Problems and potentialities of e-Learning for regular undergraduate courses in emergency medicine

BACKGROUND: E-learning techniques are spreading at great speed in medicine, raising concerns about the impact of adopting them. Websites especially designed to host courses are becoming more common. There is a lack of evidence that these systems could enhance student knowledge acquisition. GOAL: To evaluate the impact of using dedicated-website tools over cognition of medical students exposed to a first-aid course. METHODS: Prospective study of 184 medical students exposed to a twenty-hour first-aid course. We generated a dedicated-website with several sections (lectures, additional reading material, video and multiple choice exercises). We constructed variables expressing the student's access to each section. The evaluation was composed of fifty multiple-choice tests, based on clinical problems. We used multiple linear regression to adjust for potential confounders. RESULTS: There was no association of website intensity of exposure and the outcome - beta-coeficient 0.27 (95%CI - 0.454 - 1.004). These findings were not altered after adjustment for potential confounders - 0.165 (95%CI -0.628 - 0.960). CONCLUSION: A dedicated website with passive and active capabilities for aiding in person learning had not shown association with a better outcome.

Algorithmic Solutions for Combinatorial Problems in Resource Management of Manufacturing Environments

This thesis studies the use of heuristic algorithms in a number of combinatorial problems that occur in various resource constrained environments. Such problems occur, for example, in manufacturing, where a restricted number of resources (tools, machines, feeder slots) are needed to perform some operations. Many of these problems turn out to be computationally intractable, and heuristic algorithms are used to provide efficient, yet sub-optimal solutions. The main goal of the present study is to build upon existing methods to create new heuristics that provide improved solutions for some of these problems. All of these problems occur in practice, and one of the motivations of our study was the request for improvements from industrial sources. We approach three different resource constrained problems. The first is the tool switching and loading problem, and occurs especially in the assembly of printed circuit boards. This problem has to be solved when an efficient, yet small primary storage is used to access resources (tools) from a less efficient (but unlimited) secondary storage area. We study various forms of the problem and provide improved heuristics for its solution. Second, the nozzle assignment problem is concerned with selecting a suitable set of vacuum nozzles for the arms of a robotic assembly machine. It turns out that this is a specialized formulation of the MINMAX resource allocation formulation of the apportionment problem and it can be solved efficiently and optimally. We construct an exact algorithm specialized for the nozzle selection and provide a proof of its optimality. Third, the problem of feeder assignment and component tape construction occurs when electronic components are inserted and certain component types cause tape movement delays that can significantly impact the efficiency of printed circuit board assembly. Here, careful selection of component slots in the feeder improves the tape movement speed. We provide a formal proof that this problem is of the same complexity as the turnpike problem (a well studied geometric optimization problem), and provide a heuristic algorithm for this problem.

Solving Challenging Real-World Scheduling Problems

This work contains a series of studies on the optimization of three real-world scheduling problems, school timetabling, sports scheduling and staff scheduling. These challenging problems are solved to customer satisfaction using the proposed PEAST algorithm. The customer satisfaction refers to the fact that implementations of the algorithm are in industry use. The PEAST algorithm is a product of long-term research and development. The first version of it was introduced in 1998. This thesis is a result of a five-year development of the algorithm. One of the most valuable characteristics of the algorithm has proven to be the ability to solve a wide range of scheduling problems. It is likely that it can be tuned to tackle also a range of other combinatorial problems. The algorithm uses features from numerous different metaheuristics which is the main reason for its success. In addition, the implementation of the algorithm is fast enough for real-world use.

Lapsen sosiaalisen kompetenssin tukeminen – vanhempien epäsuorat ja suorat vaikutustavat

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan vanhempien havaintoja ja käsityksiä lapsen sosiaalisesta kompetenssista. Lapsen sosiaalisesta kompetenssista tarkastelun kohteena ovat erityisesti vertaissuhteet, sosiaaliset taidot ja sosiaalinen käyttäytyminen. Tarkoituksena on selvittää vanhempien näkemyksiä lapsen sosiaalisesta verkostosta ja lapsesta sosiaalisena toimijana. Kiinnostuksen kohteena on myös, miten vanhemmat vaikuttamaan lapsen sosiaaliseen kompetenssiin. Vanhempien vaikutuksessa voidaan erottaa epäsuora ja suora vaikutus. Vanhempien epäsuoraan vaikutukseen kuuluvat perheen sosioekonomiset tekijät, vanhemmuuteen ja lastenkasvatukseen liittyvät käytännöt sekä lapsen ja vanhemman välinen vuorovaikutus. Suora vaikutus sisältää vanhempien eri roolit ja tehtävät sosiaalisen kompetenssin edistämiseksi. Vanhempien epäsuorilla ja suorilla vaikutustavoilla on havaittu olevan merkittävää vaikutusta lapsen sosiaalisen kompetenssiin muotoutumiseen ja sen laatuun. Tutkimuksessa selvitetään vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten vanhempien välisiä eroja näissä vaikutustavoissa. Tutkimuksessa hyödynnetään kyselylomake- ja haastatteluaineistoja. Kyselylomakeaineisto (N=156) kerättiin ”Origins of Exclusion in Early Childhood”-tutkimusprojektissa, jossa tutkittiin lasten vertaissuhteita, sosiaalisia taitoja sekä sosiaalista käyttäytymistä kolmen vuoden seurantatutkimuksena päiväkodista kouluun. Perhekysely toteutettiin lasten ollessa kuusivuotiaita. Vanhempien haastatteluaineisto (N=55) koostuu projektissa mukana olleiden lasten vanhempien teemahaastatteluista. Perhekyselyä analysoidaan tilastollisin analyysimenetelmin. Laadullisen aineiston analyysimenetelmänä käytetään sisällönanalyysia. Vanhempien käsityksissä lasten sosiaalinen verkosto rakentui kotiympäristössä, koulussa, päiväkodissa sekä suvun ja harrastusten parissa muodostuneista suhteista. Tutkimustulosten perusteella on havaittavissa, että vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten sosiaaliset verkostot ovat osin erilaiset. Vanhempien arviointien mukaan myös lasten sosiaalisissa taidoissa, käyttäytymisessä, asennoitumisessa sosiaaliseen kanssakäymiseen sekä ryhmään ja leikkeihin liittyvissä strategioissa on eroavaisuuksia. Tutkimuksen pohjalta voidaan todeta, että vanhemmat pystyvät arvioimaan hyvin yksityiskohtaisesti lapsensa sosiaalisia taitoja ja käyttäytymistä. Kaikilla vanhemmilla ei kuitenkaan ollut riittävästi tietoa lasten kaveripiiristä tai sen laadusta eikä lasten sosiaalisesta orientaatiosta. Vanhempien epäsuorissa vaikutustavoissa oli eroja, mutta myös yhtäläisyyksiä. Sosioekonomisia tekijöitä koskevan tarkastelun perusteella vertaissuhdeongelmaisten lasten perheiden taloudelliset ongelmat, isien työttömyys ja lapsen erityisen tuen tarve olivat yhteydessä lapsen sosiaalisten suhteiden ongelmiin. Lähes kaikki tutkimukseen osallistuneet vanhemmat kokivat vanhemmuuden ja kasvatustehtävän kuitenkin hyvin myönteisenä ja tyytyväisyyttä tuottavana asiana elämässä. Valtaosa vanhemmista piti lapsen ja aikuisen välistä vuorovaikutusta positiivisena, vaikka lapsen kanssa ei aina ollutkaan helppoa tulla toimeen. Tyytyväisyydestä huolimatta äidit näkivät itsessään enemmän kehittymisen tarpeita vanhempana kuin isät. Vanhemmuudessa korostuivat ohjaaminen ja kontrolli, mutta myös hoiva, lämpö ja vastavuoroisuus. Hoiva ja lämpö sekä rajojen asettaminen askarruttivat vanhempia suuresti. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat tarvitsisivat opastusta ohjaavan vanhemmuuden löytämiseksi. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat kuvasivat kasvatuksen kuormittavuutta, ajan puutetta sekä muuntuvaa isyyttä ja äitiyttä ei-ongelmaisten lasten vanhempia enemmän. Työn ja perheen yhteensovittamisen vaikeus tuli myös esille vanhempien kuvauksissa. Kyvykkään vanhemmuuden kannalta epävirallinen läheisistä muodostunut tukiverkosto on tärkeä vanhemman apu ja kasvatuksen turva. Ensisijaisena tukitahona on epävirallinen verkosto, joka koostuu ystävistä, tuttavista, työtovereista, puolisosta ja omista vanhemmista. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhempien mukaan arjen tukea ei kuitenkaan ole aina saatavilla, eikä tukiverkosto tyydyttänyt vanhempia. Vanhempien käsityksissä perheen vuorovaikutus sujui hyvin ja vastuu kodista ja kasvatustehtävästä oli molemmilla vanhemmilla tasavertaisesti. Käytännön vastuu kasvatuksesta sekä erilaisten taitojen opettamisesta lapsille kuului äitien tehtäviin. Vanhempien näkemyksissä lapsen sosiaalinen maailma rakentui lähiympäristön tarjoamista mahdollisuuksista. Vanhempien suoriin vaikutustapoihin liittyvien tulosten mukaan vanhemmat pitävät harrastuksia merkittävänä sosiaalista kompetenssia edistävänä tekijänä. Ei-ongelmaisilla lapsilla oli enemmän ja monipuolisempia harrastuksia kuin ongelmaisilla lapsilla. Vaikka vanhemmat eivät mieltäneetkään omaa toimintaansa kaveripiiriin ohjaamiseksi, heillä useinkin oli runsaasti erilaisia rooleja ja tehtäviä sosiaalisten suhteiden ja sosiaalisten taitojen opettamisessa. Lapsen sosiaalisten suhteiden organisoinnissa, ohjaamisessa, valvonnassa ja neuvonnassa oli vanhempiryhmien välillä eroja. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat eivät olleet riittävän hyvin perillä lapsen taidoista ja kyvykkyydestä tuottaakseen oikea-aikaista ohjausta ja tukeakseen lasta riittävästi sopivilla tavoilla. Vanhempien toimintaa näyttää ohjaavan vakaasti se uskomus, että lapsen kaverisuhteet ovat pelkästään hänen oma asiansa. Vanhemmat arvostivat paljon sosiaalisia taitoja ja pyrkivät opettamaan niitä lapsilleen systemaattisesti. Ohjaamisen tavoissa vanhemmat poikkesivat toisistaan. Tutkimus antaa viitteitä, että eiongelmaisten lasten vanhemmat ovat sensitiivisempiä, vastavuoroisempia ja lapsen näkökulmaa ja tarpeita lähtökohtanaan pitäviä sekä tunnetaitoihin ja tunnetilan käsittelyyn keskittyvämpiä kuin ongelmaisten lasten vanhemmat. Vanhempien ja lasten vuorovaikutuksen vaikeudet, ylimalkainen ja epäjohdonmukainen sosiaalisten taitojen, käyttäytymisen sekä suhteiden ohjaus sekä monet perheen voimavarojen puutteet voivat haitata vakavasti lapsen sosiaalisen kompetenssin kehittymistä. Vanhemmilla on kuitenkin taitoa arvioida lapsensa sosiaalista kyvykkyyttä ja halua toimia hyvin kasvatustehtävässään. Vanhemmuuden tukemisessa olisivatkin tärkeitä epävirallisen tukiverkoston lisäksi lähiympäristön perheille ja lapsille suunnatut palvelut, monitahoinen yhteistyö perheiden, lasten ja heidän kanssaan työskentelevien ammattilaisten kesken sekä yhteiskunnan perheitä koskevat säädökset ja tukitoimet.

The knapsack problem approach in solving partial hedging problems of options

En option är ett finansiellt kontrakt som ger dess innehavare en rättighet (men medför ingen skyldighet) att sälja eller köpa någonting (till exempel en aktie) till eller från säljaren av optionen till ett visst pris vid en bestämd tidpunkt i framtiden. Den som säljer optionen binder sig till att gå med på denna framtida transaktion ifall optionsinnehavaren längre fram bestämmer sig för att inlösa optionen. Säljaren av optionen åtar sig alltså en risk av att den framtida transaktion som optionsinnehavaren kan tvinga honom att göra visar sig vara ofördelaktig för honom. Frågan om hur säljaren kan skydda sig mot denna risk leder till intressanta optimeringsproblem, där målet är att hitta en optimal skyddsstrategi under vissa givna villkor. Sådana optimeringsproblem har studerats mycket inom finansiell matematik. Avhandlingen "The knapsack problem approach in solving partial hedging problems of options" inför en ytterligare synpunkt till denna diskussion: I en relativt enkel (ändlig och komplett) marknadsmodell kan nämligen vissa partiella skyddsproblem beskrivas som så kallade kappsäcksproblem. De sistnämnda är välkända inom en gren av matematik som heter operationsanalys. I avhandlingen visas hur skyddsproblem som tidigare lösts på andra sätt kan alternativt lösas med hjälp av metoder som utvecklats för kappsäcksproblem. Förfarandet tillämpas även på helt nya skyddsproblem i samband med så kallade amerikanska optioner.

School-based Drama Program to Enhance Social and Emotional Wellbeing at Elementary School

Julkaisumaa: Hong Kong

Multidata inverse problems and Bayesian solution methods in astronomy

Statistical analyses of measurements that can be described by statistical models are of essence in astronomy and in scientific inquiry in general. The sensitivity of such analyses, modelling approaches, and the consequent predictions, is sometimes highly dependent on the exact techniques applied, and improvements therein can result in significantly better understanding of the observed system of interest. Particularly, optimising the sensitivity of statistical techniques in detecting the faint signatures of low-mass planets orbiting the nearby stars is, together with improvements in instrumentation, essential in estimating the properties of the population of such planets, and in the race to detect Earth-analogs, i.e. planets that could support liquid water and, perhaps, life on their surfaces. We review the developments in Bayesian statistical techniques applicable to detections planets orbiting nearby stars and astronomical data analysis problems in general. We also discuss these techniques and demonstrate their usefulness by using various examples and detailed descriptions of the respective mathematics involved. We demonstrate the practical aspects of Bayesian statistical techniques by describing several algorithms and numerical techniques, as well as theoretical constructions, in the estimation of model parameters and in hypothesis testing. We also apply these algorithms to Doppler measurements of nearby stars to show how they can be used in practice to obtain as much information from the noisy data as possible. Bayesian statistical techniques are powerful tools in analysing and interpreting noisy data and should be preferred in practice whenever computational limitations are not too restrictive.

Be-Fe coupled method for the analysis of 3D elastodynamic problems in the time domain

By coupling the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) an algorithm that combines the advantages of both numerical processes is developed. The main aim of the work concerns the time domain analysis of general three-dimensional wave propagation problems in elastic media. In addition, mathematical and numerical aspects of the related BE-, FE- and BE/FE-formulations are discussed. The coupling algorithm allows investigations of elastodynamic problems with a BE- and a FE-subdomain. In order to observe the performance of the coupling algorithm two problems are solved and their results compared to other numerical solutions.

An alternative finite element formulation for determination of streamlines in two-dimensional problems

It is well known that the numerical solutions of incompressible viscous flows are of great importance in Fluid Dynamics. The graphics output capabilities of their computational codes have revolutionized the communication of ideas to the non-specialist public. In general those codes include, in their hydrodynamic features, the visualization of flow streamlines - essentially a form of contour plot showing the line patterns of the flow - and the magnitudes and orientations of their velocity vectors. However, the standard finite element formulation to compute streamlines suffers from the disadvantage of requiring the determination of boundary integrals, leading to cumbersome implementations at the construction of the finite element code. In this article, we introduce an efficient way - via an alternative variational formulation - to determine the streamlines for fluid flows, which does not need the computation of contour integrals. In order to illustrate the good performance of the alternative formulation proposed, we capture the streamlines of three viscous models: Stokes, Navier-Stokes and Viscoelastic flows.

Solution of aerospace problems using structured and unstructured strategies

Products developed at industries, institutes and research centers are expected to have high level of quality and performance, having a minimum waste, which require efficient and robust tools to numerically simulate stringent project conditions with great reliability. In this context, Computational Fluid Dynamics (CFD) plays an important role and the present work shows two numerical algorithms that are used in the CFD community to solve the Euler and Navier-Stokes equations applied to typical aerospace and aeronautical problems. Particularly, unstructured discretization of the spatial domain has gained special attention by the international community due to its ease in discretizing complex spatial domains. This work has the main objective of illustrating some advantages and disadvantages of numerical algorithms using structured and unstructured spatial discretization of the flow governing equations. Numerical methods include a finite volume formulation and the Euler and Navier-Stokes equations are applied to solve a transonic nozzle problem, a low supersonic airfoil problem and a hypersonic inlet problem. In a structured context, these problems are solved using MacCormack’s implicit algorithm with Steger and Warming’s flux vector splitting technique, while, in an unstructured context, Jameson and Mavriplis’ explicit algorithm is used. Convergence acceleration is obtained using a spatially variable time stepping procedure.