Ensemble: an e-learning framework

E-Learning frameworks are conceptual tools to organize networks of elearning services. Most frameworks cover areas that go beyond the scope of e-learning, from course to financial management, and neglects the typical activities in everyday life of teachers and students at schools such as the creation, delivery, resolution and evaluation of assignments. This paper presents the Ensemble framework - an e-learning framework exclusively focused on the teaching-learning process through the coordination of pedagogical services. The framework presents an abstract data, integration and evaluation model based on content and communications specifications. These specifications must base the implementation of networks in specialized domains with complex evaluations. In this paper we specialize the framework for two domains with complex evaluation: computer programming and computer-aided design (CAD). For each domain we highlight two Ensemble hotspots: data and evaluations procedures. In the former we formally describe the exercise and present possible extensions. In the latter, we describe the automatic evaluation procedures.

CrimsonHex: a learning objects repository for programming exercises

A repository of learning objects is a system that stores electronic resources in a technology-mediated learning process. The need for this kind of repository is growing as more educators become eager to use digital educa- tional contents and more of it becomes available. The sharing and use of these resources relies on the use of content and communication standards as a means to describe and exchange educational resources, commonly known as learning objects. This paper presents the design and implementation of a service-oriented reposi- tory of learning objects called crimsonHex. This repository supports new definitions of learning objects for specialized domains and we illustrate this feature with the definition of programming exercises as learning objects and its validation by the repository. The repository is also fully compliant with existing commu- nication standards and we propose extensions by adding new functions, formalizing message interchange and providing a REST interface. To validate the interoperability features of the repository, we developed a repository plug-in for Moodle that is expected to be included in the next release of this popular learning management system.

Orchestration of e-learning services for automatic evaluation of programming exercises

Managing programming exercises require several heterogeneous systems such as evaluation engines, learning objects repositories and exercise resolution environments. The coordination of networks of such disparate systems is rather complex. These tools would be too specific to incorporate in an e-Learning platform. Even if they could be provided as pluggable components, the burden of maintaining them would be prohibitive to institutions with few courses in those domains. This work presents a standard based approach for the coordination of a network of e-Learning systems participating on the automatic evaluation of programming exercises. The proposed approach uses a pivot component to orchestrate the interaction among all the systems using communication standards. This approach was validated through its effective use on classroom and we present some preliminary results.

Assentar a primeira pedra

A presente dissertação tem como objectivo o estudo da primeira fase da institucionalização da investigação geológica em Portugal. São analisados os primeiros organismos responsáveis pelo levantamento geológico do território de Portugal continental, ou seja, a Comissão Geológica e Mineralógica, criada em 1848 no contexto da Academia Real das Ciências de Lisboa e chefiada pelo Engenheiro francês Charles Bonnet (1816-1867), e a Comissão Geológica do Reino, fundada em 1857 como secção dos Serviços Geodésicos, no quadro do Ministério das Obras Públicas Comércio e Indústria, liderada por Carlos Ribeiro (1813-1882) e Pereira da Costa (1809-1888). Sem ser efectuada uma análise exaustiva, são ainda abordadas as reformas implementadas depois da cessação de funções da Comissão Geológica do Reino, por se considerar a sua menção indispensável para a compreensão das consequências dos acontecimentos que conduziram à suspensão desta instituição. Neste estudo deu-se particular relevo aos objectivos, estrutura, organização e enquadramento institucional das Comissões Geológicas, analisando-se as relações estabelecidas com os organismos que as tutelavam e os factores que condicionaram o seu funcionamento, em especial aqueles que levaram à suspensão da Comissão Geológica e Mineralógica, em 1858, e à extinção da Comissão Geológica do Reino, dez anos depois. No que se refere à investigação da estrutura institucional das Comissões Geológicas, foi utilizada uma abordagem proposta por Bruno Latour no quadro dos “science studies”, por parecer a mais adequada à compreensão da estrutura e organização das duas Comissões, e do seu enquadramento na administração do Estado. Estas linhas orientadoras foram ainda complementadas com uma análise das intenções e motivações individuais dos protagonistas envolvidos, por terem sido consideradas determinantes no esclarecimento das razões que conduziram à dissolução da Comissão Geológica do Reino. No que se refere às actividades desenvolvidas por ambas as Comissões, serão analisados os respectivos planos e métodos de trabalho, os resultados da sua acção, as relações internacionais dos seus membros, bem como as suas contribuições científicas tendo em conta os padrões internacionais de prática geológica da época. Neste âmbito, demonstra-se que a Comissão Geológica do Reino produziu mais e melhores resultados, que se constituíram num “ciclo de acumulação”. Para este processo, foi determinante a criação de uma rede de apoio, sobretudo no estrangeiro, que garantiu não só a aquisição de colecções, mapas, periódicos e livros, mas também a circulação de conhecimento e o intercâmbio com instituições congéneres estrangeiras, o que permitiu aos geólogos da CGR ver o seu trabalho reconhecido na comunidade científica internacional.

Mining protein structure data

The principal topic of this work is the application of data mining techniques, in particular of machine learning, to the discovery of knowledge in a protein database. In the first chapter a general background is presented. Namely, in section 1.1 we overview the methodology of a Data Mining project and its main algorithms. In section 1.2 an introduction to the proteins and its supporting file formats is outlined. This chapter is concluded with section 1.3 which defines that main problem we pretend to address with this work: determine if an amino acid is exposed or buried in a protein, in a discrete way (i.e.: not continuous), for five exposition levels: 2%, 10%, 20%, 25% and 30%. In the second chapter, following closely the CRISP-DM methodology, whole the process of construction the database that supported this work is presented. Namely, it is described the process of loading data from the Protein Data Bank, DSSP and SCOP. Then an initial data exploration is performed and a simple prediction model (baseline) of the relative solvent accessibility of an amino acid is introduced. It is also introduced the Data Mining Table Creator, a program developed to produce the data mining tables required for this problem. In the third chapter the results obtained are analyzed with statistical significance tests. Initially the several used classifiers (Neural Networks, C5.0, CART and Chaid) are compared and it is concluded that C5.0 is the most suitable for the problem at stake. It is also compared the influence of parameters like the amino acid information level, the amino acid window size and the SCOP class type in the accuracy of the predictive models. The fourth chapter starts with a brief revision of the literature about amino acid relative solvent accessibility. Then, we overview the main results achieved and finally discuss about possible future work. The fifth and last chapter consists of appendices. Appendix A has the schema of the database that supported this thesis. Appendix B has a set of tables with additional information. Appendix C describes the software provided in the DVD accompanying this thesis that allows the reconstruction of the present work.

Imagem da loja: estudo empírico de uma loja de ótica

Dissertação Apresentada ao Instituto Politécnico do Porto para obtenção do Grau de Mestre em Gestão das Organizações, Ramo Gestão de Empresas Orientada pelo Professor Doutor José de Freitas Santos

Compact SMB chromatography for binary separation

A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy

Geração de código VHDL a partir de especificações IOPT PNML2VHDL

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Impact of long-stay beds on the performance of a tertiary hospital in emergencies

ABSTRACT OBJECTIVE To assess the impact of implementing long-stay beds for patients of low complexity and high dependency in small hospitals on the performance of an emergency referral tertiary hospital. METHODS For this longitudinal study, we identified hospitals in three municipalities of a regional department of health covered by tertiary care that supplied 10 long-stay beds each. Patients were transferred to hospitals in those municipalities based on a specific protocol. The outcome of transferred patients was obtained by daily monitoring. Confounding factors were adjusted by Cox logistic and semiparametric regression. RESULTS Between September 1, 2013 and September 30, 2014, 97 patients were transferred, 72.1% male, with a mean age of 60.5 years (SD = 1.9), for which 108 transfers were performed. Of these patients, 41.7% died, 33.3% were discharged, 15.7% returned to tertiary care, and only 9.3% tertiary remained hospitalized until the end of the analysis period. We estimated the Charlson comorbidity index – 0 (n = 28 [25.9%]), 1 (n = 31 [56.5%]) and ≥ 2 (n = 19 [17.5%]) – the only variable that increased the chance of death or return to the tertiary hospital (Odds Ratio = 2.4; 95%CI 1.3;4.4). The length of stay in long-stay beds was 4,253 patient days, which would represent 607 patients at the tertiary hospital, considering the average hospital stay of seven days. The tertiary hospital increased the number of patients treated in 50.0% for Intensive Care, 66.0% for Neurology and 9.3% in total. Patients stayed in long-stay beds mainly in the first 30 (50.0%) and 60 (75.0%) days. CONCLUSIONS Implementing long-stay beds increased the number of patients treated in tertiary care, both in general and in system bottleneck areas such as Neurology and Intensive Care. The Charlson index of comorbidity is associated with the chance of patient death or return to tertiary care, even when adjusted for possible confounding factors.

Sistema didáctico de baixo custo com FPGA de alta densidade

O uso das Field-Programmable Gate Array tem crescido de forma exponencial. Com isto dito, é importante que os engenheiros electrotécnicos estejam familiarizados com este tipo de tecnologia. Foi com o intuído de passar estas valências para os alunos do ISEP, que surgiu a ideia de criar um sistema didáctico, que permitisse ao alunos aprender a trabalhar com estes dispositivos. O seguinte trabalho iniciou-se com base num estudo das características destes dispositivos e das suas potencialidades, seguido de uma avaliação do que o mercado tem para oferecer. Posteriormente, com base em toda a informação reunida, foi definida a arquitectura do sistema, que levou selecção de dispositivos a incluir no mesmo, e culminando na concepção do esquema eléctrico do sistema e da placa de circuito impresso correspondente ao protótipo do mesmo. As principais directivas para este projecto foram o uso de uma FPGA de alta densidade e a concepção da ferramenta com o custo de projecto o mais reduzido possível.

Implementação ferramenta LEAN – TPM - serrote mecânico alternativo

Presentemente, com a economia cada vez mais globalizada e com a grande competitividade do mercado, as empresas de produção procuram cada vez mais ajustar-se às exigências dos clientes. Por esse motivo, o controlo do fluxo produtivo torna-se imprescindível para a resolução de problemas e para a própria melhoria contínua do processo. O sistema “Lean Manufacturing”, é um conjunto de atividades que tem como meta o aumento da capacidade de resposta às mudanças e à minimização dos desperdícios na produção, constituindo-se num verdadeiro empreendimento de gestão inovadora. O TPM – Total Productive Maintenance, é uma ferramenta de melhoria continua cada vez mais utilizada nas empresas com o objetivo de melhorar a eficiência dos seus equipamentos e atingir metas para a redução de desperdícios, incluindo a restauração e manutenção de condições padrão de funcionamento. O presente trabalho visa a implementação da ferramenta TPM num equipamento (Serrote Mecânico Alternativo) instalado no Laboratório das Oficinas Mecânicas do Instituto Superior de Engenharia do Porto. No contexto prático, este trabalho consistiu numa primeira fase por implementar a ferramenta 5S´s no posto de trabalho do equipamento em estudo. Durante esta implementação foi possível detetar algumas anomalias no equipamento, tendo sido sujeitas a uma análise para encontrar as suas causas raiz. Posteriormente foi implementada a ferramenta TPM, de modo, a criar melhores condições de acesso e simplificação das atividades de inspeção, lubrificação e limpeza. Além disso, foi executado e proposto algumas oportunidades de melhoria em alguns elementos, de forma a reduzir tempos de operação e tempos de setup, contribuindo para o aumento da eficiência do equipamento.

Deslocalização de empresas num contexto de globalização: estudo de caso de uma empresa portuguesa

Dissertação apresentada ao Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do Grau de Mestre em Empreendedorismo e Internacionalização Orientador: Professor Doutor José de Freitas Santos

Integration of e-learning systems with repositories of learning objects

This paper describes a communication model to integrate repositories of programming problems with other e-Learning software components. The motivation for this work comes from the EduJudge project that aims to connect an existing repository of programming problems to learning management systems. When trying to use the existing repositories of learning objects we realized that they are mainly specialized search engines and lack features for integration with other e-Learning systems. With this model we intend to clarify the main features of a programming problem repository, in order to enable the design and development of software components that use it. The two main points of this model are the definition of programming problems as learning objects and the definition of the core functions exposed by the repository. In both cases, this model follows the existing specifications of the IMS standard and proposes extensions to deal with the special requirements of automatic evaluation and grading of programming exercises. In the definition of programming problems as learning objects we introduced a new schema for meta-data. This schema is used to represent meta-data related to automatic evaluation that cannot be conveniently represented using the standard: the type of automatic evaluation; the requirements of the evaluation engine; or the roles of different assets - tests cases, program solutions, etc. In the definition of the core functions we used two different web services flavours - SOAP and REST - and described each function as an operation for each type of interface. We describe also the data types of the arguments of each operation. These data types consist mainly on learning objects and their identifications, but include also usage reports and queries using XQuery.

CrimsonHex: um repositório de objectos de aprendizagem

Este artigo descreve o desenho e implementação de um repositório de problemas de programação denominado crimsonHex. A motivação para este trabalho surge do projecto EduJudge que tem como objectivo principal abrir o repositório de problemas de programação da Universidade de Valladolid (online-judge.uva.es) para utilizações pedagógicas no ensino secundário e superior. Este projecto integra um repositório de objectos de aprendizagem que será usado para gerir colecções de exercícios de programação e obter os exercícios adequados de acordo com um perfil de um determinado aluno. O artigo inicia com uma análise aos repositórios actuais. Seguidamente, apresenta-se a arquitectura conceptual do repositório, baseado na metáfora de um objecto de aprendizagem como um livro numa biblioteca, e cria-se uma definição de problemas de programação como objectos de aprendizagem. Posteriormente foca-se a sua arquitectura concreta, o seu modelo de comunicação e detalhes da sua implementação. O artigo termina com algumas considerações finais.

Integrating the LMS in service oriented e-learning systems

Learning management systems are routinely used for presenting, solving and grading exercises with large classes. However, teachers are constrained to use questions with pre-defined answers, such as multiple-choice, to automatically correct the exercises of their students. Complex exercises cannot be evaluated automatically by the LMS and require the coordination of a set of heterogeneous systems. For instance, programming exercises require a specialized exercise resolution environment and automatic evaluation features, each provided by a different type of system. In this paper, the authors discuss an approach for the coordination of a network of eLearning systems supporting the resolution of exercises. The proposed approach is based on a pivot component embedded in the LMS and has two main roles: 1) provide an exercise resolution environment, and 2) coordinate communication between the LMS and other systems, exposing their functions as web services. The integration of the pivot component in the LMS relies on Learning Tools Interoperability (LTI). This paper presents an architecture to coordinate a network of eLearning systems and validate the proposed approach by creating such a network integrated with LMS from two different vendors.