Why Mathematics is essential in Biomedical Sciences degree?

Improvement of mathematical education and motivation of students in the mathematics" area is needed. What can be done? We introduce some ideas to generate the student"s interest for mathematics, because they often present difficulties in appreciating the relevance of mathematics and its role in the health sciences. We consider that a cornerstone in the strategy to attract the students" interest is linking the mathematics with real biomedical situations. We proceed in the following manner: We first present a real biomedical situation to produce interest and to generate curiosity. Second, we ask thought-provoking questions to students as: Which is the biomedical problem presented? Which is my knowledge on this situation? What could I do to solve this biomedical situation? Do I need some new mathematical concepts and procedures? Thereupon, the teacher explains the mathematical concepts necessary to solve the case presented, providing definitions, properties and tools for graphical display and/or mathematical calculations. In this learning methodology, ICTs were cornerstones for reaching the proposed competences. Furthermore, ICTs can also be used in the evaluative task in its two possible aspects: formative and for obtaining a qualification. Comments from students about this new mathematics teaching method indicate that the use of real biomedical case studies kept the lessons in mathematics interesting.

The Educational Experience of Students of Chinese Origin in a French-Speaking Context : the role of school, family, and community

Cette recherche vise à documenter l’expérience scolaire des élèves québécois d’origine chinoise à l’école secondaire de langue française et à examiner les dynamiques qui influencent la réussite scolaire de ces élèves. Elle s’intéresse plus précisément aux impacts des facteurs relatifs à l’école, à la famille immigrante, et à ceux de la communauté ethnique sur l’intégration de ces jeunes dans un contexte francophone. Les données ont été principalement recueillies à travers des entretiens semi-structurés approfondis auprès d’élèves d’origine chinoise et de différents acteurs du paradigme éducatif (parents, acteurs scolaires et intervenants communautaires). D’autres instruments, tels que l’analyse du contenu de documents et de médias, ont également été utilisés afin de fournir des informations contextuelles et d’enrichir les données d’entrevues. Les données ont été analysées selon un cadre théorique ouvert et inclusif où la réussite scolaire des élèves issus de l’immigration est mesurée en mettant l’accent sur l’influence de la maîtrise de la langue d’enseignement, du capital culturel et social de la famille et de la communauté immigrante, ainsi que des facteurs systémiques au niveau de l’école. Les résultats de cette étude dans trois écoles cibles montrent qu’en général les élèves d’origine chinoise connaissent une expérience positive, surtout en ce qui concerne leur performance scolaire en mathématiques et sciences. Cependant, les nouveaux arrivants ont tendance à éprouver des difficultés dans l’apprentissage du français et pour leur intégration sociale. En effet, le processus d’intégration socioscolaire des jeunes chinois est sous l’influence des différents milieux qu’ils fréquentent. À propos de l’influence des dynamiques scolaires, les résultats de la recherche indiquent qu’une relation maître-élève positive joue un rôle important dans la réussite éducative de ces élèves. Toutefois, l’insuffisance du soutien à l’apprentissage défavorise l’intégration linguistique et sociale des élèves nouvellement arrivés. Les données de cette étude soulignent notamment le rôle de la famille immigrante et de la communauté ethnique dans l’expérience scolaire de ces jeunes. D’une part, sous l’impact des dynamiques familiales, notamment ce qui à trait au projet migratoire, à la culture chinoise et à l’expérience pré- et post-migratoire, les parents immigrants chinois s’impliquent activement dans les études de leurs enfants, malgré des barrières linguistiques et culturelles. D’autre part, afin de surmonter les effets négatifs des faibles liens entretenus avec l’école de langue française, les parents chinois ont largement recours aux ressources au sein de la communauté ethnique, tels que les médias de langue chinoise, les organismes ethnospécifiques de services aux immigrants, l’école du samedi et les institutions religieuses ethniques. Ces institutions sociales ethniques contribuent à soutenir les valeurs culturelles, échanger des informations, établir des modèles pour les jeunes et à fournir des services appropriés en matière culturelle et linguistique.

Comprehensive evaluation of the WaterGAP3 model across climatic, physiographic, and anthropogenic gradients

In den letzten Jahrzehnten haben sich makroskalige hydrologische Modelle als wichtige Werkzeuge etabliert um den Zustand der globalen erneuerbaren Süßwasserressourcen flächendeckend bewerten können. Sie werden heutzutage eingesetzt um eine große Bandbreite wissenschaftlicher Fragestellungen zu beantworten, insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf das natürliche Abflussregime oder der Auswirkungen des globalen Wandels und Klimawandels auf die Ressource Wasser. Diese Auswirkungen lassen sich durch verschiedenste wasserbezogene Kenngrößen abschätzen, wie z.B. erneuerbare (Grund-)Wasserressourcen, Hochwasserrisiko, Dürren, Wasserstress und Wasserknappheit. Die Weiterentwicklung makroskaliger hydrologischer Modelle wurde insbesondere durch stetig steigende Rechenkapazitäten begünstigt, aber auch durch die zunehmende Verfügbarkeit von Fernerkundungsdaten und abgeleiteten Datenprodukten, die genutzt werden können, um die Modelle anzutreiben und zu verbessern. Wie alle makro- bis globalskaligen Modellierungsansätze unterliegen makroskalige hydrologische Simulationen erheblichen Unsicherheiten, die (i) auf räumliche Eingabedatensätze, wie z.B. meteorologische Größen oder Landoberflächenparameter, und (ii) im Besonderen auf die (oftmals) vereinfachte Abbildung physikalischer Prozesse im Modell zurückzuführen sind. Angesichts dieser Unsicherheiten ist es unabdingbar, die tatsächliche Anwendbarkeit und Prognosefähigkeit der Modelle unter diversen klimatischen und physiographischen Bedingungen zu überprüfen. Bisher wurden die meisten Evaluierungsstudien jedoch lediglich in wenigen, großen Flusseinzugsgebieten durchgeführt oder fokussierten auf kontinentalen Wasserflüssen. Dies steht im Kontrast zu vielen Anwendungsstudien, deren Analysen und Aussagen auf simulierten Zustandsgrößen und Flüssen in deutlich feinerer räumlicher Auflösung (Gridzelle) basieren. Den Kern der Dissertation bildet eine umfangreiche Evaluierung der generellen Anwendbarkeit des globalen hydrologischen Modells WaterGAP3 für die Simulation von monatlichen Abflussregimen und Niedrig- und Hochwasserabflüssen auf Basis von mehr als 2400 Durchflussmessreihen für den Zeitraum 1958-2010. Die betrachteten Flusseinzugsgebiete repräsentieren ein breites Spektrum klimatischer und physiographischer Bedingungen, die Einzugsgebietsgröße reicht von 3000 bis zu mehreren Millionen Quadratkilometern. Die Modellevaluierung hat dabei zwei Zielsetzungen: Erstens soll die erzielte Modellgüte als Bezugswert dienen gegen den jegliche weiteren Modellverbesserungen verglichen werden können. Zweitens soll eine Methode zur diagnostischen Modellevaluierung entwickelt und getestet werden, die eindeutige Ansatzpunkte zur Modellverbesserung aufzeigen soll, falls die Modellgüte unzureichend ist. Hierzu werden komplementäre Modellgütemaße mit neun Gebietsparametern verknüpft, welche die klimatischen und physiographischen Bedingungen sowie den Grad anthropogener Beeinflussung in den einzelnen Einzugsgebieten quantifizieren. WaterGAP3 erzielt eine mittlere bis hohe Modellgüte für die Simulation von sowohl monatlichen Abflussregimen als auch Niedrig- und Hochwasserabflüssen, jedoch sind für alle betrachteten Modellgütemaße deutliche räumliche Muster erkennbar. Von den neun betrachteten Gebietseigenschaften weisen insbesondere der Ariditätsgrad und die mittlere Gebietsneigung einen starken Einfluss auf die Modellgüte auf. Das Modell tendiert zur Überschätzung des jährlichen Abflussvolumens mit steigender Aridität. Dieses Verhalten ist charakteristisch für makroskalige hydrologische Modelle und ist auf die unzureichende Abbildung von Prozessen der Abflussbildung und –konzentration in wasserlimitierten Gebieten zurückzuführen. In steilen Einzugsgebieten wird eine geringe Modellgüte hinsichtlich der Abbildung von monatlicher Abflussvariabilität und zeitlicher Dynamik festgestellt, die sich auch in der Güte der Niedrig- und Hochwassersimulation widerspiegelt. Diese Beobachtung weist auf notwendige Modellverbesserungen in Bezug auf (i) die Aufteilung des Gesamtabflusses in schnelle und verzögerte Abflusskomponente und (ii) die Berechnung der Fließgeschwindigkeit im Gerinne hin. Die im Rahmen der Dissertation entwickelte Methode zur diagnostischen Modellevaluierung durch Verknüpfung von komplementären Modellgütemaßen und Einzugsgebietseigenschaften wurde exemplarisch am Beispiel des WaterGAP3 Modells erprobt. Die Methode hat sich als effizientes Werkzeug erwiesen, um räumliche Muster in der Modellgüte zu erklären und Defizite in der Modellstruktur zu identifizieren. Die entwickelte Methode ist generell für jedes hydrologische Modell anwendbar. Sie ist jedoch insbesondere für makroskalige Modelle und multi-basin Studien relevant, da sie das Fehlen von feldspezifischen Kenntnissen und gezielten Messkampagnen, auf die üblicherweise in der Einzugsgebietsmodellierung zurückgegriffen wird, teilweise ausgleichen kann.

The Mathematics of Control Theory

This text contains papers presented at the Institute of Mathematics and its Applications Conference on Control Theory, held at the University of Strathclyde in Glasgow. The contributions cover a wide range of topics of current interest to theoreticians and practitioners including algebraic systems theory, nonlinear control systems, adaptive control, robustness issues, infinite dimensional systems, applications studies and connections to mathematical aspects of information theory and data-fusion.

Upper secondary school students' gendered conceptions about mathematics

This study explores Swedish Natural Science students' conceptions about gender and mathematics. I conducted and compared the results from two questionnaires. The first questionnaire revealed a view of rather traditional feminities and masulinities, a result that did not repeat itself in the second questionnaire. There was a discrepancy between the traits the students ascribed as gender different and the traits they ascribed to themselves.

Educação de jovens e adultos: a construção das operações aritméticas em matemática

Working with adult students who attend literacy rooms has been set a challenge for educators, especially with regard to issues of learning mathematics. This work of course completion intention was to investigate the process of construction of arithmetic operations in mathematics from the perspective of the students themselves. Thus specific objectives were to investigate how these students face simple operations that can do this automatically on a daily basis, but not always systematized in the classroom; how these students think and communicate their ideas to the mental operation of the paper record. To this end we chose a qualitative research approach with characteristics of case study, conducted in a room of Youth and Adult participants with three ladies. The data collection occurred through the application of a semi-structured, audio recorded and later transcribed, which issues the verbalization sought and a description of how to give students the learning process of some mathematical content. The results showed that students bring with them skills, cultures and values to the classroom and that these are the basis for understanding the content. The teacher of adult education must take into consideration everything that the student brings to the classroom, their experiences, their history and culture, thus questioning the real world, so they can understand math in a way closer to their daily lives

O jogo de escopa adaptado para o uso em sala de aula

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Improving Mathematics Problem Solving Through Written Explanations

In this action research study of two classrooms of 7th grade mathematics, I investigated how requiring written explanations of problem solving would affect students ability to problem solve, their ability to write good explanations, and how it would affect their attitudes toward mathematics and problem solving. I studied a regular 7th grade mathematics class and a lower ability 7th grade class to see if there would be any difference in what was gained by each group or any group. I discovered that there were no large gains made in the short time period of my action research. Some gains were made in ability to problem solve by my lower ability students over the 7 weeks that they did a weekly problem solving assignment. Some individual students felt that the writing had helped them in their problem solving because they needed to think and write each step. As a result of this research I plan to continue implementing writing in my classroom over the entire school year requiring a little more from students each time we problem solve and write.

Cooperative Learning in Relation to Problem Solving in the Mathematics Classroom

In this action research study of my classroom of 5th grade mathematics, I investigated cooperative learning and how it is related to problem solving as well as written and oral communication. I discovered that cooperative learning has a positive impact on students’ abilities in problem solving and their overall impression of mathematics and group work. I also found that my students’ communication skills improved in oral explanations of their work. As a result of this research I plan to continue my implementation of cooperative learning in my classroom as a general method of teaching. I also plan to continue to use cooperative learning in working with my students to increase their achievement in problem solving and communication of mathematics.

Generating Interest in Mathematics Using Discussion in the Middle School Classroom

In this action research study of my classroom of 8th grade algebra, I investigated students’ discussion of mathematics and how it relates to interest in the subject. Discussion is a powerful tool in the classroom. By relying too heavily on drill and practice, a teacher may lose any individual student insight into the learning process. However, in order for the discussion to be effective, students must be provided with structure and purpose. It is unrealistic to expect middle school age students to provide their own structure and purpose; a packet was constructed that would allow the students to both show their thoughts and work as a small group toward a common goal. The students showed more interest in the subject in question as they related to the algebra topics being studied. The students appreciated the packets as a way to facilitate discussion rather than as a vehicle for practicing concepts. Students still had a need for practice problems as part of their homework. As a result of this research, it is clear that discussion packets are very useful as a part of daily instruction. While there are modifications that must be made to the original packets to more clearly express the expectations in question, discussion packets will continue to be an effective tool in the classroom.

How teachers think about the role of digital technologies in student assessment in mathematics

This study concerns teachers’ use of digital technologies in student assessment, and how the learning that is developed through the use of technology in mathematics can be evaluated. Nowadays math teachers use digital technologies in their teaching, but not in student assessment. The activities carried out with technology are seen as ‘extra-curricular’ (by both teachers and students), thus students do not learn what they can do in mathematics with digital technologies. I was interested in knowing the reasons teachers do not use digital technology to assess students’ competencies, and what they would need to be able to design innovative and appropriate tasks to assess students’ learning through digital technology. This dissertation is built on two main components: teachers and task design. I analyze teachers’ practices involving digital technologies with Ruthven’s Structuring Features of Classroom Practice, and what relation these practices have to the types of assessment they use. I study the kinds of assessment tasks teachers design with a DGE (Dynamic Geometry Environment), using Laborde’s categorization of DGE tasks. I consider the competencies teachers aim to assess with these tasks, and how their goals relate to the learning outcomes of the curriculum. This study also develops new directions in finding how to design suitable tasks for student mathematical assessment in a DGE, and it is driven by the desire to know what kinds of questions teachers might be more interested in using. I investigate the kinds of technology-based assessment tasks teachers value, and the type of feedback they give to students. Finally, I point out that the curriculum should include a range of mathematical and technological competencies that involve the use of digital technologies in mathematics, and I evaluate the possibility to take advantage of technology feedback to allow students to continue learning while they are taking a test.