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- Criação e aplicação de recursos educativos digitais com o Universal Design for Learning na promoção da inclusãoPublication . Alves, Maria Manuela da Silva Claro de Andrade; Ribeiro, Jaime Emanuel Moreira; Simões, Maria de Fátima de JesusCom esta investigação, enfatizámos o contributo do Universal Design for Learning, cujos princípios orientadores compreendidos pelos avanços da neurociência possibilitaram tornar o currículo mais inclusivo e acessível para todos os alunos, articulando uma variedade de estratégias facilitadoras do processo de ensino e aprendizagem, onde se incluem os Recursos Educativos Digitais construídos através da ferramenta de autoria CAST UDL Book Builder. O principal objetivo consistiu em perceber como é que as Tecnologias de Informação e Comunicação podem contribuir para uma abordagem inclusiva do currículo com recurso ao Universal Design for Learning, para todos os alunos, com e sem Necessidades Educativas Especiais. Este estudo inscreveu-se num quadro metodológico de abordagem híbrida de tipo descritivoexploratória, suportada num plano de métodos mistos, onde relevou a triangulação de metodologias, técnicas e abordagens, na forma de Investigação-Ação. A recolha de dados foi implementada por meio de questionários, análise documental e observação participante, registos diversos e documentos produzidos coletados em diferentes períodos, bem como através de um vasto conjunto de dados oriundos da atividade prática e reflexiva dos formandos no decorrer da oficina de formação e pós formação, plasmado num diário de bordo. A avaliação da ação de formação pelos formandos assumiu-se como instrumento privilegiado, socorrida da análise descritiva dos dados provenientes do questionário de avaliação e da análise de conteúdo das reflexões dos formandos. Foram também determinantes os resultados obtidos desde o prévio levantamento de necessidades de formação (inquérito por questionário) ao questionário pós formação (Follow-up), ministrado um ano após o términus da formação. Nas conclusões destaca-se o impacto dos dados alcançados para encontrar e desenvolver respostas pedagógicas motivadoras e inovadoras, literácitas, em contexto de sala de aula, reiterando-se a importância da utilização de Recursos Educativos Digitais com o Universal Design for Learning, nomeadamente do CAST UDL Book Builder, como ferramenta promotora da inclusão e da literacia digital para todos os alunos, com e sem Necessidades Educativas Especiais. Os Recursos Educativos Digitais, particularmente os e-books construídos, surtiram um efeito extremamente positivo na aprendizagem, na motivação, na participação, na comunicação e colaboração entre pares, na planificação, na avaliação, na dinamização das aulas (metodologias/métodos), em termos de reflexão crítica dos profissionais, na atualização, no aperfeiçoamento profissional e na mudança de práticas. Emergiram outros pressupostos essenciais para a promoção da inclusão, nomeadamente de que estes recursos educativos tornaram a prática letiva estimulante, permitiram aperfeiçoar procedimentos de inclusão, facilitando a inclusão dos alunos na turma e na escola e cativaram os alunos para os conteúdos a abordar, o que eleva a importância das redes neuronais no processo de ensino e aprendizagem. Estes (novos) percursos inclusivos edificados apontam trilhos para a diversificação e complementaridade de métodos e estratégias de ensino na conceção de dinâmicas motivadoras, inovadoras e literácitas em contexto de sala de aula; para a construção de ambientes de aprendizagem enriquecidos com a tecnologia; para o crescimento profissional continuado apoiado em competências digitais em ação, com impacto muito positivo na prática educativa e consequentes implicações profissionais.
- Security Threats and Possible Countermeasures in Applications Covering Different Industry DomainsPublication . Samaila, Musa Gwani; Sequeiros, João B. F.; Freire, Mario; Inácio, Pedro R. M.The world is witnessing the emerging role of Internet of Things (IoT) as a technology that is transforming different industries, global community and its economy. Currently, a plethora of interconnected smart devices have been deployed for diverse pervasive applications and services, and billions more are expected to be connected to the Internet in the near future. The potential benefits of IoT include improved quality of life, convenience, enhanced energy efficiency, and more productivity. Alongside these potential benefits, however, come increased security risks and potential for abuse. Arguably, this is partly because many IoT start-ups and electronics hobbyists lack security expertise, and some established companies do not make security a priority in their designs, and hence they produce IoT devices that are often ill-equipped in terms of security. In this paper, we discuss different IoT application areas, and identify security threats in IoT architecture. We consider security requirements and present typical security threats for each of the application domains. Finally, we present several possible security countermeasures, and introduce the IoT Hardware Platform Security Advisor (IoT-HarPSecA) framework, which is still under development. IoT-HarPSecA is aimed at facilitating the design and prototyping of secure IoT devices.
- Maximum Power Point Tracking for a Point Absorber Device with a Tubular Linear Switched Reluctance GeneratorPublication . Mendes, Rui; Calado, M. do Rosário; Mariano, S.This paper addresses the control of a Tubular Linear Switched Reluctance Generator (TLSRG) with application in a point absorber device. A maximum power point tracking (MPPT) strategy is proposed to maximize the power extraction from ocean waves. The generator is characterized by average maximum force of 120 kN and a maximum velocity of 1.3 m/s. The proposed MPPT is achieved by changing the generator damping load according to the excitation force induced by a regular wave. A hysteresis controller is applied to regulate the phase current intensity which allows the control of the linear force provided by the generator. The conversion system direct current (DC) bus voltage is adjusted by an isolated DC/DC converter with a proportional integral controller to define the appropriate duty-cycle.
- Construindo os conceitos de Continuidade e de LimitePublication . Santos, Ana Isabel Valongo dos; Saraiva, Manuel Joaquim Félix da SilvaA Matemática é unanimemente reconhecida como uma das mais importantes ciências de base, atendendo à sua aplicação de forma transversal em quase todas as outras áreas do conhecimento. Por seu turno, a Didática é uma área do conhecimento científico que se desenvolveu na última metade do século XX, com o objetivo de estudar as diferentes etapas do processo de construção de conhecimento. Assim, a investigação em Didática da Matemática emerge como de capital relevo, especialmente a que está direcionada para as diversas etapas da construção de conceitos matemáticos. Conceitos mal compreendidos levam a que, mais tarde, os seus utilizadores revelem dificuldades de adaptação a novos conceitos e realidades, muitas vezes noutras ciências que utilizam a Matemática como pedra basilar. No caso concreto deste estudo, procurámos compreender como é que os alunos do primeiro ano de uma licenciatura com uma unidade curricular de Métodos Quantitativos no plano de curso constroem os conceitos de continuidade e de limite. Assim, pretendemos responder às seguintes questões de investigação: que ações epistémicas são possíveis identificar no decurso do processo de abstração dos alunos durante a construção dos conceitos de continuidade e de limite; e como se sequenciam e relacionam essas ações epistémicas? Com esse objetivo, começámos por trabalhar em aula a noção de continuidade e só posteriormente a de limite. Esta é uma sequência de ensino pouco habitual mas justificável, quer historicamente, quer atendendo a que não existe uma estrutura hierárquica entre estes conceitos. Mais ainda, os alunos revelam habitualmente mais dificuldade em compreender a noção de limite, pelo que definir continuidade à custa de limite representa um problema acrescido. Note-se que a investigadora não era a professora da turma, tendo assumido um papel de observadora ativa. Adotámos a teoria AiC (Hershkowitz, Schwarz e Dreyfus, 2001) e o consequente modelo teórico e metodológico RBC+Co (Recognizing – Ação-R; Building-with – Ação-B; Constructing – Ação-C; Consolidation – Consolidação). As ações epistémicas, ao serem ações do pensamento, tornam- -se visíveis através de ações externas produzidas pelos alunos permitindo, assim, estudar o desenvolvimento do processo de abstração e a construção do novo conhecimento matemático. Neste estudo considerámos subcategorias das ações epistémicas, de acordo quer com o que se entende ser cada ação epistémica, quer com o contexto, nomeadamente o matemático. Com as subcategorias pretendemos facilitar a identificação dessas ações epistémicas. Usámos uma metodologia de investigação qualitativa, inserida no paradigma interpretativo. A recolha dos dados foi efetuada no ano letivo de 2014/2015. Ao nível da implementação do estudo, este foi realizado ao longo das aulas. Os alunos procuraram responder a questões de dificuldade crescente sobre estas temáticas, sendo o seu progresso registado, quer através da recolha de produções escritas em papel, quer através do registo áudio e vídeo das aulas. Na análise dos dados recorremos ao software ATLAS.ti. As conclusões apresentadas indicam que a Ação-R e a Ação-B se encontram interligadas durante o processo de abstração dos alunos, onde a Interpretação do enunciado em conjunto com as Estruturas adquiridas por ela despoletadas fazem parte integrante das Estratégias formuladas, bem como da Aplicação de construções prévias. A combinação de todas estas subcategorias identificadas, quer na Ação-R, quer na Ação-B, é essencial na construção dos conceitos de continuidade e de limite posteriormente alcançados pelos alunos. Concluímos ainda que a Ação- -C se manifestou após o desenvolvimento simultâneo da Ação-R e da Ação-B, estando essa situação relacionada com a Interpretação dos enunciados e com as Estruturas adquiridas anteriormente, as quais permitiram que os alunos fossem formulando Estratégias e Aplicando construções prévias de modo a obterem Soluções intermédias. A Consolidação só se manifestou em algumas situações, mormente quando os alunos reconheceram similaridades entre a questão que se propunham trabalhar e questões previamente resolvidas, e quando consideraram que construções anteriores lhes poderiam ser úteis para alcançar a nova construção. A noção de Vizinhança assumiu-se como um bom contexto para a aprendizagem dos conceitos de continuidade e de limite. Foi um poderoso fio condutor da continuidade para os limites, facilitando claramente a construção dos conceitos lecionados. A alteração da sequência de ensino apresentou-se como prometedora. Finalmente, foram elencadas algumas recomendações, das quais destacamos a necessidade de estudar o papel do professor com o intuito de promover nos alunos a construção de novos conhecimentos matemáticos e o reflexo desta abordagem de construção dos conceitos de continuidade e de limite na construção posterior das noções de derivada e de integral.
- Use of Cellulosic Fibres in Double Layer Porous AsphaltPublication . Afonso, Márcia Isabel Lopes; Almeida, Marisa S. Dinis; Fael, Cristina Maria SenaClimate change, namely precipitation patterns alteration, has led to extreme conditions such as floods and droughts. In turn, excessive construction has led to the waterproofing of the soil, increasing the surface runoff and decreasing the groundwater recharge capacity. The permeable pavements used in areas with low traffic lead to a decrease in the probability of floods peaks occurrence and the sediments reduction and pollutants transport, ensuring rainwater quality improvement. This study aims to evaluate the porous asphalt performance, developed in the laboratory, with addition of cellulosic fibres. One of the main objectives of cellulosic fibres use is to stop binder drainage, preventing its loss during storage and transport. Comparing to the conventional porous asphalt the cellulosic fibres addition improved the porous asphalt performance. The cellulosic fibres allowed the bitumen content increase, enabling retention and better aggregates coating and, consequently, a greater mixture durability. With this solution, it is intended to develop better practices of resilience and adaptation to the extreme climate changes and respond to the sustainability current demands, through the eco-friendly materials use. The mix design was performed for different size aggregates (with fine aggregates – PA1 and with coarse aggregates – PA2). The percentage influence of the fibres to be used was studied. It was observed that overall, the binder drainage decreases as the cellulose fibres percentage increases. It was found that the PA2 mixture obtained most binder drainage relative to PA1 mixture, irrespective of the fibres percentage used. Subsequently, the performance was evaluated through laboratory tests of indirect tensile stiffness modulus, water sensitivity, permeability and permanent deformation. The stiffness modulus for the two mixtures groups (with and without cellulosic fibres) presented very similar values between them. For the water sensitivity test it was observed that porous asphalt containing more fine aggregates are more susceptible to the water presence than mixtures with coarse aggregates. The porous asphalt with coarse aggregates have more air voids which allow water to pass easily leading to ITSR higher values. In the permeability test was observed that asphalt porous without cellulosic fibres presented had lower permeability than asphalt porous with cellulosic fibres. The resistance to permanent deformation results indicates better behaviour of porous asphalt with cellulosic fibres, verifying a bigger rut depth in porous asphalt without cellulosic fibres. In this study, it was observed that porous asphalt with bitumen higher percentages improve the performance to permanent deformation. This fact was only possible due to the bitumen retention by the cellulosic fibres.
- Biofunctionalization of electrospun poly(caprolactone) fibers with Maillard reaction products for wound dressing applicationsPublication . Simões, Déborah; Miguel, Sónia P.; Correia, I.J.Bacterial colonization of open skin wounds can interfere with the healing process, contributing to an increase in the severity of the wound. To overcome such drawback, wound dressings with an improved bactericidal activity have been developed or are currently under development. Herein, poly(caprolactone) (PCL) nanofibrous membranes functionalized with biosynthesized Maillard reaction products (MRPs) were produced using an electrospinning apparatus and their properties (chemical, morphological, mechanical and biological) analyzed in order to evaluate their suitability for being used as wound dressings. The functionalization of PCL nanofibers with MRPs allowed the production of membranes with the mechanical, wettability and porosity features required for wound exudate absorption as well as nutrients and gas exchange. Furthermore, MRPs-modified PCL membranes were also able to inhibit Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa growth, without inducing any cytotoxic effect to human fibroblasts. These findings support the potential use of the produced membranes in the healing process.
- Influence of clogging on the hydrologic performance of a double layer porous asphaltPublication . Afonso, Márcia Isabel Lopes; Fael, Cristina Maria Sena; Almeida, Marisa S. DinisNowadays, the increasing urbanisation and the effect of climate change in cities has been a constant concern. In particular, the floods cause a significant increase in surface runoff, mostly on roads and parking areas. As an alternative to asphalt pavements, usually used in these areas, permeable pavements have been developed with Porous Asphalt (PA). These pavements allow the infiltration of water from the surface to the ground due to the high void content of the PA, thus reducing the surface runoff and increasing recharge of groundwater. Over the years, the infiltration capacity of the mixtures decreases with the clogging by sediments from the vehicles themselves and/or from the local environment. In order to mitigate this effect, a Double Layer Porous Asphalt (DLPA) was developed. This research intends to deepen the knowledge about the influence of the clogging of a DLPA, with respect to the infiltration capacity, since it is an essential theme in the pavements lifespan and that needs to be developed. This study considered different evaluation phases of the infiltration capacity with two clogging cycles (500 and 1000 g/m2). The materials used were: sand, region soil, and rubber waste. The infiltration capacity test was performed in different phases after a rainfall event of 100 mm/h with a rainfall simulator developed for this purpose. Furthermore, the permeability test with the falling head permeameter was carried out in parallel, obtaining outflow times for each clogging phase and subsequent maintenance phase. The research concluded that DLPA has a high infiltration capacity after the first clogging cycle in both performed tests. In the second clogging cycle, the results show that the infiltration decreased due to the partial filling of the pores, mainly, for the rubber-filled DLPA. The type of clogging material influences the infiltration capacity, nevertheless partially recovered after simple maintenance was performed.
- ASHES - Advecção e difusão de sedimentos provenientes de incêndios florestais transportados em suspensão em cursos de água com margens rugosasPublication . Fael, Cristina Maria Sena; Ferreira, Rui Miguel Lage; Ricardo, Ana Margarida da Costa; Keizer, Jan Jacob; Abrantes, Nelson José CabaçosPara além das perdas de biodiversidade e recursos florestais, os incêndios são responsáveis pelo acréscimo de cinzas e material sólido transportados pelas encostas até aos cursos de água, contribuindo para a contaminação dos ecossistemas aquáticos. Para alcançar um bom estado ecológico das massas de água, exigido pela Diretiva Quadro da Água, é fundamental avaliar e controlar a quantidade de sedimentos nos sistemas fluviais. A presença de vegetação, além de contribuir para manter a biodiversidade, promove a sedimentação do material sólido transportado pelo escoamento. A gestão da vegetação nas zonas ribeirinhas pode ser uma solução para a mitigação de impactes associados à poluição causada pelos incêndios florestais. Assim, o estudo do transporte de material sólido suspenso em escoamentos em canais com vegetação é relevante para a gestão de bacias hidrográfica e conservação da biodiversidade. Estes são os motivos pelos quais se pretende: i) estudar os processos de advecção e difusão de sedimentos em suspensão (SS) em zonas com vegetação; ii) desenvolver um modelo numérico inovador capaz de modelar processos hidrodinâmicos e de qualidade da água em rios; iii) recomendar medidas de mitigação para a poluição aquática originada por incêndios florestais, contribuindo para a necessidade societal de preservar os recursos hídricos. Estes objetivos serão atingido através de uma abordagem multidisciplinar articulando trabalho de campo, laboratorial e numérico. As condições dos testes laboratoriais serão definidas pelos resultados do trabalho de campo, que prevê a monitorização da erosão na zona de transição entre uma encosta recentemente afetada por um incêndio e um curso de água. A ferramenta de modelação será desenvolvida e validada com dados experimentais, à escala da haste e do troço de rio, adquiridos em condições laboratoriais controladas, medindo simultaneamente a velocidade instantânea do escoamento e a concentração de SS. Para melhorar a visualização de escoamentos por entre elementos sólidos distribuídos aleatoriamente, simulando zonas com vegetação, prevê-se a construção de um canal que permita a realização de testes utilizando fluidos e objetos sólidos de igual índice de refratividade. Este canal e a metodologia para aquisição de dados conferem um carácter inovador ao projeto. Os resultados finais do ASHES incluem: i) uma ferramenta de simulação para modelar os processos de hidrodinâmica e de qualidade da água nos rios; ii) bases de dados curadas de velocidades do escoamento e concentrações de SS; iii) recomendações para critérios de projeto para áreas com vegetação a fim de promover a retenção de poluentes, mitigando a poluição aquática gerada por incêndios florestais. O efeito de adicionalidade do projeto também deve ser destacado: i) a ferramenta de simulação beneficiará diretamente as entidades ligadas à gestão dos recursos hídricos; ii) formação de jovens investigadores ao nível de mestrado (7) e de doutoramento (3).
- POxylated graphene oxide nanomaterials for combination chemo-phototherapy of breast cancer cellsPublication . Diogo, Duarte Miguel de Melo; Costa, Elisabete C.; Alves, Cátia; Sousa, Ana Rita Lima; Ferreira, Paula; Louro, Ricardo; Correia, Ilídio Joaquim SobreiraPEGylated graphene oxide (GO) nanomaterials have been showing promising results in cancer therapy, due to their drug loading and photothermal capacities. However, the recent reports regarding the immunogenicity of poly(ethylene glycol) based coatings highlight the importance of investigating alternative materials to functionalize GO. Herein, GO derivatives were functionalized for the first time with an amphiphilic polymer based on poly(2-ethyl-2-oxazoline) and were co-loaded with doxorubicin (DOX) and D-α-Tocopherol succinate (TOS) to be applied in chemo-phototherapy of breast cancer cells. The results revealed that POxylated GO displays the required properties for application in cancer therapy. Moreover, the screening of different DOX:TOS combination ratios showed that the 1:3 DOX:TOS molar ratio produces an optimal synergistic therapeutic effect towards breast cancer cells. Furthermore, this drug ratio had a lower impact on normal cells. POxylated GO was then loaded with this drug combination in order to assess its chemo-phototherapeutic potential. The delivery of DOX:TOS by POxylated GO to cancer cells induced a stronger therapeutic effect than that attained with the free drug combination. Furthermore, an even greater cytotoxicity towards cancer cells was achieved by exposing DOX:TOS loaded POxylated GO to near infrared radiation. Overall, POxylated GO is a promising drug delivery and phototherapeutic agent.