Interdisciplinary Teaching Activities for High School Integrated to Vocational Education Promoting Reflections on Industry 4.0 Technologies and Their Implication in Society

The educational system in Brazil, especially the high school level, is characterized by a division, offering a general and humanist formation for the economic elite, and direct preparation for labor, for the working-class. Aiming to overcome this duality and contribute to the polytechnic formation of vocational education students, this paper presents and analyzes interdisciplinary teaching activities that discuss the relationships between Industry 4.0 technologies, production systems, and education.  The educational product, developed and applied based on the action research methodology, consisted of identifying the students' prior knowledge, three units of teaching activities, and a final evaluation questionnaire. According to the students' background and their suggestions, the content and didact methodology of each unit was selected, including the history of industrial revolutions, technologies arising from Industry 4.0 (internet of things, data mining, and cloud computing), the challenges of the fourth Industrial Revolution on the economy and labor. Didact methodologies include dialogic lecture based on slides, hands-on practical activity experimenting Industry 4.0 technologies through free online applications, and debate. Interdisciplinary activities were developed at the Federal Institute of Education, Science and Technology of São Paulo, involving students of the 4th year (last) of high school integrated into vocational education with a qualification in Industrial Automation. During the application it was observed that the use of educational product led to considerable levels of motivation and promoted reflections related to the impact of the industry 4,0 technologies in society and employment. Also, it has been verified that the didact sequence increases the student capacity to identify problems and propose possible solutions; understand labor different dimensions (technology, employment, politics, and economics); use strong argumentation based on reliable sources, proposing possible interventions. Thus, the interdisciplinary approach of technological development, considering not only the technical concepts but also the historical and sociological issues related to the application of technologies in the productive system, contributes to a critical teaching-learning process and the omni-lateral formation in vocational education

CERVEJARIA COMO ESPAÇO EDUCADOR: : uma perspectiva interdisciplinar para a Educação Profissional e Tecnológica

O objetivo desta pesquisa foi promover um processo interdisciplinar entre professores de diferentes áreas do conhecimento, a saber, física, química, biologia e processos industriais, acerca das fases de produção cervejeira, a fim de desenvolver uma proposta de visitação técnica interdisciplinar ao ambiente de uma cervejaria. Esta pesquisa, caracterizada por uma abordagem qualitativa e de natureza exploratória-descritiva e propositiva, dividiu-se em quatro partes:  I) a leitura de artigos e normativas  e a Pesquisa de campo, com a participação no processo de produção de cerveja no Centro Multidisciplinar de Tecnologia Cervejeira do Instituto Federal de São Paulo (IFSP), campus Sertãozinho; II) a descrição dos conteúdos disciplinares, das ciências da natureza e processos industriais, presentes nos diferentes momentos do processo de produção de cerveja; III) a identificação dos potenciais interdisciplinares dos conteúdos listados e suas interfaces; IV) divulgação de um material que apresente as relações entre os conteúdos científicos e tecnológicos do processo de produção de cerveja, numa perspectiva interdisciplinar e contextualizada no mundo do trabalho, que auxiliarão docentes e discentes na elaboração de guias didáticos para visitação técnica no ambiente da cervejaria. A partir da leitura de artigos e normativas foram elucidados conceitos em diferentes âmbitos: tipos de cerveja e formas de produção, mundo do trabalho, logístico, jurídico e educativo. A pesquisa de campo aconteceu com a participação dos pesquisadores em todas as fases do processo de produção cervejeira. Foram elencadas doze fases: Malteação, Moagem, Mosturação, Filtração, Fervura, Whirlpool, Resfriamento, Fermentação, Maturação, Carbonatação, Envase e Pasteurização. Todas as fases do processo receberam uma completa descrição e, posteriormente, foi elaborada uma tabela de construção coletiva acerca dos conteúdos disciplinares que estão presentes nas grades curriculares das disciplinas e que aparecem de forma prática ao longo da produção de cerveja. A seguir, deu-se início ao processo interdisciplinar da pesquisa por meio de uma reunião presencial com os professores e pesquisadores envolvidos, ponto máximo de diálogo e interação para a criação do material norteador para planejamento e construção de atividades interdisciplinares no ambiente da cervejaria, apresentado no formato de um Diagrama de Venn. Ao final desta pesquisa, verifica-se que a pesquisa alcançou seus objetivos ao trazer uma vertente com inovação desafiadora: entender o ambiente da cervejaria como espaço educador, com potencialidades didáticas interdisciplinares para um ensino mais integral e contextualizado para a Educação Profissional e Tecnológica

Desenvolvimento de projetos sobre meio ambiente para o ensino-aprendizagem de conceitos físicos

The environment is a complex issue that involves knowledge of several areas of science. Environmental problems are becoming increasingly important for peaple around de world, both in direct confrontation of pollution or disasters and through the media, when it releases the global warming or the hole in the ozone layer. The high school students establish contact with environmental issues, plus the prior knowledge they acquire at the fundamental level, so the environment which be use as context for the discussion of diverse subject matter of physics. From another point of view, discussion of environmental issues in the classroom meets the education of citizens aware of the world they live in, the relations men establish with nature, and so able an active participation seeking for emancipation. Taking advantage of these features of environment were developed projects involving teachers from the Federal Institute of Education, Science and Technology of São Paulo campus Sertãozinho, of physics, chemistry, biology, portuguese and sociology, and students of classes 1 and 2 years High School integrated with the Technical Education in Chemistry and Industrial Automation. The topics discussed in the projects, a total of eight distributed between the years 2009 and 2010, were chosen by the group of students and teachers involved and the methodology used was action research, emphasizing the participation and active cooperation of all during the entire process, since the organization of the steps to the analysis of results. The work included research in bibliographical sources, writing papers, discussions in the classroom, build experiments, making banners, preparation of seminars and presentations at events type science fairs. The data for analysis were collected through several sources: the researcher's daily log, photographic records, questionnaires, interviews, school documents and work produced by students. The materials and student responses to questions on proposed assessments showed a good understanding of the physics concepts treated in projects and a greater engagement about school knowledge. Every group involved has recognized the role of social work, in the sense that a better understanding of environmental problems contributes to the training staff and enables a more conscious action in the community. During the development of research other aspects appeared: the eminently interdisciplinaity of environmental problemas as a teaching resource and the motivation of students to conduct research, make experiments and public presentation, characteristics that are necessary for the implementation of system projects. On the other hand, the activities showed the difficulties of teamwork, both among teachers and among students, what unfortunately is not restricted to this project or the educational system, but it is present in various moments of life in society. vi Despite the difficulties the objectives were achieved, thus demonstrating the contribution of the inclusion of environmental issues for the teaching-learning process, particularly in the physical component of the curriculum. However, there is much to research, about the themes that can be explored and how to use the environment as a truly interdisciplinary proposal.Financiadora de Estudos e ProjetosO meio ambiente é um tema complexo, que envolve conhecimentos de diversas áreas da ciência. Os problemas ambientais tornam-se cada vez mais presentes na vida de todas as pessoas, tanto no enfrentamento direto de poluições ou desastres quanto através da mídia, quando esta divulga questões sobre o aquecimento global ou o buraco na camada de ozônio. Desta forma, além dos conhecimentos prévios que os estudantes adquirem no nível fundamental, a exposição constante dos jovens aos temas ambientais permite o uso de tais questões como contexto para a discussão de diversos conteúdos disciplinares de física. Sob outro ponto de vista, a discussão de temas ambientais em sala de aula atende à formação de cidadãos conscientes do mundo em que vivem, das relações que o homem estabelece com a natureza, e então capazes uma participação ativa e emancipatória. Aproveitando estas características dos assuntos relacionados ao meio ambiente foram desenvolvidos projetos com professores do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de São Paulo campus Sertãozinho das disciplinas de física, química, biologia, língua portuguesa e sociologia, e estudantes das turmas de 1º e 2º anos do Ensino Médio integrado ao Ensino Técnico de Química e Automação Industrial. Os temas discutidos nos projetos, num total de oito distribuídos entre os anos de 2009 e 2010, foram escolhidos pelo grupo de estudantes e professores envolvidos e a metodologia adotada foi a pesquisa-ação, priorizando a participação e colaboração ativa de todos durante o processo, desde a organização das etapas até a análise dos resultados obtidos. O trabalho incluiu pesquisas em fontes bibliográficas, produção de textos, discussões em sala de aula, montagem de experimentos, confecção de banners, elaboração de seminários e apresentações finais em eventos no formato feiras de ciências. Os dados para análise foram coletados através de diversas fontes: registro diário da pesquisadora, registros fotográficos, questionários, entrevistas, documentos escolares e trabalhos produzidos pelos alunos. Os materiais e respostas dos estudantes aos questionamentos propostos em avaliações mostraram uma boa compreensão sobre os conceitos físicos envolvidos nos projetos e um maior engajamento em relação ao conhecimento escolar. Todo o grupo envolvido reconheceu o papel social do trabalho, no sentido de que uma melhor compreensão sobre os problemas ambientais além de contribuir para a formação pessoal, permite uma atuação mais consciente junto à comunidade. Destacaram-se ainda no desenvolvimento da pesquisa, outros aspectos como o caráter eminentemente interdisciplinar do tema meio-ambiente, abrindo perspectivas enquanto recurso didático-pedagógico e a motivação dos estudantes para a realização de pesquisas, iv montagem de experimentos e apresentação ao público, característica necessária à efetivação do sistema de projetos. Por outro lado, evidenciaram-se as dificuldades do trabalho em grupo, tanto entre professores quanto entre estudantes o que, infelizmente, não está restrito a esta situação de aprendizagem nem ao sistema educacional, pois se faz presente em diversos momentos da vida em sociedade. De maneira geral os objetivos do projeto foram alcançados, ficando evidente a contribuição da inclusão de temas ambientais para o processo de ensinoaprendizagem, em especial no componente curricular de física, havendo no entanto, muito a se pesquisar no que se referem aos temas que podem ser explorados e principalmente em relação ao meio ambiente como proposta verdadeiramente interdisciplinar

CARACTERIZAÇÃO DE NANOFIOS DE GERMÂNIO SINTETIZADOS UTILIZANDO COBRE COMO CATALISADOR

This paper presents reliable synthesis of germanium nanowires by the vapor-liquid-solid method using copper as an alternative catalyst to gold, the most commonly used metal. The morphological study showed long range single-crystalline germanium nanowires with diamond structure and diameters ranging from 20 nm to 80 nm and lengths in tenths of a micrometer, which was much larger than the cross-section. In an investigation of electronic properties, devices built from a thin film of nanowires were studied and the semiconductor behavior of the samples confirmed, with variable range hopping identified as the main transport mechanism. Additionally, metal-nanowire contact behavior - ohmic or with Schottky barrier - was found to depend on the metal used in the device. Therefore, the possibility of controlling current-voltage behavior combined with the good crystalline quality of the nanowires renders these nanostructures an attractive option for future electronic and optoelectronic applications.</p