Spontaneous Focusing on Quantitative Relations and the Development of Rational Number Conceptual Knowledge

The aim of the present set of studies was to explore primary school children’s Spontaneous Focusing On quantitative Relations (SFOR) and its role in the development of rational number conceptual knowledge. The specific goals were to determine if it was possible to identify a spontaneous quantitative focusing tendency that indexes children’s tendency to recognize and utilize quantitative relations in non-explicitly mathematical situations and to determine if this tendency has an impact on the development of rational number conceptual knowledge in late primary school. To this end, we report on six original empirical studies that measure SFOR in children ages five to thirteen years and the development of rational number conceptual knowledge in ten- to thirteen-year-olds. SFOR measures were developed to determine if there are substantial differences in SFOR that are not explained by the ability to use quantitative relations. A measure of children’s conceptual knowledge of the magnitude representations of rational numbers and the density of rational numbers is utilized to capture the process of conceptual change with rational numbers in late primary school students. Finally, SFOR tendency was examined in relation to the development of rational number conceptual knowledge in these students. Study I concerned the first attempts to measure individual differences in children’s spontaneous recognition and use of quantitative relations in 86 Finnish children from the ages of five to seven years. Results revealed that there were substantial inter-individual differences in the spontaneous recognition and use of quantitative relations in these tasks. This was particularly true for the oldest group of participants, who were in grade one (roughly seven years old). However, the study did not control for ability to solve the tasks using quantitative relations, so it was not clear if these differences were due to ability or SFOR. Study II more deeply investigated the nature of the two tasks reported in Study I, through the use of a stimulated-recall procedure examining children’s verbalizations of how they interpreted the tasks. Results reveal that participants were able to verbalize reasoning about their quantitative relational responses, but not their responses based on exact number. Furthermore, participants’ non-mathematical responses revealed a variety of other aspects, beyond quantitative relations and exact number, which participants focused on in completing the tasks. These results suggest that exact number may be more easily perceived than quantitative relations. As well, these tasks were revealed to contain both mathematical and non-mathematical aspects which were interpreted by the participants as relevant. Study III investigated individual differences in SFOR 84 children, ages five to nine, from the US and is the first to report on the connection between SFOR and other mathematical abilities. The cross-sectional data revealed that there were individual differences in SFOR. Importantly, these differences were not entirely explained by the ability to solve the tasks using quantitative relations, suggesting that SFOR is partially independent from the ability to use quantitative relations. In other words, the lack of use of quantitative relations on the SFOR tasks was not solely due to participants being unable to solve the tasks using quantitative relations, but due to a lack of the spontaneous attention to the quantitative relations in the tasks. Furthermore, SFOR tendency was found to be related to arithmetic fluency among these participants. This is the first evidence to suggest that SFOR may be a partially distinct aspect of children’s existing mathematical competences. Study IV presented a follow-up study of the first graders who participated in Studies I and II, examining SFOR tendency as a predictor of their conceptual knowledge of fraction magnitudes in fourth grade. Results revealed that first graders’ SFOR tendency was a unique predictor of fraction conceptual knowledge in fourth grade, even after controlling for general mathematical skills. These results are the first to suggest that SFOR tendency may play a role in the development of rational number conceptual knowledge. Study V presents a longitudinal study of the development of 263 Finnish students’ rational number conceptual knowledge over a one year period. During this time participants completed a measure of conceptual knowledge of the magnitude representations and the density of rational numbers at three time points. First, a Latent Profile Analysis indicated that a four-class model, differentiating between those participants with high magnitude comparison and density knowledge, was the most appropriate. A Latent Transition Analysis reveal that few students display sustained conceptual change with density concepts, though conceptual change with magnitude representations is present in this group. Overall, this study indicated that there were severe deficiencies in conceptual knowledge of rational numbers, especially concepts of density. The longitudinal Study VI presented a synthesis of the previous studies in order to specifically detail the role of SFOR tendency in the development of rational number conceptual knowledge. Thus, the same participants from Study V completed a measure of SFOR, along with the rational number test, including a fourth time point. Results reveal that SFOR tendency was a predictor of rational number conceptual knowledge after two school years, even after taking into consideration prior rational number knowledge (through the use of residualized SFOR scores), arithmetic fluency, and non-verbal intelligence. Furthermore, those participants with higher-than-expected SFOR scores improved significantly more on magnitude representation and density concepts over the four time points. These results indicate that SFOR tendency is a strong predictor of rational number conceptual development in late primary school children. The results of the six studies reveal that within children’s existing mathematical competences there can be identified a spontaneous quantitative focusing tendency named spontaneous focusing on quantitative relations. Furthermore, this tendency is found to play a role in the development of rational number conceptual knowledge in primary school children. Results suggest that conceptual change with the magnitude representations and density of rational numbers is rare among this group of students. However, those children who are more likely to notice and use quantitative relations in situations that are not explicitly mathematical seem to have an advantage in the development of rational number conceptual knowledge. It may be that these students gain quantitative more and qualitatively better self-initiated deliberate practice with quantitative relations in everyday situations due to an increased SFOR tendency. This suggests that it may be important to promote this type of mathematical activity in teaching rational numbers. Furthermore, these results suggest that there may be a series of spontaneous quantitative focusing tendencies that have an impact on mathematical development throughout the learning trajectory.

The discourse on political pluralism in early eighteenth-century England : a conceptual study with special reference to terminology of religious origin

Doctoral dissertation, University of Jyväskylä

Profile of a technical writer

Abstract

Vitamin B12 Deficiency in the aged: Laboratory Diagnosis, Prevalence and Clinical Profile

B₁₂-vitamiinin puute iäkkäillä: laboratoriodiagnostiikka, yleisyys ja yhteys sairastavuuteen Tausta: B12-vitamiinin puute on yleistä iäkkäillä ja se tulisi todeta riittävän varhaisessa vaiheessa palautumattomien vaurioiden estämiseksi. On epäselvää pitäisikö diagnostiikka kohdistaa tiettyihin riskiryhmiin vai mahdollisesti seuloa valikoimatonta vanhusväestöä. Myöskään yksimielisyyttä laboratoriotutkimusten valinnasta ei ole. Tavoitteet: Tutkimuksen tarkoituksena oli evaluoida uutta HoloTC RIA menetelmää ja tuottaa viitearvot sille, selvittää B12-vitamiinin puutteen yleisyys, yhteys sairastavuuteen ja mahdolliset riskitekijät suomalaisessa vanhusväestössä, arvioida munuaisfunktion vaikusta B12-vitamiinin puutteen laboratoriotutkimuksiin ja näiden perusteella ehdottaa suomalaiseen terveydenhuoltoon sopivaa laboratoriotutkimusstrategiaa. Aineisto ja menetelmät: Liedon iäkkäät -tutkimuksen vanhusaineisto on edustava otos yhden kunnan yli 65-vuotiaasta väestöstä, yhteensä 1260 henkilöä. Tutkittavat kävivät lääkärintarkastuksessa, ja heistä on käytettävissä runsaasti laboratoriotutkimuksia sekä tiedot sairauksista, ruokavaliosta, lääkkeiden ja vitamiinivalmisteiden käytöstä, dementiaseula ja depressiokysely. Viitearvoaineistoa varten kerättiin näytteet 84 vapaaehtoisesta terveestä aikuisesta ja menetelmäevaluaatiota varten 107 sairaalapotilaasta. Tulokset: HoloTC RIA menetelmän toistettavuus oli hyvä manuaalimenetelmäksi. 95%:n viiteväli holotranskobalamiinille oli 37-171 pmol/l. Kaikilla tutkittavilla, joilla oli muilla laboratoriotutkimuksilla osoitettu todennäköinen B12-vitamiinin puute, myös holotranskobalamiini oli viitealueen alarajaa pienempi. Suurentuneella kystatiini C-pitoisuudella osoitettu munuaisten vajaatoiminta korreloi voimakkaasti homokysteiinin (rs=0.53, p<0.001) ja metyylimalonihapon (rs=0.27, p<0.001) pitoisuuksiin, mutta ei kokonais-B12-vitamiinin (rs=- 0.04, p=0.227) tai holotranskobamiinin (rs=-0.01, p=0.817) pitoisuuksiin. Suomalaisessa vanhusväestössä B12-vitamiinin puutteen prevalenssi oli 12%. Kokonais- B12-vitamiinin pitoisuus oli matala (<150 pmol/l) 6%:lla. Miessukupuoli (OR 1.9, 95% CI 1.2-2.9), ikä ≥75 (OR 2.2, 95% CI 1.4-3.4) ja maitotuotteiden välttäminen (OR 2.3, 95% CI 1.2-4.4) lisäsivät B12-vitamiinin puutteen riskiä, mutta anemia (OR 1.3, 95% CI 0.7-2.3) tai makrosytoosi (OR 1.2, 95% CI 0.6-2.7) eivät. Päätelmät: Diagnosoimaton B12-vitamiinin puute on yleistä iäkkäillä, mutta kliinisesti merkityksellistä spesifistä riskiryhmää ei löydy. Koska anemian ja makrosytoosin puuttuminen ei poissulje B12-vitamiinin puutetta ja munuaisten vajaatoiminta heikentää metabolisten merkkiaineiden käyttökelpoisuutta, kokonais-B12-vitamiinia suositellaan ensisijaiseksi laboratoriotutkimukseksi epäiltäessä B12-vitamiinin puutetta ja tarvittaessa varmentavina tutkimuksina käytetään homokysteiiniä ja holotranskobalamiinia.

Conflict-based Method for Conceptual Process Synthesis

The changing business environment demands that chemical industrial processes be designed such that they enable the attainment of multi-objective requirements and the enhancement of innovativedesign activities. The requirements and key issues for conceptual process synthesis have changed and are no longer those of conventional process design; there is an increased emphasis on innovative research to develop new concepts, novel techniques and processes. A central issue, how to enhance the creativity of the design process, requires further research into methodologies. The thesis presentsa conflict-based methodology for conceptual process synthesis. The motivation of the work is to support decision-making in design and synthesis and to enhance the creativity of design activities. It deals with the multi-objective requirements and combinatorially complex nature of process synthesis. The work is carriedout based on a new concept and design paradigm adapted from Theory of InventiveProblem Solving methodology (TRIZ). TRIZ is claimed to be a `systematic creativity' framework thanks to its knowledge based and evolutionary-directed nature. The conflict concept, when applied to process synthesis, throws new lights on design problems and activities. The conflict model is proposed as a way of describing design problems and handling design information. The design tasks are represented as groups of conflicts and conflict table is built as the design tool. The general design paradigm is formulated to handle conflicts in both the early and detailed design stages. The methodology developed reflects the conflict nature of process design and synthesis. The method is implemented and verified through case studies of distillation system design, reactor/separator network design and waste minimization. Handling the various levels of conflicts evolve possible design alternatives in a systematic procedure which consists of establishing an efficient and compact solution space for the detailed design stage. The approach also provides the information to bridge the gap between the application of qualitative knowledge in the early stage and quantitative techniques in the detailed design stage. Enhancement of creativity is realized through the better understanding of the design problems gained from the conflict concept and in the improvement in engineering design practice via the systematic nature of the approach.

Measurement of the air permeability profile on SC paper machine

Tämän diplomityön tarkoituksena oli asentaa ja kehittää UPM-Kymmene Rauman tehtaiden PK2:lle luotettava ja toimiva ilmanläpäisyprofiilin mittaus. Työn tarkoituksena oli myös kartoittaa tietoja ilmanläpäisyprofiiliin vaikuttavista seikoista sekä mahdollisuuksista säätää ilmanläpäisyprofiilia. Lisäksi työn tavoitteena oli löytää toimiva menetelmä verrata online mitattua ilmanläpäisyprofiilia laboratoriossa mitattuun ilmanläpäisyprofiiliin online mittauksen luotettavuuden näkökulmasta. Työn aikana selvitettiin myös ilmanläpäisyprofiilin mittauksen mahdollisuutta superkalanteroidusta SC paperista. Työn kirjallisessa osassa käsiteltiin paperin huokoisuutta ja ilmanläpäisyä, huokoisuustasoon ja huokoisuus profiiliin vaikuttavia tekijöitä, ilmanläpäisevyyden merkitystä SC paperin valmistukselle ja SC paperin painettavuudelle sekä ilmanläpäisevyyden laboratorio- sekä online mittausta. Kirjallisessa osassa käsiteltiin myös Honeywellin uutta Poros ilmanläpäisysensoria. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin ilmanläpäisyprofiilimittauksen luotettavuutta CD ja MD suunnassa sekä laboratorio- ja online-mittausten välisiä eroavaisuuksia ennen PK2 uusintaa. PK2 uusinnan jälkeen kokeellisessa osassa keskityttiin luotettavuuden varmentamiseen CD ja MD suunnassa sekä kartoittamaan tekijöitä, jotka aiheuttivat pieniä tasoeroja mittausten välillä. Mittaukset todettiin luotettaviksi ja niiden pohjalta suoritettiin mitattujen online profiilien välisiä vertailuja. Ilmanläpäisyprofiililla todettiin olevan positiivinen korrelaatio neliömassaprofiilin ja kosteusprofiilin kanssa sekä negatiivinen korrelaatio tuhkaprofiilin kanssa. PK2 uusinnan yhteydessä tehtiin koeajoja, jotka liittyivät laadunoptimointiin viira- ja puristinosalla. Koeajoissa tutkittujen asioiden lisäksi tutkittiin muutettujen parametrien vaikutusta ilmanläpäisyprofiiliin. Höyrylaatikon vaikutusta ilmanläpäisyprofiiliin tutkittiin säätöjen virityksen yhteydessä.

An Evaluation of the Paper Profile - a comparative assessment of the applicability of an emerging environmental communication tool in pulp and paper industry

Diplomityön tavoitteena oli arvioida uutta sellu-, paperi- ja kartonkiteollisuuden Paper Profile -ympäristötuoteselostetta. Paper Profilen tarkoituksena on tarjota paperiteollisuuden asiakkaille ja muille kiinnostuneilla sidosryhmille yhtenäistä ympäristöinformaatiota koskien paperituotteiden koostumusta ja tuotteiden tärkeimpiä ympäristöparametrejä. Työn tärkein tavoite oli arvioida kriittisesti Paper Profilea ja verrata konseptia ISO:n, Kansainvälisen stardardisoimisliiton tuoteselosteeseen sekä löytää konseptien yhtäläisyydet ja erot. Tärkein tehtävä oli tunnistaa ne avaintekijät, joiden avulla Paper Profile -tuoteselostetta voitaisiin pitää yhtenevänä ISO/TR 14025 teknisen raportin kanssa. Lisäksi Paper Profile -tuoteselosteen mahdolliset kehittämistarpeet arvioitiin ISO-tuoteselosteen näkökulmasta. Työn toinen tavoite oli kerätä ja analysoida uuteen tuoteselosteeseen liittyvä asiakaspalaute ja verrata sitä Stora Enson tehtaiden ympäristöpäälliköiden antamiin Paper Profilea koskeviin kommentteihin. Työn tuloksena huomattiin, että Paper Profile -konsepti sellaisenaan ei ole kovin informatiivinen vaan tuoteseloste jättää monia ympäristökysymyksiä avoimeksi. Siitä huolimatta Paper Profile tarjoaa riittävän taustan eri paperituotteiden ympäristökuormitusten keskinäiselle vertailuille. Konseptin viestinnällinen näkökulma paranisi huomattavasti, jos tuoteselosteeseen lisättäisiin kolmannen osapuolen verifiointi. Lisäksi referenssiarvot kertoisivat asiakkaille paremmin esitettyjen parametrien taustoista. Stora Enson tehtaiden ympäristöpäälliköiden, samoin kuin asiakkaidenkin mielestä Paper Profile on yleisesti ottaen potentiaalinen ympäristöviestinnän työkalu, mutta silti konseptiin ehdotettiin joitakin pieniä muutoksia. Avoinna olevat metsäsertifiointikysymykset ja niiden puutteellinen tiedottaminen tuoteselosteessa puhututtivat sekä tehtaiden henkilöstöä että yritysasiakkaita.

Viennin jakeluratkaisut Saksan markkinoilla: case-tutkimus

Työn tarkoituksena oli selvittää markkinamuutosten merkitystä erään yrityksen erään tulosyksikön toimintaan tietyllä vientialueella. Vaikuttavia tekijöitä arvioitiin erityisesti asiakasyritysten tarpeiden ja edustajayrityksen kanssa tehdyn yhteistyön kannalta. Työn alussa esitellään toimeksiantajayritys, tutkimuskohteena oleva tulosyksikkö ja markkinatilanne. Työn teoriaosuudessa käsitellään organisationaalista ostokäyttäytymistä ja markkinointia jakelukanavien kautta sekä esitellään analyysin käsitteellisenä kehyksenä käytetty palvelun laadun kuilumalli. Työn käytännönosan aineisto kerättiin kvalitatiivisilla haastatteluilla jakeluketjun kolmella tasolla. Aineistoa analysoitiin vertaamalla osapuolten näkemyksiä toiminnasta. Suurimpia eroja tuli esille yrityksen joidenkin heikkouksien ja uhkien tunnistamisessa. Samaa mieltä oltiin joustavuuden, yleisen palvelun laadun ja tuotelaadun tärkeydestä.Työn tuloksina on esitetty toimenpidesuosituksia, joiden yhteisenä piirteenä on toimeksiantajayrityksen selkeämpi profiloituminen tutkimuksen perusteella määritellyn laatutason tarjoajaksi. Esitettyjen toimenpiteiden avulla yrityksen kykyä tarjota kokonaispalvelua ja teknisesti laadukkaita tuotteita käytettäisiin edelleen hyväksi yhteistyökumppaneiden sitouttamisessa ja motivoimisessa.

Conceptual Design of Embedded Weather Display

The objective of this thesis work is to describe the Conceptual Design process of an embedded electronic display device. The work presents the following sub processes: definition of device specifications, introduction to the technological alternatives for system components and their comparison, comparative photometric measurements of selected display panels, and the design and building of a functional concept prototype. This work focuses mainly on electronics design, albeit the mechanical issues and fields of the software architecture that significantly affect the decisions are also discussed when necessary. The VESA Flat Panel Display Measurement (FPDM) 2.0 Standard was applied to the appropriate extent into photometric measurements. The results were analyzed against the requirement standards of a customer-specific display development project. An Active Matrix LCD was selected as the display of concept prototype, but also the excellent visual characteristics of Active Matrix OLED technology were noted. Should the reliability of the OLED products be significantly improved in the future, utilizing such products in the described application must be reconsidered.

Improving Cross Direction Basis Weight Profile in a Fourdrinier Paper Machine

The purpose of this study was to improve PM7’s basis weight CD profile in Stora Enso’s Berghuizer mill and to search mechanical defects which affect to the formation of the basis weight CD profile. In the theoretical part PM7’s structure was presented and the formation of the basis weight and caliper CD profiles was examined as well as disturbances which are affecting to the formation. The function of the control system was scrutinised for the side of CD profiles as well as the formation of the measured CD profiles. Tuning of the control system was examined through the response model and filtering. Specification of the response model and filtering was explained and how to determine 2sigma statistical number. In the end of the theoretical part ATPA hardware and a new profile browser were introduced. In the experimental part focus was in the beginning to search and remove mechanical defects which are affecting to CD profiles. The next step was to verify the reliability of the online measurements, to study the stability of the basis weight CD profile and to find out so called fingerprint, a basis weight CD profile which is unique for each paper machine. New response model and filtering value for basis weight CD profile was determined by bump tests. After a follow up period the affect of the new response model and filtering was analysed.

Training system for conceptual design and evaluation for wastewater treatment

Rising population, rapid urbanisation and growing industrialisation have severely stressed water quality and its availability in Malawi. In addition, financial and institutional problems and the expanding agro industry have aggravated this problem. The situation is worsened by depleting water resources and pollution from untreated sewage and industrial effluent. The increasing scarcity of clean water calls for the need for appropriate management of available water resources. There is also demand for a training system for conceptual design and evaluation for wastewater treatment in order to build the capacity for technical service providers and environmental practitioners in the country. It is predicted that Malawi will face a water stress situation by 2025. In the city of Blantyre, this situation is aggravated by the serious pollution threat from the grossly inadequate sewage treatment capacity. This capacity is only 23.5% of the wastewater being generated presently. In addition, limited or non-existent industrial effluent treatment has contributed to the severe water quality degradation. This situation poses a threat to the ecologically fragile and sensitive receiving water courses within the city. This water is used for domestic purposes further downstream. This manuscript outlines the legal and policy framework for wastewater treatment in Malawi. The manuscript also evaluates the existing wastewater treatment systems in Blantyre. This evaluation aims at determining if the effluent levels at the municipal plants conform to existing standards and guidelines and other associated policy and regulatory frameworks. The raw material at all the three municipal plants is sewage. The typical wastewater parameters are Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Chemical Oxygen Demand (COD), and Total Suspended Solids (TSS). The treatment target is BOD5, COD, and TSS reduction. Typical wastewater parameters at the wastewater treatment plant at MDW&S textile and garments factory are BOD5 and COD. The treatment target is to reduce BOD5 and COD. The manuscript further evaluates a design approach of the three municipal wastewater treatment plants in the city and the wastewater treatment plant at Mapeto David Whitehead & Sons (MDW&S) textile and garments factory. This evaluation utilises case-based design and case-based reasoning principles in the ED-WAVE tool to determine if there is potential for the tool in Blantyre. The manuscript finally evaluates the technology selection process for appropriate wastewater treatment systems for the city of Blantyre. The criteria for selection of appropriate wastewater treatment systems are discussed. Decision support tools and the decision tree making process for technology selection are also discussed. Based on the treatment targets and design criteria at the eight cases evaluated in this manuscript in reference to similar cases in the ED-WAVE tool, this work confirms the practical use of case-based design and case-based reasoning principles in the ED-WAVE tool in the design and evaluation of wastewater treatment 6 systems in sub-Sahara Africa, using Blantyre, Malawi, as the case study area. After encountering a new situation, already collected decision scenarios (cases) are invoked and modified in order to arrive at a particular design alternative. What is necessary, however, is to appropriately modify the case arrived at through the Case Study Manager in order to come up with a design appropriate to the local situation taking into account technical, socio-economic and environmental aspects. This work provides a training system for conceptual design and evaluation for wastewater treatment.

UCL Discovery: raising the Open Access profile at the institution

Presentation at the "Tutkimus vapaaksi verkkoon!" seminar in Helsinki, January 25, 2011

Of pearls and pigs : a conceptual-semantic Tiernet approach to formal representation of structure and variation of phraseological units

"Helmiä sioille", pärlor för svin, säger man på finska om någonting bra och fint som tas emot av en mottagare som inte vill eller har ingen förmåga att förstå, uppskatta eller utnyttja hela den potential som finns hos det mottagna föremålet, är ointresserad av den eller gillar den inte. För sådana relativt stabila flerordiga uttryck, som är lagrade i språkbrukarnas minnen och som demonstrerar olika slags oregelbundna drag i sin struktur använder man inom lingvistiken bl.a. termerna "idiom" eller "fraseologiska enheter". Som en oregelbundenhet kan man t.ex. beskriva det faktum att betydelsen hos uttrycket inte är densamma som man skulle komma till ifall man betraktade det som en vanlig regelbunden fras. En annan oregelbundenhet, som idiomforskare har observerat, ligger i den begränsade förmågan att varieras i form och betydelse, som många idiom har jämfört med regelbundna fraser. Därför talas det ofta om "grundform" och "grundbetydelse" hos idiom och variationen avses som avvikelse från dessa. Men när man tittar på ett stort antal förekomstexempel av idiom i språkbruk, märker man att många av dem tillåter variation, t.o.m. i sådan utsträckning att gränserna mellan en variant och en "grundform" suddas ut, och istället för ett idiom råkar vi plötsligt på en "familj" av flera besläktade uttryck. Allt detta väcker frågan om hur dessa uttryck egentligen ska vara representerade i språket. I avhandlingen utförs en kritisk granskning av olika tidigare tillvägagångssätt att beskriva fraseologiska enheter i syfte att klargöra vilka svårigheter deras struktur och variation erbjuder för den lingvistiska teorin. Samtidigt presenteras ett alternativt sätt att beskriva dessa uttryck. En systematisk och formell modell som utvecklas i denna avhandling integrerar en beskrivning av idiom på många olika språkliga nivåer och skildrar deras variation i form av ett nätverk och som ett resultat av samspel mellan idiomets struktur och kontexter där det förekommer, samt av interaktion med andra fasta uttryck. Modellen bygger på en fördjupande, språkbrukbaserad analys av det finska idiomet "X HEITTÄÄ HELMIÄ SIOILLE" (X kastar pärlor för svin).