Comparing methods for dimensionality reduction when data are density functions

Functional Data Analysis (FDA) deals with samples where a whole function is observed for each individual. A particular case of FDA is when the observed functions are density functions, that are also an example of infinite dimensional compositional data. In this work we compare several methods for dimensionality reduction for this particular type of data: functional principal components analysis (PCA) with or without a previous data transformation and multidimensional scaling (MDS) for diferent inter-densities distances, one of them taking into account the compositional nature of density functions. The difeerent methods are applied to both artificial and real data (households income distributions)

Política i legislació educativa a l'entorn de l'escola unitària i cíclica. Evolució i situació actual a les comarques gironines (1970-1998)

Aquesta tesi doctoral té quatre objectius fonamentals: 1) analitzar la legislació espanyola i catalana referent a l'escola unitària i cíclica -altrament dita escola rural, escola incompleta o escola petita- des de final del segle XIX fins avui; 2) analitzar la política educativa teòrica i real que s'ha aplicat a aquest tipus d'escola des del final del segle XIX fins avui; 3) analitzar l'evolució del mapa escolar de les comarques gironines -i més concretament l'evolució de l'escola unitària i cíclica- durant el període 1970-1998; i 4) copsar les característiques bàsiques de les escoles unitàries i cícliques de les comarques gironines que impartien docència durant el curs 1997-98. L'aconseguiment d'aquest objectius han estat precedits i condicionats a la vegada per l'emmarcament teòric que hem elaborat i per la metodologia que hem aplicat. Pel que fa als aspectes pròpiament teòrics hem establert a grosso modo dues reflexions bàsiques: a) l'escola unitària i cíclica ha experimentat un procés de transformació notable des del final de la dècada dels 70 fins avui dia, i b) l'escola unitària i cíclica té un gran potencial pedagògic, relacional i humà arran dels "límits" objectius que té. En l'emmarcament teòric afirmem que l'escola "petita" ha evolucionat -sempre en termes generals- d'una manera positiva gràcies a la confluència de diversos factors. D'una banda cal parlar del paper assumit per bona part dels "mestres rurals", els pares i mares, els moviments de renovació pedagògica, el Secretariat d'Escola Rural de Catalunya, els sindicats i alguns partits politics, l'administració educativa i darrerament, el Grup Interuniversitari d'Escola Rural. D'altra banda, no podem oblidar que la millora de l''escola unitària i cíclica també es deu, segons el nostre parer, a l'emergència d'un discurs positivitzador així com a la revalorització social dels pobles "petits" (amb pocs habitants) i especialment dels que tenen una estructura rural. En l'emmarcament teòric també afirmem que l'escola unitària i cíclica compta amb un escenari educatiu privilegiat per impartir una educació més flexible i més oberta. Això es deu, entre altres aspectes, a allò que durant molt de temps s'ha considerat límits estructurals o dèficits: nombre reduït d'alumnes, nombre reduït d'unitats o aules, pocs mestres, espai escolar escàs i a més, molt poc fragmentat, etc. Tots aquests elements, que constitueixen els trets bàsics i més essencials de les escoles unitàries i no tant de les cícliques més grans, propicien allò que B. Bemstein anomena: un text pedagògic integrador, una classificació feble del currículum, un emmarcament dèbil de les relacions socials i una pedagogia invisible. La metodologia que s'ha utilitzat per aconseguir els objectius que hem esmentat es caracteritza per ser plural i per combinar els mètodes quantitatius i els qualitatius. L'objectiu nº1 s'ha aconseguit a través del buidatge i de la interpretació de la normativa referida al nostre objecte d'estudi. L'objectiu nº2 s'ha aconseguit mitjançant l'anàlisi global de la normativa anteriorment comentada i a través de dades estadístiques que provenen de diversos censos escolars. L'objectiu nº3 s'ha acomplert mitjançant el buidatge de les Fulls d'Estadística i dels Fulls d'organització pedagògica (elaborats pel MEC pel Departament d'Ensenyament respectivament). I el darrer objectiu s'ha aconseguit mitjançant l'elaboració d'un qüestionari adreçat a tots els directors i als mestres en plantilla de les escoles unitàries i cícliques. També s'ha elaborat una entrevista semiestructurada que s'ha passat a vuit persones relacionades amb l'escola que aquí ens ocupa. I per últim, també s'ha practicat l'observació participant en una dotzena de centres. Les principals conclusions que hem obtingut -seguint l'orde dels objectius i considerant el que hem exposat en parlar de l'emmarcament teòric són les següents: 1) La política educativa teòrica sobre l'escola unitària i cíclica s'estructura, pel que fa a l'àmbit de l'Estat Espanyol, a l'entorn de set períodes: i) 1838-1910. Des de les instancies governamentals s'accepta aquest tipus d'escola per bé que s'estableixen diferències notables entre les escoles "petites" del món rural i les del món urbà. ii) 1910-1931. S'inicia una política educativa poc favorable perquè s'insta a la graduació de les escoles unitàries i cícliques, malgrat ho facin d'una manera poc ortodoxa. iii) 1931-1939. La política de construccions escolars de la República contempla i fins i tot discrimina d'una manera positiva les escoles incompletes. iv) 1939-1955. EI franquisme de la postguerra tolera, almenys de manera oficial, la presencia i la construcció de noves escoles "petites" per bé que a mesura que s'avança només preveu que es construeixin en el medi rural. v) 1955-1970. S'inicia un procés d'asfíxia que acaba prohibint la construcció d'escoles incompletes. vi) 1971-1982. S'aguditza la política del període anterior. vii) 1982-1995. S'enceta . una política educativa sensible amb l'escola unitària I cíclica. Pel que fa a Catalunya, la política educativa teòrica s'estructura en dos períodes: a) 1981-1987. Es projecta una política més aviat grisa i poc ambiciosa, i b) 1987 fins als nostres dies. Desenvolupament d'una política que, en alguns aspectes, es mostra a favor de l'escola "petita". 2) Malgrat que durant molt temps l'escola unitària cíclica, tant en l'àmbit espanyol com en el català, no hagi tingut una política teòrica favorable ha perdurat fins el dia d'avui. Per fer-nos una idea del que ha representat aquest tipus de centres pensem que són significatives les afirmacions següents: i) L'escola unitària i cíclica és l'única escola pública que existeix a l'Estat espanyol fins al final del segle XIX, ii) L'escola unitària i cíclica augmenta de manera progressivament dades absolutes- fins el 1935, iii) L'escola unitària i cíclica és el tipus de centre més representat -considerant la resta de centres- fins al final de la dècada dels 60. 3) Durant el període 1970-1998 constatem que el mapa escolar de les comarques gironines s'ha transformat notablement arran, tal com succeeix en el conjunt de l'Estat espanyol, de l'expansió progressiva de l'escola graduada o completa. Al curs 1970-71 les comarques gironines tenien 34 escoles graduades (que representaven el 10,9% dels centres públics gironins) i 279 escoles incompletes (149 escoles cícliques 1130 d'unitàries que representaven el 89,1% del total). Al curs 1997-98, en canvi, hem comptabilitzat 111 escoles completes (54,7% dels centres públics) i 92 d'incompletes (72 escoles cícliques i 20 d'unitàries que representen el 45,3%). Malgrat aquesta davallada cal fer pal·lès que avui dia l'escola unitària i cíclica és majoritària (representa el 50% o més dels centres públics) en quatre de les comarques gironines: l'Alt Empordà, el Baix Empordà, la Garrotxa i el Pla de l'Estany. 4) Pel que fa al darrer objectiu, així com els dos aspectes principals que hem plantejat en el marc teòric arribem a les conclusions següents: L'escola unitària i cíclica de les comarques gironines si bé és cert que en termes generals ha millorat notablement -ha millorat la infraestructura, ha incrementat el material didàctic, ha incorporat mestres especialistes, etc.- no ha assolit encara la plena normalització. Avui dia encara trobem escoles que per deixadesa de l'ajuntament no tenen telèfon, l'edifici no es troba en bones condicions, el pati no reuneix les condicions mínimes, etc. D'altra banda, més del 90% d'aquests centres no disposen de mestre d'educació especial. També considerem important remarcar el fet que una part considerable dels centres estudiants no tenen serveis paraescolars de primera necessitat: el 50% no té menjador, el 72,7% no té llar d'infants i el 76,2% no té transport escolar. Per acabar, només cal dir que si bé l'escola incompleta de les comarques gironines imparteix una educació de qualitat i renovadora, no totes les escoles exploten al màxim les potencialitats educatives i relacionals que els atribuïm en l'emmarcament teòric. Conseqüentment no totes apliquen una pedagogia invisible en el sentit Bemstenià del terme. Si bé el 75% dels centres utilitzen, de manera parcial, una modalitat de transmissió difusa perquè utilitzen una pedagogia activa, no podem oblidar que només una minoria -que no arriba al 3%- s'atreveix a prescindir -i només en determinades circumstàncies- dels llibres de text. Les relacions de poder, de jerarquia, i control només són difuses en unes poques escoles ja que l'elaboració de les normes i l'aplicació de les sancions corre a càrrec del mestre en el 75,7% i en el 58% dels centres respectivament. Les regles de seqüència són flexibles en el 68% dels centres perquè adapten el ritme d'aprenentatge a l'especificitat de cada alumne, però molt poques escoles, el 12,4%, són les que alteren amb certa assiduïtat l'ordre del currículum.

Rhodium(I) catalyzed [2+2+2] cycloaddition reactions: experimental and theoretical studies

The [2+2+2] cycloaddition reaction involves the formation of three carbon-carbon bonds in one single step using alkynes, alkenes, nitriles, carbonyls and other unsaturated reagents as reactants. This is one of the most elegant methods for the construction of polycyclic aromatic compounds and heteroaromatic, which have important academic and industrial uses. The thesis is divided into ten chapters including six related publications. The first study based on the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PPh3)3, compares the reaction mechanism of the [2+2+2] cycloaddition process of acetylene with the cycloaddition obtained for the model of the complex, RhCl(PH3)3. In an attempt to reduce computational costs in DFT studies, this research project aimed to substitute PPh3 ligands for PH3, despite the electronic and steric effects produced by PPh3 ligands being significantly different to those created by PH3 ones. In this first study, detailed theoretical calculations were performed to determine the reaction mechanism of the two complexes. Despite some differences being detected, it was found that modelling PPh3 by PH3 in the catalyst helps to reduce the computational cost significantly while at the same time providing qualitatively acceptable results. Taking into account the results obtained in this earlier study, the model of the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PH3)3, was applied to study different [2+2+2] cycloaddition reactions with unsaturated systems conducted in the laboratory. Our research group found that in the case of totally closed systems, specifically 15- and 25-membered azamacrocycles can afford benzenic compounds, except in the case of 20-membered azamacrocycle (20-MAA) which was inactive with the Wilkinson’s catalyst. In this study, theoretical calculations allowed to determine the origin of the different reactivity of the 20-MAA, where it was found that the activation barrier of the oxidative addition of two alkynes is higher than those obtained for the 15- and 25-membered macrocycles. This barrier was attributed primarily to the interaction energy, which corresponds to the energy that is released when the two deformed reagents interact in the transition state. The main factor that helped to provide an explanation to the different reactivity observed was that the 20-MAA had a more stable and delocalized HOMO orbital in the oxidative addition step. Moreover, we observed that the formation of a strained ten-membered ring during the cycloaddition of 20-MAA presents significant steric hindrance. Furthermore, in Chapter 5, an electrochemical study is presented in collaboration with Prof. Anny Jutand from Paris. This work allowed studying the main steps of the catalytic cycle of the [2+2+2] cycloaddition reaction between diynes with a monoalkyne. First kinetic data were obtained of the [2+2+2] cycloaddition process catalyzed by the Wilkinson’s catalyst, where it was observed that the rate-determining step of the reaction can change depending on the structure of the starting reagents. In the case of the [2+2+2] cycloaddition reaction involving two alkynes and one alkene in the same molecule (enediynes), it is well known that the oxidative coupling may occur between two alkynes giving the corresponding metallacyclopentadiene, or between one alkyne and the alkene affording the metallacyclopentene complex. Wilkinson’s model was used in DFT calculations to analyze the different factors that may influence in the reaction mechanism. Here it was observed that the cyclic enediynes always prefer the oxidative coupling between two alkynes moieties, while the acyclic cases have different preferences depending on the linker and the substituents used in the alkynes. Moreover, the Wilkinson’s model was used to explain the experimental results achieved in Chapter 7 where the [2+2+2] cycloaddition reaction of enediynes is studied varying the position of the double bond in the starting reagent. It was observed that enediynes type yne-ene-yne preferred the standard [2+2+2] cycloaddition reaction, while enediynes type yne-yne-ene suffered β-hydride elimination followed a reductive elimination of Wilkinson’s catalyst giving cyclohexadiene compounds, which are isomers from those that would be obtained through standard [2+2+2] cycloaddition reactions. Finally, the last chapter of this thesis is based on the use of DFT calculations to determine the reaction mechanism when the macrocycles are treated with transition metals that are inactive to the [2+2+2] cycloaddition reaction, but which are thermally active leading to new polycyclic compounds. Thus, a domino process was described combining an ene reaction and a Diels-Alder cycloaddition.