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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35012
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Modelagem matemática e tecnologias digitais na aprendizagem da teoria dos conjuntos Fuzzy no ensino médio |
Alternate title (s): | Mathematical modeling and digital technologies in learning Fuzzy set theory in high school |
Author: | Borges, Aline Silvestre |
First Advisor: | Jafelice, Rosana Sueli da Motta |
First member of the Committee: | Souza Junior, Arlindo José de |
Second member of the Committee: | Salvador, José Antônio |
Summary: | O objetivo do trabalho é propor uma sequência didática para introduzir o ensino da teoria dos conjuntos fuzzy no ensino médio, tendo como motivação o rompimento de uma barragem de rejeitos. A proposta das atividades em sala de aula é interativa e utiliza tecnologias digitais da informação e comunicação. A lógica fuzzy é introduzida e destacam-se as principais diferenças com a lógica matemática clássica. Os estudantes constroem, com o auxílio de um especialista na área de hidráulica e saneamento, um Sistema Baseado em Regras Fuzzy, utilizando o software livre FisPro, que controla o risco de rompimento ou de vazamento de rejeitos da barragem. Uma maquete em acrílico foi construída com um protótipo de barragem, com o auxílio de uma impressora 3D. Assim, os estudantes interagem, através de um smartphone, com o sensor colocado na barragem, inserindo dados das variáveis de entrada do Sistema Baseado em Regras Fuzzy. As variáveis de entrada do sistema são: idade, altura e volume de rejeitos da barragem. Dependendo do valor de saída do sistema, a barragem rompe uma quantidade de bolinhas coloridas em gel, que representam os rejeitos. Essa sequência didática foi aplicada em um minicurso para estudantes do ensino médio. A avaliação do aprendizado do conteúdo foi realizada através de um jogo elaborado no software livre RPG Maker. Os resultados da avaliação quantitativa foram significativos. Ressalta-se que o mais importante é introduzir uma teoria que considera matematicamente a incerteza, utilizando tecnologias digitais e um tema da atualidade. |
Abstract: | The aim of the work is to propose a didactic sequence to introduce the teaching of fuzzy sets theory in high school, having as a motivation the rupture of a tailings dam. The methodology uses communications technologies that utilize digital information and interactivity. Fuzzy logic is introduced and the main differences with classical mathematical logic are highlighted. Students build, with the help of an expert in hydraulics and sanitation, a Fuzzy Rule-Based System, using the free software FisPro, which controls the risk of rupture or risk of leakage of the tailings from the dam. An acrylic model was built of a dam prototype, with the aid of a 3D printer. Thus, students interact, using a smartphone, with a sensor placed on the dam, entering data from the input variables of the Fuzzy Rule-Based System. The input variables of this system are: age, height and volume of tailings from the dam. Depending on the output value of this system, the dam will break a number of colored gel balls, which represent the tailings. This didactic sequence was applied in a short course for high school students. The evaluation of the content learning was carried out through a game created in the free software RPG Maker. The results of the quantitative assessment were significant. It is noteworthy that the most important thing is to introduce a theory that mathematically considers uncertainty using digital technologies and a current issue. |
Keywords: | Conjuntos Fuzzy Barragem de rejeitos Internet das coisas Ensino fuzzy sets tailings dam internet of things teaching |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::TEOLOGIA |
Subject: | Ciência - Estudo e ensino Conjuntos difusos Barragens de rejeitos - Tecnologia industrial Internet das coisas |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática (Mestrado Profissional) |
Quote: | BORGES, Aline Silvestre. Modelagem Matemática e Tecnologias Digitais na Aprendizagem da Teoria dos Conjuntos Fuzzy no Ensino Médio. 2022. 218 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.207 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.207 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35012 |
Date of defense: | 10-Mar-2022 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Ensino de Ciências e Matemática (Mestrado Profissional) |
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