Resolució de problemes i mètode de raonament en l'educació matemàtica

Des del principi dels temps històrics, la Matemàtica s'ha generat en totes les civilitzacions sobre la base de la resolució de problemes pràctics.Tanmateix, a partir del període grec la Història ens mostra la necessitat de fer un pas més endavant: l'evolució històrica de la Matemàtica situa els mètodes de raonament com a eix central de la recerca en Matemàtica. A partir d'una ullada als objectius i mètodes de treball d'alguns autors cabdals en la Història dels conceptes matemàtics postulem l'aprenentatge de les formes de raonament matemàtic com l'objectiu central de l'educació matemàtica, i la resolució de problemes com el mitjà més eficient per a coronar aquest objectiu.English version.From the beginning of the historical times, mathematics has been generated in all the civilizations on the base of the resolution of practical problems. Nevertheless, from the greek period History shows us the necessity to take one more step: the historical evolution of mathematics locates the methods of reasoning as the central axis of the research in mathematics. Glancing over the objectives and methods of work used bysome fundamental authors in the History of the mathematical concepts we postulated the learning of the forms of mathematical reasoning like the central objective of the mathematical education, and the resolution of problems as the most efficient way to carry out this objective.

Cardiac motion estimation by joint alignment of tagged MRI sequences

Image registration has been proposed as an automatic method for recovering cardiac displacement fields from Tagged Magnetic Resonance Imaging (tMRI) sequences. Initially performed as a set of pairwise registrations, these techniques have evolved to the use of 3D+t deformation models, requiring metrics of joint image alignment (JA). However, only linear combinations of cost functions defined with respect to the first frame have been used. In this paper, we have applied k-Nearest Neighbors Graphs (kNNG) estimators of the -entropy (H ) to measure the joint similarity between frames, and to combine the information provided by different cardiac views in an unified metric. Experiments performed on six subjects showed a significantly higher accuracy (p < 0.05) with respect to a standard pairwise alignment (PA) approach in terms of mean positional error and variance with respect to manually placed landmarks. The developed method was used to study strains in patients with myocardial infarction, showing a consistency between strain, infarction location, and coronary occlusion. This paper also presentsan interesting clinical application of graph-based metric estimators, showing their value for solving practical problems found in medical imaging.

Maintenance process development for remote administration of network servers

Maintenance is a part of system development and it is possible to develop operation models for accomplishing maintenance tasks. These models can be applied to individual maintenance tasks, maintenance projects and version management. Beneficial operation models makes maintenance more effective and they assist in managing various changes. The purpose of this thesis was to develop a maintenance process which can be used to remote administer network servers. This consisted of defining those operation models and technical specifications which enable to set up, manage changes, maintain and monitor resources of information systems that are located in several different sites. At first in this thesis the needs of the process were determined and requirements were defined based on those needs. The meaning of processes in maintenance of information systems, maintenance workflows and challenges were studied. Then current practical problems and disadvantages of maintenance work were analyzed in order to focus the development to proper issues. Because available operation models did not cover all the recent needs, new maintenance process which fulfilled the requirements was developed.

IN DUBIO PRO NATURA? A Philosophical Analysis of the Precautionary Principle in Environmental and Health Risk Governance

In this book, I apply a philosophical approach to study the precautionary principle in environmental (and health) risk decision-making. The principle says that unacceptable environmental and health risks should be anticipated, and they ought to be forestalled before the damage comes to fruition even if scientific understanding of the risks is inadequate. The study consists of introductory chapters, summary and seven original publications which aim at explicating the principle, critically analysing the debate on the principle, and constructing a basis for the well-founded use of the principle. Papers I-V present the main thesis of this research. In the two last papers, the discussion is widened to new directions. The starting question is how well the currently embraced precautionary principle stands up to critical philosophical scrutiny. The approach employed is analytical: mainly conceptual, argumentative and ethical. The study draws upon Anglo-American style philosophy on the one hand, and upon sources of law as well as concrete cases and decision-making practices at the European Union level and in its member countries on the other. The framework is environmental (and health) risk governance, including the related law and policy. The main thesis of this study is that the debate on the precautionary principle needs to be shifted from the question of whether the principle (or its weak or strong interpretation) is well-grounded in general to questions about the theoretical plausibility and ethical and socio-political justifiability of specific understandings of the principle. The real picture of the precautionary principle is more complex than that found (i.e. presumed) in much of the current academic, political and public debate surrounding it. While certain presumptions and interpretations of the principle are found to be sound, others are theoretically flawed or include serious practical problems. The analysis discloses conceptual and ethical presumptions and elementary understandings of the precautionary principle, critically assesses current practices invoked in the name of the precautionary principle and public participation, and seeks to build bridges between precaution, engagement and philosophical ethics. Hence, it is intended to provide a sound basis upon which subsequent academic scrutiny can build.

Tissue-Tek GLC 550 -peitinlasiautomaatissa esiintyneet käyttöongelmat ja niiden vähentäminen

Patologian laboratoriossa leikepreparaatin valmistuksen viimeinen vaihe on objektilasin peittäminen. Tämä voidaan suorittaa manuaalisesti tai peitinautomaatilla. Objektilasin ja peitinlasin väliin tulee peitinaine, joita on monia erilaisia. Peittämisen tulee olla mahdollisimman laadukasta huolimatta siitä, tehdäänkö se manuaalisesti tai peitinautomaatilla. Tämä tarkoittaa, että peitetyillä objektilaseilla ei saisi olla ilmakuplia ja niiden tulisi olla kirkkaita. Työni kohteena oli kartoittaa, minkälaisia käyttöongelmia Tissue-Tek GLC 550 -peitinlasiautomaatissa on esiintynyt HUSLAB/ Meilahden patologian laboratoriot/ Ihopatologialla. Työhön otin mukaan myös kaksi samanlaista laitetta, jotka sijaitsevat HUSLAB/ Meilahden patologian laboratoriot/ Patologian keskuslaboratoriolla. Yleisimpiä käyttöongelmia ovat olleet laitteiden antamat vikahälytykset ja ilmakuplien jääminen objektilaseille. Näille kolmelle peitinlasiautomaatille laadin kolmen viikon ajaksi täytettävän ongelmanseurantalomakkeen, jolla kartoitettiin laitteissa esiintyneita hälytyksiä. Tämän lisäksi suoritin kokeilun HUSLAB/ Meilahden patologian laboratoriot/ Ihopatologialla, jossa empiirisesti kokeilemalla muuntelin laitteessa peitinaineen tipan kokoa, peitinaineen juovan pituutta objektilasilla ja peitinlasien lämpötilaa niitä käyttöön otettaessa. Hälytystyyppejä esiintyi neljä erilaista. Yhdellä peitinlasiautomaatilla hälytyksiä esiintyi vähintään kuusi kertaa. Laitemyyjän Algol Pharma Oy:n kanssa pohdimme ratkaisuja käyttöongelmiin. Hälytyksien vähentämiseksi tärkeintä on huolehtia laitteen päivittäisestä puhdistuksesta. Laitteen parametreja säätämällä voidaan vähentää tiettyjä hälytyksiä. Laitteen käyttäjä voi säätää joitakin parametreja ja loput on säädeltävissä laitehuoltajan toimesta. Omassa kokeilussani huomasin, että säätämällä peitinainejuovan kohdan juuri sopivaksi peitinlasin mukaan saavutetaan mahdollisimman laadukasta peittämistä. Työlläni saatiin vähennettyä ilmakuplien määrää objektilaseilla HUSLAB/ Meilahden patologian laboratoriot/ Ihopatologialla. Jatkossa nähdään, vähentyvätkö hälytykset, kun kiinnitetään huomiota erityisesti peitinlasiautomaatin puhdistukseen.

Eletrização de dielétricos: novas propostas para resolver velhos problemas

Electrostatic phenomena were discovered long ago but their interpretation according to well-established atomic-molecular theory is still lacking. As a result, electrostatic phenomena are often irreproducible and uncontrolled, causing serious practical problems. Highly reproducible recent experimental results on electrostatic charging from this and other laboratories are reviewed in this work, together with a description of the relevant but not so usual Kelvin probe and Faraday cup techniques. These results support a new model for electrostatic charging of dielectrics and insulated metals, based on the role of moist atmosphere as a charge reservoir.

Automatic evaluation and data generation for analytical chemistry instrumental analysis exercises

In general, laboratory activities are costly in terms of time, space, and money. As such, the ability to provide realistically simulated laboratory data that enables students to practice data analysis techniques as a complementary activity would be expected to reduce these costs while opening up very interesting possibilities. In the present work, a novel methodology is presented for design of analytical chemistry instrumental analysis exercises that can be automatically personalized for each student and the results evaluated immediately. The proposed system provides each student with a different set of experimental data generated randomly while satisfying a set of constraints, rather than using data obtained from actual laboratory work. This allows the instructor to provide students with a set of practical problems to complement their regular laboratory work along with the corresponding feedback provided by the system's automatic evaluation process. To this end, the Goodle Grading Management System (GMS), an innovative web-based educational tool for automating the collection and assessment of practical exercises for engineering and scientific courses, was developed. The proposed methodology takes full advantage of the Goodle GMS fusion code architecture. The design of a particular exercise is provided ad hoc by the instructor and requires basic Matlab knowledge. The system has been employed with satisfactory results in several university courses. To demonstrate the automatic evaluation process, three exercises are presented in detail. The first exercise involves a linear regression analysis of data and the calculation of the quality parameters of an instrumental analysis method. The second and third exercises address two different comparison tests, a comparison test of the mean and a t-paired test.

Chaos and Unpredictability in the Vibration of an Elasto-Plastic Beam

This contribution discusses the nonlinear dynamics of a pin-ended elasto-plastic beam with both kinematic and isotropic hardening. An iterative numerical procedure based on the operator split technique is developed in order to deal with the nonlinearities in the equations of motion. Free and forced responses for harmonic sinusoidal and square wave excitations are investigated. Numerical simulations present many interesting behaviors such as jump phenomena, sensitivity to initial conditions, chaos and transient chaos. These results indicate that there are practical problems in predicting the response of the beam even when periodic steady state response is expected.

Näyttelijän taide venäläisessä elokuvassa 1907-1919

Väitöskirjan aihe on, kuinka elokuvanäyttelijän taide ja sitä koskeva ajattelu kehittyivät Venäjällä yksityisen elokuvatuotannon vuosina 1907–1919. Tutkimus kuuluu kulttuurihistorian alaan. Sen näkökulma on elokuvan esteettinen historia, ja tutkimus liittyy ns. revisionistisen elokuvahistorian pyrkimykseen arvioida uudelleen näytelmäelokuvan varhaisvaiheita. Analyysi kohdistuu esteettiseen aikalaisajatteluun sekä elokuvatuotannon käytäntöihin ja prosesseihin. Lähteinä on käytetty elokuvanäyttelemistä koskevaa julkista keskustelua, elokuvantekijöiden jättämää muistietoa ja ajalta säilyneitä elokuvia. Käsittely jakautuu kolmeen väljän kronologisesti järjestettyyn lukuun. Luku 2 keskittyy venäläisen fiktioelokuvan varhaisvuosiin 1910-luvun taitteen molemmin puolin. Luku 3 käsittelee pitkän näytelmäelokuvan läpimurrosta alkunsa saanutta keskustelua psykologisesta elokuvasta. Luku 4 etenee maailmansodan vuosina nouseen kuvallisen, ohjaajakeskeisen elokuvakäsityksen kautta kohti varhaisen neuvostoelokuvan ajatusta näyttelijästä ”mallina”. Väitöskirjassa esitetään, että käsitys näyttelemisestä, ja sitä myötä elokuvasta yleensä, kävi tutkittuna ajanjaksona läpi kehämäisen kehityksen, jossa vuorottelivat käsitykset elokuvasta modernina ja elokuvasta traditiona. Tutkimus problematisoi myöhempää elokuvakäsitystä, jonka mukaan elokuvaestetiikan perusyksikkö on otos. Toisin kuin myöhempinä vuosikymmeninä 1910-luvulla näytteleminen oli avainkysymys, jonka kautta lähestyttiin elokuvan olemusta itseään. Venäjällä ajatukset elokuvanäyttelemisestä kehittyivät vuorovaikutuksessa saman ajan teatteriestetiikan kanssa, joskin elokuva miellettiin jo varhain erilliseksi taidemuodoksi. Tsaarinajan elokuvan vaikutusvaltaisimmaksi esteettiseksi ohjelmaksi muodostui psykologinen elokuva, jonka inspiraationa toimi osittain Konstantin Stanislavskin samaan aikaan kehittämä näyttelijäntyön järjestelmä. Elävä näyttelijä ja näyttelijän ”kokeminen” nähtiin ratkaisuna elokuvavälineen keskeisenä ongelmana pidettyyn mekaanisuuteen. Ajan studiokäytännöissä psykologinen lähestymistapa puolestaan merkitsi usein vastausten etsimistä teollisen elokuvatuotannon olosuhteista syntyneisiin ongelmiin.

Virtual Testing of Active Magnetic Bearing Systems based on Design Guidelines given by the Standards

Active Magnetic Bearings offer many advantages that have brought new applications to the industry. However, similarly to all new technology, active magnetic bearings also have downsides and one of those is the low standardization level. This thesis is studying mainly the ISO 14839 standard and more specifically the system verification methods. These verifying methods are conducted using a practical test with an existing active magnetic bearing system. The system is simulated with Matlab using rotor-bearing dynamics toolbox, but this study does not include the exact simulation code or a direct algebra calculation. However, this study provides the proof that standardized simulation methods can be applied in practical problems.

Arduino-pohjainen OBD2-lukija SAE J1850 VPW protokollatuella

Kandidaatintyössä toteutetaan OBD2 (On-Board Diagnostics 2) -lukija ajoneuvon päästöjenhallintajärjestelmän diagnostiikkatiedoille yleiskäyttöisellä mikro-ohjaimella. Lukija tukee tiedonsiirtoprotokollana SAE J1850 VPW protokollaa. Mikro-ohjaimena on Atmel Corporationin AVR ATMega328. Työn tavoitteena on havainnoida vastaantulevia käytännön ongelmia ja haasteita mikro-ohjaimen käytöllä tiedonsiirtoprotokollan toteutukseen, ja verrata toteutettua järjestelmää kaupallisiin OBD2-lukijoihin. Työn johtopäätöksenä havaitaan mikro-ohjaimen suorituskyvyn rajoitteet ja sen tuomat toiminnan epävarmuustekijät. Työssä myös todetaan, että mikro-ohjain soveltuu tiedonsiirtoprotokollan toteutukseen kun rajoitteet otetaan huomioon. Kaupallisiin lukijoihin verrattuna yleiskäyttöiseen mikro-ohjaimeen perustuva toteutettu järjestelmä on kalliimpi ja toiminnoiltaan suppeampi. Mikro-ohjaimeen perustuva järjestelmä on kuitenkin muokattavissa ja laajennettavissa tarvittaessa, jolloin toteutukseen voidaan saada kaupallisista järjestelmistä mahdollisesti puuttuvia ominaisuuksia, kuten valmistajakohtaisia protokollia ja toimintoja, joita ei ole määritelty OBD2:ssa. Yhtenä esimerkkinä tällaisesta toiminnosta voi mainita ajoneuvoissa yleistyvän sähköisen käsijarrun säätöä ohjaavat komennot jarruhuoltoa varten.

Auto-poïétique de deux expériences de montage sonore : d'une écoute à l'autre

Notre mémoire de recherche-création a pour point de départ deux conceptions sonores filmiques, auxquelles nous avons contribué en tant que monteur et concepteur sonores. Ces films – et leur bande sonore – ont, par leur forme, leur contenu, mais aussi par la dynamique ayant rythmé leur création, redéfini un aspect ou un autre de notre pratique. Ainsi, au moyen d'une auto-poïétique, nous explorons les différentes conditions de la création sonore mises en jeu, qu'elles soient d'ordre technique – le film Saint-Denys Garneau – ou d'ordre esthétique – le film Ma famille en 17 bobines. Dans chaque cas, nous cherchons aussi à explorer les problèmes poétiques et pratiques posés. Au creux de cette conjugaison de ces conditions émergent alors des outils de médiation, des relations humaines, des mouvements esthétiques et des postures d'écoute qui jettent un éclairage inédit sur notre pratique sonore.

Tactical Vehicle Routing Planning with Application to Milk Collection and Distribution

De nombreux problèmes pratiques qui se posent dans dans le domaine de la logistique, peuvent être modélisés comme des problèmes de tournées de véhicules. De façon générale, cette famille de problèmes implique la conception de routes, débutant et se terminant à un dépôt, qui sont utilisées pour distribuer des biens à un nombre de clients géographiquement dispersé dans un contexte où les coûts associés aux routes sont minimisés. Selon le type de problème, un ou plusieurs dépôts peuvent-être présents. Les problèmes de tournées de véhicules sont parmi les problèmes combinatoires les plus difficiles à résoudre. Dans cette thèse, nous étudions un problème d’optimisation combinatoire, appartenant aux classes des problèmes de tournées de véhicules, qui est liée au contexte des réseaux de transport. Nous introduisons un nouveau problème qui est principalement inspiré des activités de collecte de lait des fermes de production, et de la redistribution du produit collecté aux usines de transformation, pour la province de Québec. Deux variantes de ce problème sont considérées. La première, vise la conception d’un plan tactique de routage pour le problème de la collecte-redistribution de lait sur un horizon donné, en supposant que le niveau de la production au cours de l’horizon est fixé. La deuxième variante, vise à fournir un plan plus précis en tenant compte de la variation potentielle de niveau de production pouvant survenir au cours de l’horizon considéré. Dans la première partie de cette thèse, nous décrivons un algorithme exact pour la première variante du problème qui se caractérise par la présence de fenêtres de temps, plusieurs dépôts, et une flotte hétérogène de véhicules, et dont l’objectif est de minimiser le coût de routage. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème multi-attributs de tournées de véhicules. L’algorithme exact est basé sur la génération de colonnes impliquant un algorithme de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources. Dans la deuxième partie, nous concevons un algorithme exact pour résoudre la deuxième variante du problème. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème de tournées de véhicules multi-périodes prenant en compte explicitement les variations potentielles du niveau de production sur un horizon donné. De nouvelles stratégies sont proposées pour résoudre le problème de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources, impliquant dans ce cas une structure particulière étant donné la caractéristique multi-périodes du problème général. Pour résoudre des instances de taille réaliste dans des temps de calcul raisonnables, une approche de résolution de nature heuristique est requise. La troisième partie propose un algorithme de recherche adaptative à grands voisinages où de nombreuses nouvelles stratégies d’exploration et d’exploitation sont proposées pour améliorer la performances de l’algorithme proposé en termes de la qualité de la solution obtenue et du temps de calcul nécessaire.

Trajectoires socioprofessionnelles des immigrants africains subsahariens de Montréal accédant à des fonctions socioéconomiques valorisées

Les immigrants à Montréal (Québec, Canada) connaissent des difficultés d’insertion en emploi. Parmi eux, ceux originaires de l’Afrique subsaharienne constituent des «groupes racisés» et, à ce titre, sont susceptibles d’éprouver davantage de discriminations et de difficultés que les autres (Hadiri, 2008; Nikuze, 2011). Grâce à une sociologie des "trajectoires de réussites" et grâce à des questions mobilisant l'apport de plusieurs disciplines dans une perspective de résolution de problèmes pratiques, cette thèse a pour but de proposer de possibles solutions aux différents problèmes de ces immigrants montréalais. La recherche de terrain, basée sur des entretiens compréhensifs au sens où l’entend Kaufmann (1996, 2008), propose une sociologie qualitative des "trajectoires de réussites", soit des expériences socioprofessionnelles vécues comme « valorisantes » ou « valorisées. » L’échantillon a été formé d’immigrants africains vivant de telles expériences. À travers leurs différentes trajectoires, la recherche a reposé sur cet objectif appliqué premier : partir du questionnement central sur les facteurs de réussite, rechercher des solutions et des instruments d'intervention destinés à une meilleure intégration socioéconomique des nouveaux immigrants, ou même des anciens immigrants qui connaissent encore des difficultés d’insertion en emploi. Les résultats laissent entrevoir trois catégories de facteurs contributifs à la base de la «réussite socioprofessionnelle», tous rangés au titre de « valeurs », ou façons de voir le monde capables de contribuer à cette « réussite » en s’harmonisant mieux au contexte québécois : il s’agit de valeurs personnelles, d’apports socioculturels africains ou encore de ressources socioculturelles de type québécois. Si les valeurs personnelles relèvent des caractéristiques propres à chacun, les ressources socioculturelles africaines et québécoises résulteraient plutôt de traditions ou de mœurs inhérentes aux cultures des pays concernés. L’analyse et l’interprétation de ces facteurs propices à l’intégration socioprofessionnelle des immigrants ont révélé plusieurs pistes capables de faciliter l’insertion en emploi des immigrants et cette thèse en fait état. Il demeure certain, face à des résultats qui mettent en évidence surtout le facteur individuel, que la « réussite » et l’insertion « réussie » ou vécue comme telle demeurent aussi fonction des actes des autorités publiques : quelles que soient les valeurs et les dispositions individuelles des immigrants, ces facteurs positifs demeurent sans effets si lois et politiques du domaine de l’immigration font obstacle de quelque façon.

Some concepts and models usefulninthe analysis of discrete life time data

This thesis entitled Reliability Modelling and Analysis in Discrete time Some Concepts and Models Useful in the Analysis of discrete life time data.The present study consists of five chapters. In Chapter II we take up the derivation of some general results useful in reliability modelling that involves two component mixtures. Expression for the failure rate, mean residual life and second moment of residual life of the mixture distributions in terms of the corresponding quantities in the component distributions are investigated. Some applications of these results are also pointed out. The role of the geometric,Waring and negative hypergeometric distributions as models of life lengths in the discrete time domain has been discussed already. While describing various reliability characteristics, it was found that they can be often considered as a class. The applicability of these models in single populations naturally extends to the case of populations composed of sub-populations making mixtures of these distributions worth investigating. Accordingly the general properties, various reliability characteristics and characterizations of these models are discussed in chapter III. Inference of parameters in mixture distribution is usually a difficult problem because the mass function of the mixture is a linear function of the component masses that makes manipulation of the likelihood equations, leastsquare function etc and the resulting computations.very difficult. We show that one of our characterizations help in inferring the parameters of the geometric mixture without involving computational hazards. As mentioned in the review of results in the previous sections, partial moments were not studied extensively in literature especially in the case of discrete distributions. Chapters IV and V deal with descending and ascending partial factorial moments. Apart from studying their properties, we prove characterizations of distributions by functional forms of partial moments and establish recurrence relations between successive moments for some well known families. It is further demonstrated that partial moments are equally efficient and convenient compared to many of the conventional tools to resolve practical problems in reliability modelling and analysis. The study concludes by indicating some new problems that surfaced during the course of the present investigation which could be the subject for a future work in this area.