iuryxavier.github.io

Evento JEPEX (2017)

Comunicação via Pôster

Transparência Educativa

Autores: CRISTIANE DOMINGOS DE AQUINO ^1, IURY ADONES XAVIER DOS SANTOS ^1, MARCELO MENDONÇA TEIXEIRA ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

A cultura da transparência floresce no século XX, influenciada em sua gênese pelas ações públicas de diferentes países na Europa em prol de um Estado de Bem Estar Social (Wellfare State), afirma Teixeira (2012). Nesse sentido, em 2011, surge um movimento global de transparência, chamado de Governo Aberto, uma plataforma assente em quatro princípios: governo íntegro, participação social ativa, combate à corrupção e acesso dos cidadãos à tecnologia como suporte da transparência e da prestação de contas dos governos. É com base nesses princípios que foi desenvolvido um projeto de pesquisa que servisse como uma ferramenta adicional de fiscalização da sociedade brasileira para com os gastos públicos investidos em Educação, face às diferentes realidades existentes e impostos arrecadados pela União nos Estados. Aqui, chamamos a iniciativa de “Transparência Educativa”. Nesse sentido, a presente pesquisa qualitativa trata-se de um estudo empírico descritivo, norteada pela literatura de Coutinho (2015), em que desenvolvemos uma plataforma de transparência educativa para a sociedade brasileira, especialmente para instituições de ensino fundamental e ensino médio do Estado de Pernambuco. Ou seja, um ambiente Web e mobile desenvolvido no Android Studio voltado fiscalizar os gastos públicos em educação básica através do cruzamento de dados disponíveis do Portal da Transparência do Governo Federal e do IDEB, objetivo principal do estudo. Enquanto método, utilizamos o estudo de caso do portal da transparência enquanto ambiente virtual público que apresenta dados detalhados e diariamente atualizados sobre os atos praticados pelas unidades gestoras do Poder Executivo Federal no decorrer da execução das suas despesas. No software em voga estão disponíveis as informações quanto aos dados educacionais presentes em todas as Regiões do Brasil, sendo possível observar dados, cruzá-los e analisá- los quanto aos recursos disponibilizados pelo governo. Em conclusão, constatamos que se faz necessário o governo investir na definição de prioridades, em um cálculo correto dos gastos, na elaboração do orçamento geral para a Educação em cada Estado/Município, na prestação de contas transparente e na comprovação desse dispêndio. É deste modo que o aplicativo Transparência Educativa pode contribuir para gestão de tais recursos em prol de uma educação igualitária, democrática e de qualidade.

Palavras-chave: Portal da Transparência, Aplicativo, Gastos Públicos, Android Studio, Cidadão Digital

Evento JEPEX (2016)

Comunicação via Pôster

UTILIZANDO O MÉTODO DE PESQUISA-AÇÃO NA INTEGRAÇÃO DE EQUIPES PARA ENSINO-APRENDIZAGEM DE ELETRÔNICA E ROBÓTICA COM A PLATAFORMA ARDUÍNO

Autores: Xavier-Santos IA ^1, Cordeiro FR ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

Sabemos que as atividades em grupos em ambientes de ensino são essenciais na formação pessoal e são feitas por integrantes com formações diversas e diferentes formas de pensar. Portanto, é comum existir um grande divergência de conheci- mento nos grupos, o que dificulta as divisões de tarefas no processo de ensino. Este trabalho tem como objetivo analisar quais fatores influenciam no aprendizado de uma equipe, considerando aspectos cognitivos, motivadores, comunicativos e experimentais. Para isso, utilizamos a perspectiva da Pesquisa-Ação para avaliar o comportamento e aprendizado dos alunos. A pesquisa realizada foi feitas em quatro intervenções: duas em cursos de Introdução ao Arduíno, uma no curso de Iniciação à microcontroladores e suas aplicações, e outra no curso Introdução à Robótica com Arduíno, nos anos de 2015 e 2016, na UFRPE. Os pilares do conhecimento nas intervenções foram os de programação para a plataforma Arduíno, eletrônica e robótica. Como resultado, foi observado que alguns integrantes queriam fazer apenas as atividades propostas nos cursos e não queriam estar em equipe, não conseguindo entregar no prazo as atividades mais complexas que foram propostas, tais como a montagem de um carro robô seguidor de linha e construção de um semáforo de trânsito. Também tivemos formações de equipes que tinha integrantes bem ecléticos na equipe, existindo um integrante líder. Para estas equipes, os integrantes conseguiram entregar no prazo todas as atividades e os membros da mesmas tiveram conhecimento e discussões bem significativas. Nas equipes que não tiveram sucesso na entrega das atividades no prazo, observou-se que havia algum membro com um alto conhecimento em um das áreas, mas o mesmo não era compartilhado entre sua equipe. Concluímos que as equipes entre 4 a 5 membros que conseguiram entregar as atividades propostas no prazo foram as equipes que tinham um líder que designava as atividades e que se comunicavam em to- das as partes do processo em cada atividade, existindo diálogos de forma que eles interagissem ou interligassem cada integrante.

Palavras-chave: atividades em grupo, pesquisa-ação, Arduíno

Comunicação via Pôster

Uso de Vpython para visualização de movimentos: uma proposta para um curso de Mecânica Analítica

Autores: Figueiredo IMMA ^1, Xavier-Santos IA ^1, Marcedo-Junior AF ^1, Irmão JAMC ^1, Silva MJ ^1, Chalegre RM ^1, Silva SC ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

A disciplina Mecânica Clássica II – 06326 do curso de Licenciatura Plena em Física em Física trata em boa parte da chamada mecânica analítica, com formulações lagrangiana e hamiltoniana da mecânica. Tais formulações, que têm como ponto de partida o princípio de Hamilton da mínima ação, fornecem um tratamento elegante e sistemático de sistemas mecânicos em termos de coordenadas generalizadas convenientemente escolhidas. Apesar do poder e generalidade do método, as equações de movimento obtidas paras sistemas mais complicados não são triviais. Na maioria dos casos de interesse obtêm-se sistemas de equações diferenciais ordinárias não lineares de segunda ordem que, obviamente, não podem ser resolvidos analiticamente. A falta de tais soluções, pode ser uma fonte de dificuldade para a compreensão de certos fenômenos físicos envolvidos uma vez que o estudante não consegue conectar a matemática abstrata aos possíveis movimentos do sistema. Essa dificuldade pode ser minimizada com o uso de recursos computacionais em sala de aula. O uso do computador como ferramenta de ensino de física está cada vez mais comum e abrange várias possibilidades tais como simulação de sistemas físicos, construção de gráficos e animações, aquisição de dados em laboratório e uso de internet de alta velocidade em sala de aula. Neste projeto em particular, considerando que a disciplina é antecedida por introdução à computação e cálculo numérico, optamos por aproveitar a experiência dos alunos em computação para discutir a resolução numérica das equações de movimento usando a linguagem de programação Python (Open-Source) acompanhada de visualização da simulação do movimento do sistema físico através do uso da biblioteca Vpython. Na metodologia empregada, os alunos ficaram responsáveis por escrever um pequeno tutorial com comandos básicos do Python e, cada um deles, ficou responsável pela solução e animação de um problema do livro-texto. Com a visualização dos movimentos dos sistemas nas mais variadas condições iniciais, observou-se um melhor entendimento dos fenômenos físicos subjacentes. A experiência dos alunos com os problemas será relatada num manual que será usado pelas próximas turmas da disciplina.

Palavras-chave: Ensino de Física, Integração Numérica, Mecânica Analítica, Python

Comunicação via Pôster

Sistema de Automação Pecuária de Baixo Custo Usando Plataforma Arduíno

Autores: Lima-Santos J.L.P. ^1, Xavier-Santos I.A. ^1, Pessoa J.P.G. ^1, Muniz C. A. M. ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

No ambiente rural, estresse e maus tratos podem levar o gado à perda de peso e, consequentemente, à propensão de doenças, que podem vir a prejudicar o ser humano. Sabemos que para evitar isso, o animal precisa associar o espaço onde vive a algo agradável, com bons tratos, água, comida e acomodação adequada. No entanto, muitas vezes a água dos animais está sujeita às bactérias e o alimento pode se contaminar com a presença de organismos indesejáveis e impurezas. A necessidade de tratamento constante dos animais é alta,sendo inviável que um profissional consiga desenvolver tarefas de higiene, distribuição de alimentos e água, dedetização do ambiente de forma econômica e prática. O modelo desenvolvido no projeto visa aumentar os benefícios para o gado, melhorando o ambiente e, consequente, a qualidade do animal, auxiliando o trabalho dos criadores através de um sistema automatizado. Para isso usamos a tecnologia do Arduino no modelo Intel Galileo como central de controle e gerenciamento dos recursos de manutenção do curral. O sistema também visa o controle nutricional do animal, bem como a conservação do alimento em si, pois o sistema integrado irá operar a distribuição da água e evitará o contágio por bactérias na água e alimentos depositados. Para evitar o contágio por meio de moscas e mosquitos, foi integrado também um mecanismo de controle de pragas com substância biodegradável como a citronela. Além disso, o sistema reaproveita a água da chuva e limpezas do bebedouros com um sistemas de bombas e bombas-filtro a um baixo custo. A implementação do projeto foi realizada inicialmente em uma maquete, mas poderá ser aplicada e expandido para automação pecuária. Concluímos que o projeto terá um impacto na área da automação pecuária, reduzindo assim o número de doenças e danos causados aos bois, contribuindo para o melhor aproveitamento dos recursos naturais e sem causar impactos ambientais, além de apresentar uma solução com um baixo custo de implementação.

Palavras-chave: arduino, automação, sistemas embarcados

Comunicação via Pôster

PRÁTICA DE INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA UTILIZANDO A PLATAFORMA ARDUÍNO NA CONCEPÇÃO DE LABORATÓRIO LIVRE NO ENSINO SUPERIOR

Autores: Xavier-Santos IA ^1, Cordeiro FR ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

Percebe-se o estudo das ciências exatas no ensino superior mais voltado às aulas expositivas e com caráter dogmático. Além disso, os professores se encontram resistentes à exploração de métodos construtivistas, às elaborações de práticas experimentais e na construção de projetos extraclasse. Consequentemente, esse processo de ensino-aprendizagem, especialmente na área de ciência exatas, está oferecendo dificuldades aos estudantes nas interpretações dos fenômenos físicos de seu cotidiano e na projeção de atividades profissionais. Logo, os alunos estão com problemas em desenvolver um raciocínio abstrato para futuras aplicações. Pensando-se nessa problemática, a plataforma Arduíno, possuidora de um micro- controlador, é uma ferramenta que pode ser utilizada para elaboração de diversos experimentos e projetos com o intuito de buscar sanar as dificuldades dos graduandos, trabalhando o desenvolvimento reflexivo-crítico e um pensamento associativo. Para tal fato, criamos um grupo de estudo na investigação científica na concepção de laboratório livre e usamos a ferramenta Arduíno no decorrer dos projetos além da sala de aula. Essa ferramenta faz com que os alunos construam uma ligação entre o conhecimento teórico e o prático, além de motivá-los para o conhecimento científico. Com os resultados obtidos percebemos que as atividades desenvolvidas forneceram aos estudantes uma maior afinidade com os assuntos abordados nos projetos e houve uma maior absorção de conteúdos multidisciplinares, proporcionando uma maior conexão entre teoria e suas aplicações. Por fim, concluímos que o laboratório livre contribuiu para melhor aprendizado de conceitos na área de ciências exatas.

Palavras-chave: plataforma Arduíno, metacognitivo, conhecimento científico

Comunicação via Pôster

O uso das equações de Euler-Lagrange em conjunto com método de integração numérica Preditor-Corretor aplicado a um sistema físico de Pêndulo Esférico com Massa Variável.

Autores: Figueiredo IMMA ^1, Xavier-Santos IA ^1, Irmão JAMC ^1, Silva MJ ^1, Chalegre RM ^1, Silva SC ^1, Marcedo-Junior AF ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

Na física, o estudo de como um corpo varia sua posição em função do tempo,trás necessidade de definir equações de movimento para descrever sua trajetória, temos o sistema físico conhecido como pêndulo esférico, que normalmente na mecânica analítica, usa-se a massa do pêndulo constante, mas sabemos que em diversas aplicações, sua massa é variável. A partir desse contexto analisaremos como se comporta um pêndulo esférico de massa variável, descrevendo as equações de movimento, analisando-as quanto a conservação do momento, da energia e a possível formação das curvas Lissajous. Utilizando as ferramentas matemáticas desenvolvidas na mecânica Newtoniana, Lagrangiana e Hamiltoniana, propomos um estudo de como se movimentam corpos que variam sua massa ao longo do tempo, em específico, um pêndulo esférico de massa variável descrita por meio de função conveniente. Para fazer a descrição das equações de movimento, partiremos dos princípios de conservação de energia cinética e potencial, e em seguida, utilizando o método de Euler-Lagrange para fazer uma especificação detalhada de sua trajetória. Posteriormente, utilizaremos uma linguagem de progrmação python (Open-Source), para resolver as equações diferenciais numericamente. Fazendo o uso do método Preditor-Corretor, com visualização gráfica da simulação do seu movimento através da biblioteca Vpython, observando o comportamento deste objeto ao longo do tempo em diferentes condições iniciais e retratando graficamente a energia potencial e cinética com a biblioteca Matplotlib. Obtemos a equação analítica do movimento do pêndulo esférico com massa variável, bem como os respectivos gráficos das energias cinética e potencial, e as figuras formadas por sua trajetória. Conclui-se que, com o método Euler-Lagrange em conjunto com o método do Preditor-Corretor podemos descrever computacionalmente sistemas físicos de massa variável bem próximos da realidade.

Palavras-chave: Euler-Lagrange, Simulação Numérica, Vpython

Comunicação via Pôster

CONSTRUÇÃO DE UM ROBÔ BÍPEDE COM A UTILIZAÇÃO DA TECNOLOGIA ARDUÍNO E MATERIAIS DE BAIXO CUSTO

Oliveira JCG ^1, Lima-santos JLP ^1, Muniz CAM ^1, Pessoa JPG ^1, Xavier-santos IA ^1, Cordeiro FC ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

O uso da robótica como ferramenta de auxílio educacional tem crescido bastante nos últimos anos e tem obtido resultados significativos no aprendizado dos alunos. No entanto, o acesso a essa tecnologia, tais como o robô NAO e kits da Lego, são de alto custo e dificultam a utilização em ambientes de ensino por serem muito caros. Além disso, conhecer de forma mais aprofundada os sistemas mecânicos biológicos nos permite confeccionar próteses que promovem uma melhor adaptação do paciente ao membro protético, visto que podemos torná-los mais mecanicamente equivalentes aos membros originais. A tecnologia Arduíno permite o acesso ao estudo da robótica por ser uma plataforma de baixo custo. No entanto, não existe nenhuma plataforma de robô bípede que seja barata e acessível para o estudo e utilização em ambientes de ensino. No projeto desenvolvido foi realizada a construção de um protótipo de robô bípede, utilizando materiais acessíveis, como isopor, servo motores e dobradiças, permitindo assim o estudo da caminhada humana, analisados seus aspectos físicos e mecânicos. Como resultado, geramos um modelo que pode ser facilmente replicável e utilizado em ambientes de estudo de robótica, sendo mais acessível do que outras alternativas presentes no mercado.

Palavras-chave: Próteses, Bípede, Mecânicos Biologicos

Comunicação via Pôster

Análise Estatística de diferentes Topologias de um Modelo de Autômato Celular baseado no Sistema Predador-Presa

Autores: Xavier-Santos IA ^1, Cordeiro FR ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

No contexto atual, a computação vem sendo utilizada para criar modelos ecológicos e descrever o comportamento de diversas populações em sistemas discretos em espaço e tempo. Para realizar essa modelagem, é comum utilizar autômatos celulares baseados no sistema predador-presa, pois são capazes de descrever sistemas complexos baseados na interação entre populações. No estado da arte de autômatos celulares são utilizados os modelo vizinhança de Moore e Ising para descrever sistemas baseados em populações, mas não existe um consenso de qual modelo é melhor para diferentes topologias. O objetivo deste trabalho é estudar diversas topologias e diferentes formas de interações entre os vizinhos. Neste trabalho foram analisadas as topologias do tipo Toro, Anel, Fita e Superfície Quadrada, com redes periódicas e fixas. Além disso, usamos vizinhanças do tipo Ising, Moore e Linear. Para avaliar a melhor topologia, foram feitos estudos estatísticos baseado na distribuição de predadores e presas em um dado ambiente. Como resultados, observamos que a vizinhança de Moore é a única que apresenta distribuição normal para as topologias de Toro e Superfície Quadrada.

Palavras-chave: predador-presa, autômato celular, sistemas dinâmicos

Evento JEPEX (2015)

Comunicação via Pôster

APLICAÇÃO DA TEORIA DAS MATRIZES ALEATÓRIAS EM SISTEMAS BIOLÓGICOS

Autores: MARCOS GABRIEL PESSOA NUNES ^1, IURY ADONES DOS SANTOS XAVIER ^1, RAMÓN ENRIQUE RAMAYO GONZALEZ ^1, ANDERSON LUIS DA ROCHA BARBOSA ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

Em meados de 1950, em seus estudos sobre átomos pesados, Eugene Paul Wigner descobriu que a estatística das flutuações dos níveis de energia desses átomos, obtidos experimentalmente, coincidia com a estatística das flutuações na densidade de autovalores, obtidos a partir das diagonalizações das matrizes de termos aleatórios e de distribuição gaussiana. A partir dessa descoberta Wigner criou a Teoria de Matrizes Aleatórias (TMA), sendo esta utilizada em diferentes áreas da ciência: gravitação quântica, sistemas caóticos, ótica, mudanças climaticas, mercado financeiro e biologia. No presente projeto foi investigada a possibilidade da aplicação da TMA no estudo e classificação de sistemas biológicos. O sistema escolhido para o estudo foi a evolução da infecção do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) em seres humanos. Foi utilizando um ensemble de 3260 matrizes, obtidas a partir da simulação numérica da evolução temporal da concentração do vírus em seres humanos. Foi analisado se a estatística das flutuações na densidade de autovalores dessas matrizes obedecia o modelo descrito por Wigner e qual a relação entre a diferença entre os autovalores da matriz de correlação com a evolução temporal da doença. Utilizando o modelo de Brody, foram encontrados os níveis de correlação na evolução temporal do HIV e constatou-se a real possibilidade de estudos do sistema biológico escolhido utilizando a teoria das matrizes aleatórias.

Palavras-chaves: HIV, Modelo de Brody, Teoria das matrizes aleatórias

Comunicação via Oral

LABORATÓRIO LIVRE COM MICROCONTROLADORES: UMA ALTERNATIVA DE BAIXO CUSTO PARA PRÁTICAS EXPERIMENTAIS DE FÍSICA EM SALA DE AULA

RODRIGO CAITANO BARBOSA DA SILVA ^1, IURY ADONES XAVIER DOS SANTOS ^1, HÁRRISON LEÃO FERREIRA ^1, MÔNICA GALDINO DA SILVA ^1, LIDIANE DE SOUZA MONTEIRO ^1, JOÃO PAULO DA SILVA SANTOS ^1, MICHAEL LEE SUNDHEIMER ^1

1. UFRPE - Universidade Federal Rural de Pernambuco

Resumo:

Práticas laboratoriais que proporcionem a investigação de fenômenos físicos nem sempre são possíveis de serem realizadas nas escolas. Os tradicionais laboratórios de ensino de física são caros e, muitas das vezes, fora do alcance dos alunos. Quando é possível a utilização dos laboratórios, os alunos se deparam com instrumentos complexos, encapsulados, de modo que sua interação com o experimento é mínima, impossibilitando-o de conhecer o princípio de funcionamento de todos os componentes e sua finalidade no processo investigativo. Com o intuito de superar esse problema, fez-se necessária a criação de alternativas tecnológicas para o processo de aprendizagem no contexto escolar. Utilizou-se, portanto, o Laboratório Livre, a partir da construção de equipamentos experimentais baseados em software e hardware livres, com o intuito de usufruir de metodologias inovadoras para o ensino de física. O laboratório livre usado nessa investigação constitui-se de tal forma que possibilita levar recursos tecnológicos além de computadores e softwares até ambientes de ensino. Materiais como microcontroladores arduino, sensores, resistores, LED’s, protoboards, multímetros e aparatos de baixo custo para a estrutura do experimento, foram usados na prática experimental. O trabalho é fruto da análise de três oficinas intituladas “Oficinas de física com arduino”, trabalhando as temáticas: Movimento Uniforme, Queda Livre e Circuitos Elétricos, realizadas em três escolas estaduais, com participação de alunos do PIBID, PET e professores. Inicialmente, os alunos responderam questões do ENEM. Em seguida, formaram-se grupos para, por meio de problematização, construir um experimento com os objetivos traçados pelo material fornecido. Montaram o experimento, seguiram para a execução experimental, analisaram os dados construindo gráficos por meio do software GeoGebra e finalizaram respondendo as questões propostas incialmente. Foi possível estabelecer relações entre o cotidiano do aluno com a atividade e, principalmente, desenvolver um olhar físico para compreender o funcionamento dos componentes e a análise dos dados obtidos nos experimentos. Os resultados quantitativos ainda estão sendo analisados, porém foi evidente o engajamento dos alunos nas atividades.

Palavras-chaves: Instrumentação, Inclusão Digital, Arduino, Interdisciplinaridade