The school environment as a teacher. The role of space and place in enhancing ecological literacy and social competence development in children and young people

Can space and place foster child development, and in particular social competence and ecological literacy? If yes, how can space and place do that? This study shows that the answer to the first question is positive and then tries to explain the way space and place can make a difference. The thesis begins with the review of literature from different disciplines – child development and child psychology, education, environmental psychology, architecture and landscape architecture. Some bridges among such disciplines are created and in some cases the ideas from the different areas of research merge: thus, this is an interdisciplinary study. The interdisciplinary knowledge from these disciplines is translated into a range of design suggestions that can foster the development of social competence and ecological literacy. Using scientific knowledge from different disciplines is a way of introducing forms of evidence into the development of design criteria. However, the definition of design criteria also has to pass through the study of a series of school buildings and un-built projects: case studies can give a positive contribution to the criteria because examples and good practices can help “translating” the theoretical knowledge into design ideas and illustrations. To do that, the different case studies have to be assessed in relation to the various themes that emerged in the literature review. Finally, research by design can be used to help define the illustrated design criteria: based on all the background knowledge that has been built, the role of the architect is to provide a series of different design solutions that can give answers to the different “questions” emerged in the literature review.

Innovative architecture of on-board and on-ground radio systems for space communication

The radio communication system is one of the most critical system of the overall satellite platform: it often represents the only way of communication, between a spacecraft and the Ground Segment or among a constellation of satellites. This thesis focuses on specific innovative architectures for on-board and on-ground radio systems. In particular, this work is an integral part of a space program started in 2004 at the University of Bologna, Forlì campus, which led to the completion of the microsatellite ALMASat-1, successfully launched on-board the VEGA maiden flight. The success of this program led to the development of a second microsatellite, named ALMASat-EO, a three-axis stabilized microsatellite able to capture images of the Earth surface. Therefore, the first objective of this study was focused on the investigation of an innovative, efficient and low cost architecture for on-board radio communication systems. The TT&C system and the high data rate transmitter for images downlink design and realization are thoroughly described in this work, together with the development of the embedded hardware and the adopted antenna systems. Moreover, considering the increasing interest in the development of constellations of microsatellite, in particular those flying in close formations, a careful analysis has been carried out for the development of innovative communication protocols for inter-satellite links. Furthermore, in order to investigate the system aspects of space communications, a study has been carried out at ESOC having as objective the design, implementation and test of two experimental devices for the enhancement of the ESA GS. Thus, a significant portion of this thesis is dedicated to the description of the results of a method for improving the phase stability of GS radio frequency equipments by means of real-time phase compensation and a new way to perform two antennas arraying tracking using already existing ESA tracking stations facilities.

Dalla città alla casa, dalla casa alla città: la mutevole ricerca di un Piano per il ben-essere urbano

La ricerca si propone di definire le linee guida per la stesura di un Piano che si occupi di qualità della vita e di benessere. Il richiamo alla qualità e al benessere è positivamente innovativo, in quanto impone agli organi decisionali di sintonizzarsi con la soggettività attiva dei cittadini e, contemporaneamente, rende evidente la necessità di un approccio più ampio e trasversale al tema della città e di una più stretta relazione dei tecnici/esperti con i responsabili degli organismi politicoamministrativi. La ricerca vuole indagare i limiti dell’urbanistica moderna di fronte alla complessità di bisogni e di nuove necessità espresse dalle popolazioni urbane contemporanee. La domanda dei servizi è notevolmente cambiata rispetto a quella degli anni Sessanta, oltre che sul piano quantitativo anche e soprattutto sul piano qualitativo, a causa degli intervenuti cambiamenti sociali che hanno trasformato la città moderna non solo dal punto di vista strutturale ma anche dal punto di vista culturale: l’intermittenza della cittadinanza, per cui le città sono sempre più vissute e godute da cittadini del mondo (turisti e/o visitatori, temporaneamente presenti) e da cittadini diffusi (suburbani, provinciali, metropolitani); la radicale trasformazione della struttura familiare, per cui la famiglia-tipo costituita da una coppia con figli, solido riferimento per l’economia e la politica, è oggi minoritaria; l’irregolarità e flessibilità dei calendari, delle agende e dei ritmi di vita della popolazione attiva; la mobilità sociale, per cui gli individui hanno traiettorie di vita e pratiche quotidiane meno determinate dalle loro origini sociali di quanto avveniva nel passato; l’elevazione del livello di istruzione e quindi l’incremento della domanda di cultura; la crescita della popolazione anziana e la forte individualizzazione sociale hanno generato una domanda di città espressa dalla gente estremamente variegata ed eterogenea, frammentata e volatile, e per alcuni aspetti assolutamente nuova. Accanto a vecchie e consolidate richieste – la città efficiente, funzionale, produttiva, accessibile a tutti – sorgono nuove domande, ideali e bisogni che hanno come oggetto la bellezza, la varietà, la fruibilità, la sicurezza, la capacità di stupire e divertire, la sostenibilità, la ricerca di nuove identità, domande che esprimono il desiderio di vivere e di godere la città, di stare bene in città, domande che non possono essere più soddisfatte attraverso un’idea di welfare semplicemente basata sull’istruzione, la sanità, il sistema pensionistico e l’assistenza sociale. La città moderna ovvero l’idea moderna della città, organizzata solo sui concetti di ordine, regolarità, pulizia, uguaglianza e buon governo, è stata consegnata alla storia passata trasformandosi ora in qualcosa di assai diverso che facciamo fatica a rappresentare, a descrivere, a raccontare. La città contemporanea può essere rappresentata in molteplici modi, sia dal punto di vista urbanistico che dal punto di vista sociale: nella letteratura recente è evidente la difficoltà di definire e di racchiudere entro limiti certi l’oggetto “città” e la mancanza di un convincimento forte nell’interpretazione delle trasformazioni politiche, economiche e sociali che hanno investito la società e il mondo nel secolo scorso. La città contemporanea, al di là degli ambiti amministrativi, delle espansioni territoriali e degli assetti urbanistici, delle infrastrutture, della tecnologia, del funzionalismo e dei mercati globali, è anche luogo delle relazioni umane, rappresentazione dei rapporti tra gli individui e dello spazio urbano in cui queste relazioni si muovono. La città è sia concentrazione fisica di persone e di edifici, ma anche varietà di usi e di gruppi, densità di rapporti sociali; è il luogo in cui avvengono i processi di coesione o di esclusione sociale, luogo delle norme culturali che regolano i comportamenti, dell’identità che si esprime materialmente e simbolicamente nello spazio pubblico della vita cittadina. Per studiare la città contemporanea è necessario utilizzare un approccio nuovo, fatto di contaminazioni e saperi trasversali forniti da altre discipline, come la sociologia e le scienze umane, che pure contribuiscono a costruire l’immagine comunemente percepita della città e del territorio, del paesaggio e dell’ambiente. La rappresentazione del sociale urbano varia in base all’idea di cosa è, in un dato momento storico e in un dato contesto, una situazione di benessere delle persone. L’urbanistica moderna mirava al massimo benessere del singolo e della collettività e a modellarsi sulle “effettive necessità delle persone”: nei vecchi manuali di urbanistica compare come appendice al piano regolatore il “Piano dei servizi”, che comprende i servizi distribuiti sul territorio circostante, una sorta di “piano regolatore sociale”, per evitare quartieri separati per fasce di popolazione o per classi. Nella città contemporanea la globalizzazione, le nuove forme di marginalizzazione e di esclusione, l’avvento della cosiddetta “new economy”, la ridefinizione della base produttiva e del mercato del lavoro urbani sono espressione di una complessità sociale che può essere definita sulla base delle transazioni e gli scambi simbolici piuttosto che sui processi di industrializzazione e di modernizzazione verso cui era orientata la città storica, definita moderna. Tutto ciò costituisce quel complesso di questioni che attualmente viene definito “nuovo welfare”, in contrapposizione a quello essenzialmente basato sull’istruzione, sulla sanità, sul sistema pensionistico e sull’assistenza sociale. La ricerca ha quindi analizzato gli strumenti tradizionali della pianificazione e programmazione territoriale, nella loro dimensione operativa e istituzionale: la destinazione principale di tali strumenti consiste nella classificazione e nella sistemazione dei servizi e dei contenitori urbanistici. E’ chiaro, tuttavia, che per poter rispondere alla molteplice complessità di domande, bisogni e desideri espressi dalla società contemporanea le dotazioni effettive per “fare città” devono necessariamente superare i concetti di “standard” e di “zonizzazione”, che risultano essere troppo rigidi e quindi incapaci di adattarsi all’evoluzione di una domanda crescente di qualità e di servizi e allo stesso tempo inadeguati nella gestione del rapporto tra lo spazio domestico e lo spazio collettivo. In questo senso è rilevante il rapporto tra le tipologie abitative e la morfologia urbana e quindi anche l’ambiente intorno alla casa, che stabilisce il rapporto “dalla casa alla città”, perché è in questa dualità che si definisce il rapporto tra spazi privati e spazi pubblici e si contestualizzano i temi della strada, dei negozi, dei luoghi di incontro, degli accessi. Dopo la convergenza dalla scala urbana alla scala edilizia si passa quindi dalla scala edilizia a quella urbana, dal momento che il criterio del benessere attraversa le diverse scale dello spazio abitabile. Non solo, nei sistemi territoriali in cui si è raggiunto un benessere diffuso ed un alto livello di sviluppo economico è emersa la consapevolezza che il concetto stesso di benessere sia non più legato esclusivamente alla capacità di reddito collettiva e/o individuale: oggi la qualità della vita si misura in termini di qualità ambientale e sociale. Ecco dunque la necessità di uno strumento di conoscenza della città contemporanea, da allegare al Piano, in cui vengano definiti i criteri da osservare nella progettazione dello spazio urbano al fine di determinare la qualità e il benessere dell’ambiente costruito, inteso come benessere generalizzato, nel suo significato di “qualità dello star bene”. E’ evidente che per raggiungere tale livello di qualità e benessere è necessario provvedere al soddisfacimento da una parte degli aspetti macroscopici del funzionamento sociale e del tenore di vita attraverso gli indicatori di reddito, occupazione, povertà, criminalità, abitazione, istruzione, etc.; dall’altra dei bisogni primari, elementari e di base, e di quelli secondari, culturali e quindi mutevoli, trapassando dal welfare state allo star bene o well being personale, alla wellness in senso olistico, tutte espressioni di un desiderio di bellezza mentale e fisica e di un nuovo rapporto del corpo con l’ambiente, quindi manifestazione concreta di un’esigenza di ben-essere individuale e collettivo. Ed è questa esigenza, nuova e difficile, che crea la diffusa sensazione dell’inizio di una nuova stagione urbana, molto più di quanto facciano pensare le stesse modifiche fisiche della città.

Traces de terre, traces d'encre... La rappresentazione dello spazio nella letteratura caraibica. (Francofona e Anglofona)

This study concerns the representation of space in Caribbean literature, both francophone and Anglophone and, in particular, but not only, in the martinican literature, in the works of the authors born in the island. The analysis focus on the second half of the last century, a period in which the martinican production of novels and romances increased considerably, and where the representation and the rule of space had a relevant place. So, the thesis explores the literary modalities of this representation. The work is constituted of 5 chapters and the critical and methodological approaches are both of an analytical and comparative type. The first chapter “The caribbean space: geography, history and society” presents the geographic context, through an analysis of the historical and political major events occurred in the Caribbean archipelago, in particular of the French Antilles, from the first colonization until the départementalisation. The first paragraph “The colonized space: historical-political excursus” the explores the history of the European colonization that marked forever the theatre of the relationship between Europe, Africa and the New World. This social situation take a long and complex process of “Re-appropriation and renegotiation of the space”, (second paragraph) always the space of the Other, that interest both the Antillean society and the writers’ universe. So, a series of questions take place in the third paragraph “Landscape and identity”: what is the function of space in the process of identity construction? What are the literary forms and representations of space in the Caribbean context? Could the writing be a tool of cultural identity definition, both individual and collective? The second chapter “The literary representation of the Antillean space” is a methodological analysis of the notions of literary space and descriptive gender. The first paragraph “The literary space of and in the novel” is an excursus of the theory of such critics like Blanchot, Bachelard, Genette and Greimas, and in particular the recent innovation of the 20th century; the second one “Space of the Antilles, space of the writing” is an attempt to apply this theory to the Antillean literary space. Finally the last paragraph “Signs on the page: the symbolic places of the antillean novel landscape” presents an inventory of the most recurrent antillean places (mornes, ravines, traces, cachots, En-ville,…), symbols of the history and the past, described in literary works, but according to new modalities of representation. The third chapter, the core of the thesis, “Re-drawing the map of the French Antilles” focused the study of space representation on francophone literature, in particular on a selected works of four martinican writers, like Roland Brival, Édouard Glissant, Patrick Chamoiseau and Raphaël Confiant. Through this section, a spatial evolution comes out step by step, from the first to the second paragraph, whose titles are linked together “The novel space evolution: from the forest of the morne… to the jungle of the ville”. The virgin and uncontaminated space of the Antilles, prior to the colonisation, where the Indios lived in harmony with the nature, find a representation in both works of Brival (Le sang du roucou, Le dernier des Aloukous) and of Glissant (Le Quatrième siècle, Ormerod). The arrival of the European colonizer brings a violent and sudden metamorphosis of the originary space and landscape, together with the traditions and culture of the Caraïbes population. These radical changes are visible in the works of Chamoiseau (Chronique des sept misères, Texaco, L’esclave vieil homme et le molosse, Livret des villes du deuxième monde, Un dimanche au cachot) and Confiant (Le Nègre et l’Amiral, Eau de Café, Ravines du devant-jour, Nègre marron) that explore the urban space of the creole En-ville. The fourth chapter represents the “2nd step: the Anglophone novel space” in the exploration of literary representation of space, through an analytical study of the works of three Anglophone writers, the 19th century Lafcadio Hearn (A Midsummer Trip To the West Indies, Two Years in the French West Indies, Youma) and the contemporary authors Derek Walcott (Omeros, Map of the New World, What the Twilight says) and Edward Kamau Brathwaite (The Arrivants: A New World Trilogy). The Anglophone voice of the Caribbean archipelago brings a very interesting contribution to the critical idea of a spatial evolution in the literary representation of space, started with francophone production: “The spatial evolution goes on: from the Martiniques Sketches of Hearn… to the modern bards of Caribbean archipelago” is the new linked title of the two paragraphs. The fifth chapter “Extended look, space shared: the Caribbean archipelago” is a comparative analysis of the results achieved in the prior sections, through a dialogue between all the texts in the first paragraph “Francophone and Anglophone representation of space compared: differences and analogies”. The last paragraph instead is an attempt of re-negotiate the conventional notions of space and place, from a geographical and physical meaning, to the new concept of “commonplace”, not synonym of prejudice, but “common place” of sharing and dialogue. The question sets in the last paragraph “The “commonplaces” of the physical and mental map of the Caribbean archipelago: toward a non-place?” contains the critical idea of the entire thesis.

The spatial representation of time

Numerosi studi mostrano che gli intervalli temporali sono rappresentati attraverso un codice spaziale che si estende da sinistra verso destra, dove gli intervalli brevi sono rappresentati a sinistra rispetto a quelli lunghi. Inoltre tale disposizione spaziale del tempo può essere influenzata dalla manipolazione dell’attenzione-spaziale. La presente tesi si inserisce nel dibattito attuale sulla relazione tra rappresentazione spaziale del tempo e attenzione-spaziale attraverso l’uso di una tecnica che modula l’attenzione-spaziale, ovvero, l’Adattamento Prismatico (AP). La prima parte è dedicata ai meccanismi sottostanti tale relazione. Abbiamo mostrato che spostando l’attenzione-spaziale con AP, verso un lato dello spazio, si ottiene una distorsione della rappresentazione di intervalli temporali, in accordo con il lato dello spostamento attenzionale. Questo avviene sia con stimoli visivi, sia con stimoli uditivi, nonostante la modalità uditiva non sia direttamente coinvolta nella procedura visuo-motoria di AP. Questo risultato ci ha suggerito che il codice spaziale utilizzato per rappresentare il tempo, è un meccanismo centrale che viene influenzato ad alti livelli della cognizione spaziale. La tesi prosegue con l’indagine delle aree corticali che mediano l’interazione spazio-tempo, attraverso metodi neuropsicologici, neurofisiologici e di neuroimmagine. In particolare abbiamo evidenziato che, le aree localizzate nell’emisfero destro, sono cruciali per l’elaborazione del tempo, mentre le aree localizzate nell’emisfero sinistro sono cruciali ai fini della procedura di AP e affinché AP abbia effetto sugli intervalli temporali. Infine, la tesi, è dedicata allo studio dei disturbi della rappresentazione spaziale del tempo. I risultati ci indicano che un deficit di attenzione-spaziale, dopo danno emisferico destro, provoca un deficit di rappresentazione spaziale del tempo, che si riflette negativamente sulla vita quotidiana dei pazienti. Particolarmente interessanti sono i risultati ottenuti mediante AP. Un trattamento con AP, efficace nel ridurre il deficit di attenzione-spaziale, riduce anche il deficit di rappresentazione spaziale del tempo, migliorando la qualità di vita dei pazienti.

Statistical Physics and Modeling of Human Mobility

In this thesis, we extend some ideas of statistical physics to describe the properties of human mobility. By using a database containing GPS measures of individual paths (position, velocity and covered space at a spatial scale of 2 Km or a time scale of 30 sec), which includes the 2% of the private vehicles in Italy, we succeed in determining some statistical empirical laws pointing out "universal" characteristics of human mobility. Developing simple stochastic models suggesting possible explanations of the empirical observations, we are able to indicate what are the key quantities and cognitive features that are ruling individuals' mobility. To understand the features of individual dynamics, we have studied different aspects of urban mobility from a physical point of view. We discuss the implications of the Benford's law emerging from the distribution of times elapsed between successive trips. We observe how the daily travel-time budget is related with many aspects of the urban environment, and describe how the daily mobility budget is then spent. We link the scaling properties of individual mobility networks to the inhomogeneous average durations of the activities that are performed, and those of the networks describing people's common use of space with the fractional dimension of the urban territory. We study entropy measures of individual mobility patterns, showing that they carry almost the same information of the related mobility networks, but are also influenced by a hierarchy among the activities performed. We discover that Wardrop's principles are violated as drivers have only incomplete information on traffic state and therefore rely on knowledge on the average travel-times. We propose an assimilation model to solve the intrinsic scattering of GPS data on the street network, permitting the real-time reconstruction of traffic state at a urban scale.

Comparing genetic and linguistic diversity in African populations with a focus on the Khoisan of southern Africa

The interaction between disciplines in the study of human population history is of primary importance, profiting from the biological and cultural characteristics of humankind. In fact, data from genetics, linguistics, archaeology and cultural anthropology can be combined to allow for a broader research perspective. This multidisciplinary approach is here applied to the study of the prehistory of sub-Saharan African populations: in this continent, where Homo sapiens originally started his evolution and diversification, the understanding of the patterns of human variation has a crucial relevance. For this dissertation, molecular data is interpreted and complemented with a major contribution from linguistics: linguistic data are compared to the genetic data and the research questions are contextualized within a linguistic perspective. In the four articles proposed, we analyze Y chromosome SNPs and STRs profiles and full mtDNA genomes on a representative number of samples to investigate key questions of African human variability. Some of these questions address i) the amount of genetic variation on a continental scale and the effects of the widespread migration of Bantu speakers, ii) the extent of ancient population structure, which has been lost in present day populations, iii) the colonization of the southern edge of the continent together with the degree of population contact/replacement, and iv) the prehistory of the diverse Khoisan ethnolinguistic groups, who were traditionally understudied despite representing one of the most ancient divergences of modern human phylogeny. Our results uncover a deep level of genetic structure within the continent and a multilayered pattern of contact between populations. These case studies represent a valuable contribution to the debate on our prehistory and open up further research threads.

Who can (not) be Greek? Citizenship, Identity and Belonging among youth of sub-Saharan African background in Athens

‘Who can be Greek?’ This was the question posed to the Greek society for the first time before the implementation of the Act 3838 in March 2010 which gave the right to access the Greek citizenship -under specific preconditions- to all children of legal migrants born or schooled in Greece. This change of the Nationality Code in order to include all those children was coincided by the economic crisis resulting into the rise of xenophobia, racism and extreme-right rhetoric. The outcome was the cancellation of the Act 3838 by the State Council in February 2013. Under this particular framework, the notions of identity and belonging formed among the youth of African background in Athens are explored. The ways those youngsters perceive not only themselves but also their peers, their countries of origin and the country they live in, are crucial elements of their self-identification. Researches have shown that the integration of the second generation is highly connected to their legal and social status. However, integration is a rather complex process, influenced and shaped by many variables and multiple factors. It is not linear; therefore, its outcomes are difficult to be predicted. Yet, I argue that citizenship acquisition facilitates the process as it transforms those children from ‘aliens’ to ‘citizens’. How these youngsters are perceived by the majority society and the State is one of the core questions of the research, focusing on the imposed dual ‘otherness’ they are subject to. On the one hand, they have to deal with the ‘otherness’ originating from the migrant status inherited to them by their parents, and on the other with the ‘otherness’ deriving from their different phenotypic characteristics. Race matters and becomes a means of discrimination against youth of African background who are perceived as inassimilable and ‘forever others’.

Improvement of photon transport model by including coupled photon-electron transport and kernel refinement

The first part of this work deals with the inverse problem solution in the X-ray spectroscopy field. An original strategy to solve the inverse problem by using the maximum entropy principle is illustrated. It is built the code UMESTRAT, to apply the described strategy in a semiautomatic way. The application of UMESTRAT is shown with a computational example. The second part of this work deals with the improvement of the X-ray Boltzmann model, by studying two radiative interactions neglected in the current photon models. Firstly it is studied the characteristic line emission due to Compton ionization. It is developed a strategy that allows the evaluation of this contribution for the shells K, L and M of all elements with Z from 11 to 92. It is evaluated the single shell Compton/photoelectric ratio as a function of the primary photon energy. It is derived the energy values at which the Compton interaction becomes the prevailing process to produce ionization for the considered shells. Finally it is introduced a new kernel for the XRF from Compton ionization. In a second place it is characterized the bremsstrahlung radiative contribution due the secondary electrons. The bremsstrahlung radiation is characterized in terms of space, angle and energy, for all elements whit Z=1-92 in the energy range 1–150 keV by using the Monte Carlo code PENELOPE. It is demonstrated that bremsstrahlung radiative contribution can be well approximated with an isotropic point photon source. It is created a data library comprising the energetic distributions of bremsstrahlung. It is developed a new bremsstrahlung kernel which allows the introduction of this contribution in the modified Boltzmann equation. An example of application to the simulation of a synchrotron experiment is shown.