na configuração espacial têm nos processos ecológicos. Nesse trabalho tivemos como objetivo estudar a dinâmica de um modelo em que um predador e sua presa interagem em um ambiente homogêneo com estrutura espacial quando uma proporção do sistema é destruído. Realizamos essa análise através de técnicas de simulações computacionais e também ferramentas analíticas. Obtivemos três regimes diferentes dependentes dos valores dos parâmetros do modelo: coexistência de presa e predador, extinção do predador com sobrevivência da presa e extinção da presa levando a extinção do predador. Estudamos também os efeitos da destruição de uma proporção do habitat sobre o sistema, e comparamos os resultados com aqueles obtidos para o caso sem fragmentação. Observamos que o aumento na proporção de sítios destruídos leva a uma diminuição da população de predadores. Também observamos que para uma destruição de mais que 15% dos sítios, o regime de extinção das duas espécies não é mais observado.

Orientador: João Frederico da Costa Azevedo Meyer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Resumo: Neste trabalho, construímos um modelo matemático para avaliar as conjecturas existentes acerca do impacto que tem o material inorgânico particulado (sedimento) nas populações bentônicas predominantes na Enseada Potter. Na construção do modelo são utilizadas informações do fenômeno, proporcionadas pelas pesquisas permanentes na região de estudo. Como resultado, logramos comprovar mediante simulações numéricas, o efeito que produz o sedimento na distribuição e abundância das espécies do substrato marinho, constatando neste ecossistema particular as consequências do aquecimento global nessa parte da região antártica. A modelagem é feita com um sistema de equações diferenciais parciais não- lineares sobre um domínio bidimensional irregular (descritiva da região original), o qual é discretizado nas variáveis espaciais por elementos finitos de primeira ordem e na variável temporal pelo Método de Crank-Nicolson. A resolução do sistema não-linear resultante é aproximada através de um método preditor-corretor cuja solução aproximada é visualizada e valorada qualitativamente usando gráficos evolutivos obtidos por simulações em ambiente MATLAB Abstract: In this work, we built a mathematical model to evaluate existing conjectures about the impact that inorganic particulate material (sediment) has upon predominating benthic populations in Potter Cove. For the mathematical model, phenomena information was that provided by permanent researches in the study area. As a result, by means of numerical simulations, we were able to confirm the effect of sediment over distribution and abundance for species of marine substrate, verifying in this particular ecosystem, the effects of global warming in this specific Antarctic region. Modeling is done with a system of nonlinear partial differential equations over an irregular two-dimensional domain (descriptive of the original region), which is discretized in the spatial variables by first order finite elements and in the time variable by Crank-Nicolson. The resolution of the resulting nonlinear system is approximated by a predictor-corrector method and the solution is displayed and qualitatively valorized using evolutive graphics, obtain in a MATLAB environment Doutorado Matemática Aplicada Doutor em Matemática Aplicada

No presente artigo temos como objetivo a apresentação de um referencial de trabalho que possa contribuir para promover e auxiliar a aprendizagem de Física através de modelos computacionais. Nossa proposta está baseada no uso de uma ferramenta para o delineamento de atividades computacionais potencialmente significativas, o diagrama AVM (Adaptação do V de Gowin para a Modelagem). Nossa ideia é fornecer um ponto de partida para a construção e implementação de abordagens didáticas alicerçadas em uma concepção epistemológica coerente sobre o processo de modelagem científica, que permitam aumentar a eficácia dos modelos computacionais na aprendizagem de Física. The purpose of the present paper is to present a theoretical framework to promote and assist meaningful physics learning through computational models. Our proposal is based on the use of a tool, the AVM diagram, to design educational activities involving modeling and computer simulations. The idea is to provide a starting point for the construction and implementation of didactical approaches grounded in a coherent epistemological view about scientific modeling.

In regions with hot and humid tropical climate, as Maceió-AL, the use of daylight, natural ventilation and shading should be thought from the initial stages of the project. To enhance shading, architectural elements as brises-soleil, perforated blocks and balconies are essential to buildings. In the case of balconies, today we see the use of random on environmental issues. As a consequence, and solution for the discomfort caused by the absence of appropriate elements of weather, the use of artificial means to ensure the thermal and visual comfort is intensified contributing to wasted energy. Given this context, this study aims evaluat the use of balconies in vertical multifamily residential apartments buildings located in Ponta Verde, Maceió-AL, as shading and daylighting. To achieve this, the methodology was a comparative analysis of recurring types of balconies on the shading and daylight devices, through the techniques of data collection, generation of shadow masks and simulations in the program Sketchup and Tropilux. The analysis of results provided an understanding of the behavior of shading and daylighting in the typologies examined and also the comparison between the simulation results of heatstroke and the results of simulation of daylighting. Since opting for a better strategy of shading, using the balconies, it is not always achieved a good result in the performance of daylight indoors. Finally, the use of balconies in residential buildings of Maceió, that can be worked to achieve better results in environmental comfort and to enrich the formal aspect of the buildings, should be considered at an early stage of the architectural design Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas Nas regiões de clima tropical quente e úmido, como é o caso de Maceió-AL, o aproveitamento das fontes de iluminação e ventilação naturais e o uso do sombreamento devem ser pensados desde as etapas iniciais do projeto. Para favorecer o sombreamento, elementos como brises, cobogós e varandas são indispensáveis às edificações. No caso das varandas, atualmente, percebe-se a sua utilização de forma aleatória quanto às questões ambientais. Como consequência disso e para sanar o desconforto gerado pela ausência de elementos adequados ao clima, intensifica-se o uso de meios artificiais para garantir o conforto nos ambientes, contribuindo para o desperdício de energia. Diante desse contexto, esse trabalho tem como objetivo geral avaliar o uso de varandas em apartamentos de edifícios residenciais verticais multifamiliares localizados no bairro de Ponta Verde, em Maceió-AL, quanto ao sombreamento e à iluminação natural. Para alcançá-lo, a metodologia utilizada consistiu de uma análise comparativa entre tipologias recorrentes de varandas, quanto ao sombreamento e a iluminação natural, através das técnicas de levantamento de dados, geração de máscaras de sombra e simulações nos programas computacionais Sketchup e Troplux. As análises dos resultados possibilitaram a compreensão do comportamento do sombreamento e da iluminação natural nas tipologias examinadas e ainda a análise comparativa entre os resultados das simulações de insolação e da iluminação natural. Constatou-se que, uma vez optando por uma melhor estratégia de sombreamento, utilizando as varandas, nem sempre será obtido um bom resultado no desempenho luminoso dos ambientes internos. Enfim, o uso de varanda nos edifícios residenciais de Maceió pode ser trabalhado para alcançar melhores resultados no conforto ambiental e para enriquecer o aspecto formal dos edifícios, devendo ser pensado desde a fase inicial do projeto arquitetônico

O objetivo deste trabalho foi analisar o processo de ensinoaprendizagem de Física através de uma abordagem que envolveu o uso de simulações computacionais sobre a Lei de Gauss para a Eletricidade e sobre a Lei de Ampère e de um método colaborativo presencial como dinâmica de base para o estabelecimento de relações interpessoais entre o professor e a turma, e os alunos entre si. A fundamentação teórica adotada esteve baseada na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa e na teoria de Vygotsky sobre interação social. Os resultados sugerem que as atividades de simulação computacionais são potencialmente facilitadoras de aprendizagem significativa em Física, principalmente no que tange as possibilidades de visualização de elementos que contribuem para a reificação de conceitos abstratos. Sugerem, também, que a atividades colaborativas presenciais contribuem positivamente para esse tipo de aprendizagem ao centrar o processo de ensino no aluno. The purpose of this research was to analyze the educational process in physics using didactical approaches involving computer simulations activities about Gauss’ law of electricity and Ampère’s law in a collaborative learning environment. The theoretical framework adopted was Ausubel’s meaningful learning theory and Vygotsky’s social interaction approach. Research findings as a whole suggest that computer simulations activities are potentially helpful in facilitating meaningful learning of physics topics, mainly in respect of the visualization possibilities of abstract concepts. They also suggest that the collaborative learning tasks have an important contribution towards this kind of learning, centering the teaching process on student.