Xanten-Vetera - Analyse et caractérisation du processus de colonisation et de romanisation d’une région frontalière en Germanie inférieure

Ce mémoire analyse le processus de romanisation et de colonisation de Xanten-Vetera, une région frontalière de l’Empire romain située en basse Rhénanie dans la province romaine de Germania inferior. À l’intérieur d’un cadre temporel inclus entre les conquêtes de Jules César et le milieu du second siècle apr. J.-C., l’étude cherche à comprendre et à restituer la présence militaire ainsi que le développement des peuplades civiles sur place, du fait des transferts de population et de l’immigration gallo-romaine. Le processus de romanisation est analysé en tenant compte des réalités ethnographiques, sociales et culturelles et selon les théories les plus actuelles de la recherche moderne sur ce sujet. Comme il s’agit d’une agglomération située sur une voie fluviale en périphérie de l’Empire, le concept de « frontière » y est évalué afin d’estimer si Xanten-Vetera constituait une zone de convergence ou de divergence par rapport à l’espace rhénan. Dans un deuxième temps, cette recherche analyse le contexte militaire et social durant lequel l’empereur Trajan prit la décision d’octroyer le statut de colonie à ce territoire qui devint la Colonia Ulpia Traiana. Cette démarche qui se veut régionale souligne la nature particulière de l’histoire de Xanten-Vetera sous le Haut Empire ; les migrations et les tragédies à l’intérieur de cet espace géographique ont façonné un endroit au destin unique en Germanie et dans l’Empire romain. Enfin, ce travail fournit un exemple pertinent de l’évolution des motivations qui ont guidé les politiques coloniales sous les Julio-Claudiens, les Flaviens et les Antonins et suggère l’essor des groupes de pression non militaires dans ce contexte.

Proposition d’une démarche d’évaluation des attitudes dans un stage clinique en soins infirmiers au collégial

La problématique d'évaluer les attitudes chez les élèves en soins infirmiers a surgi dès mon entrée dans la profession d'enseignante et de superviseure de stages cliniques au niveau collégial. Alors, est survenu le besoin d'explorer l'évaluation des attitudes dans un contexte scientifique, soit une recherche développement dans une approche qualitative. Allant à l'encontre de la déontologie et de ce qui est enseigné, les enseignantes et enseignants constatent que les élèves se trouvent à être certifiés même s'ils démontrent des attitudes inadéquates. Un second constat révèle que les grilles d'évaluation demeurent floues et peu explicites en ce qui a trait à l'évaluation des attitudes. Lors d'un premier niveau de revue de littérature pour documenter la problématique, il est relevé que le problème d'évaluer des attitudes ne se situe pas qu'en soins infirmiers et semble généralisé en éducation. Cependant, pour circonscrire l'étude du sujet, l'essai se limite à l'examen du problème auprès d'élèves en stage clinique de soins infirmiers au collégial. L'objet de la recherche est de tenter de répondre à comment évaluer des attitudes chez des élèves en stage clinique de soins infirmiers pour le niveau collégial. Cela implique l'examen de trois concepts : la compétence, les attitudes, l'évaluation dans une approche par compétences. La compétence est analysée à travers ses différents aspects en lien avec le Renouveau pédagogique, en considérant ses particularités pour le niveau collégial. La recension des écrits portant sur le concept d'attitude démontre que ce sujet est traité différemment en fonction des époques, expliqué surtout en terme de comportements dans certains écrits. Par contre, en lien avec l'approche par compétences, il convient de nommer différemment le concept. Nous croyons qu'il est opportun d'adopter une nomenclature adaptée à l'approche par compétences. Il s'agit davantage de «savoir-être en action» tel que nommé par Bellier (2002) et Scallon (2004a). Cependant, une classification des attitudes provenant des travaux de Morissette et Gingras (1989) retient l'attention. Cette classification aide à circonscrire la notion d'attitude, celles qui sont reliées à un programme d'études. Effectivement, il a été possible de bien identifier les attitudes du programme de soins infirmiers sur lesquelles s'appuiera la démarche d'évaluation proposée dans l'essai. L'étude du concept d'attitude s'est effectuée à l'aide de trois paires de lunettes différentes : une approche en éducation, une approche en ressources humaines et une approche en milieu professionnel. Il ressort de ces visions que la qualité du savoir-agir passe par le savoir-être, «le savoir-être en action», selon Scallon (2004a). L'évaluation dans une approche par compétences est aussi explorée à partir de différents auteurs ayant traité le sujet pour le niveau collégial (Leroux, 2007 ; Scallon, 2004a, 2004b, 2004c, 2007 ; Tardif, 2006). Les différentes fonctions de l'évaluation traitées en lien avec le Renouveau pédagogique, les caractéristiques de l'évaluation authentique, l'instrumentation en éducation et particulièrement en soins infirmiers, complètent l'examen de ce concept et du cadre de référence de l'essai. Pour l'évaluation de performances complexes, la communauté scientifique en éducation précise, sans contredit, que nous devons faire appel au jugement professionnel de l'enseignant. Pour rendre ce jugement valide, concret, précis et crédible, nous devons faire appel à une instrumentation solide. Des experts en évaluation de compétences, Tardif (2006), Scallon (2004a), Leroux (2003) pour ne nommer que ceux-là, précisent qu'instrumenter l'évaluation des compétences passe par l'élaboration de différents outils d'évaluation. Il convient de préciser que l'évaluation des attitudes des élèves en stage clinique de soins infirmiers provient d'un savoir-agir s'inscrivant dans des performances complexes, ne s'évaluant pas comme des connaissances isolées, mais bien comme des ressources intégrées. Nous tentons de démontrer, par cet essai, que le fait d'évaluer des ressources intégrées, incluant les attitudes, passe par l'établissement d'indicateurs de la performance en stage clinique, la clé pour rendre possible l'évaluation des attitudes en soins infirmiers. À l’aide d’un cadre opérationnel, la recherche soulève qu’il devient, dès lors possible d’évaluer des attitudes en soins infirmiers pour le niveau collégial.

Analyse des comportements d'engagement conduisant à l'apprentissage : une approche vygotskienne.

Dans la foulée des recherches sur la réussite scolaire, mon essai constitue une démarche entreprise pour soutenir les enseignants dans leur réalité quotidienne. Plus spécifiquement, il s'intéresse aux conditions à mettre en place afin de favoriser le cheminement et la réussite scolaire des élèves en difficulté d'apprentissage en classe ordinaire. Solliciter les situations idéales en classe semblent parfois difficiles à soutenir chez les enseignantes et enseignants, et ce, peut-être par manque de connaissances ou de moyens permettant d'établir les liens entre les savoirs à transmettre et les capacités des élèves.

Expérimentation de stratégies cognitives et métacognitives dans l'apprentissage de l'analyse littéraire chez des élèves qui redoublent le cours d'Écriture et littérature au cégep.

Le premier cours de français obligatoire, Écriture et littérature, amène l'élève à rédiger une analyse littéraire. La méthode de travail intellectuel que l'élève aura maîtrisée doit être réinvestie dans les cours suivants auxquels de nouvelles notions s'ajoutent. Il importe donc que l'élève ait intégré une méthode de travail efficace qu'il pourra réutiliser. Cet essai vient montrer dans quelle mesure l'utilisation de stratégies cognitives et métacognitives peut aider l'élève à développer sa compétence à rédiger des analyses littéraires. La problématique de la recherche concerne l'approche pédagogique offerte habituellement dans ce premier cours de français. Nous avons remarqué que l'enseignante ou l'enseignant s'intéresse principalement à la tâche réalisée, soit la rédaction de l'élève, et non à la démarche de ce dernier. Si l'élève suit une procédure qui comporte des lacunes ou omet certaines étapes essentielles, comment peut-on espérer que ce dernier arrive à produire une analyse littéraire satisfaisante? Parallèlement, si l'enseignante ou l'enseignant souhaite apporter une aide personnalisée à l'élève, il lui faut avoir accès aux processus mentaux de ce dernier. Nous avons aussi remarqué que l'élève n'est guère impliqué dans le processus d'évaluation, qu'il s'agisse de l'évaluation de sa démarche ou de son texte. Ainsi la réflexion sur son savoir-faire ou sur sa compétence en rédaction n'est pas sollicitée. Tel que donné, le cours de littérature n'offre pas une place suffisamment grande au processus d'apprentissage de l'analyse littéraire: l'élève est absent du processus d'évaluation et la réflexion sur sa démarche et ses productions n'est pas valorisée. Dans ce cas, l'enseignante ou l'enseignant ne peut espérer un transfert des apprentissages dans le cours suivant. Ces constats nous ont amenée à souhaiter analyser les effets de l'enseignement de diverses stratégies cognitives et métacognitives sur le développement de la compétence à rédiger des analyses littéraires. Afin de répondre à cet objectif général de la recherche, nous avons bâti notre cadre de référence autour de l'approche cognitiviste. Comme notre expérimentation porte principalement sur l'acquisition de connaissances procédurales, c'est à dire un savoir-faire, nous avons repris les grands principes du traitement de l'information proposés par Tardif (1992). Nous avons aussi tenu compte des catégories de connaissances (Barbeau, Montini, Roy, 1997) qui exigent, pour chacune, des stratégies différentes. Puisque notre expérimentation vise une méthode d'enseignement différente compte tenu que nous avons ajouté des stratégies d'autoévaluation et de régulation à nos stratégies cognitives déjà existantes, nous avons privilégié les écrits d'auteurs qui traitent de la métacognition dans le but de développer une compétence. Alors que l'autoévaluation permet à l'élève d'évaluer sa démarche ou son travail, la régulation, quant à elle, est l'action qui devrait suivre en vue d'apporter des correctifs aux lacunes relevées. Ces deux pratiques indissociables devraient permettre à l'élève de réaliser quelles actions il doit mettre en place pour améliorer ses écrits. Ainsi l'élève prend confiance en lui, devient plus autonome et responsable de sa réussite. C'est dans cette optique que s'est déroulée l'expérimentation à l'hiver 2008. Pendant 15 semaines, 25 élèves regroupés à l'intérieur d'un cours d'aide à la réussite ont expérimenté une approche différente de celle du cours dans lequel ils ont échoué. D'abord, l'élève a pris connaissance de ses points forts et de ses faiblesses à l'analyse littéraire du trimestre précédent. Il a pu s'exprimer sur sa conception des critères d'évaluation et ajuster sa compréhension des attentes par la suite. Après chaque production, l'élève a été appelé à porter un jugement critique sur son texte. Aussi, il a pu parler de sa méthode de travail avec ses pairs et évaluer l'efficacité de sa démarche. La réécriture de certains textes a été exigée. À plusieurs reprises, l'élève a dû se questionner sur l'état de ses apprentissages et faire le bilan de ses connaissances. Le travail par les pairs a aussi été très valorisé. Pour vérifier l'impact de notre expérimentation, nous avons recueilli tous les documents relatifs à l'analyse littéraire finale de mai 2008 afin de décrire les processus mentaux mis en place par les élèves et vérifier si leurs stratégies ont été efficaces. Nous avons aussi fait remplir deux questionnaires afin d'analyser les perceptions des élèves quant aux stratégies cognitives et métacognitives expérimentées. Finalement, lors d'une entrevue, l'enseignante nous a fait part de ses perceptions quant à l'intérêt de la recherche et ses limites. Les résultats que nous avons obtenus nous ont permis de voir quelle démarche chaque élève a suivie à partir des traces qu'il a laissées. Il semble que les étapes préalables à la rédaction, celles que l'on retrouve sur la copie de l'extrait littéraire, sont les stratégies les plus utiles pour recueillir toutes les informations nécessaires à la rédaction. Les élèves qui ont laissé des traces de ces étapes sont ceux qui ont le mieux réussi. Cependant, c'est sur le plan des perceptions qu'apparaît encore plus clairement l'importance de combiner les stratégies métacognitives aux stratégies cognitives déjà en place. Les élèves accordent une grande valeur à l'autoévaluation. Cette pratique semble avoir contribué à augmenter leur confiance alors qu'ils sont aptes à détecter leurs forces et leurs faiblesses. Aussi, plusieurs croient que le réinvestissement de cette stratégie dans les autres cours de français pourra les aider dans leur réussite. De manière générale, l'expérimentation de stratégies métacognitives conjointement aux stratégies cognitives donne de bons résultats. Même si l'expérimentation s'est effectuée sur une courte période, elle a eu un impact positif chez les élèves et l'enseignante. Les élèves avaient le sentiment d'être en contrôle de leur réussite. Bref, les résultats nous encouragent donc à poursuivre l'insertion de stratégies métacognitives à l'intérieur du premier cours de français afin d'aider les élèves à acquérir une méthode de travail qui leur sera utile et efficace.

L'analyse de l'enseignement centré sur la mise en œuvre de l'organisation des connaissances chez des élèves du troisième cycle du primaire.

Cette recherche-intervention a pour but de découvrir l'impact de la mise en œuvre d'un enseignement centré sur l'organisation des connaissances chez des élèves du troisième cycle du primaire. L'expérience est réalisée avec un groupe hétérogène de première année du troisième cycle du primaire. La question principale de recherche est la suivante : comment mettre en oeuvre un enseignement centré sur l'organisation des connaissances chez des élèves du troisième cycle du primaire? De cette question découlent trois objectifs. Le premier permettant d'identifier les étapes à respecter pour vivre un enseignement centré sur l'organisation des connaissances, le second pour cerner les dimensions de l'élève susceptibles d'être éveillées par un enseignement centré sur l'organisation des connaissances et le dernier pour préciser l'impact général d'un enseignement centré sur l'organisation des connaissances. Dans le premier chapitre, la problématique du manque d'enseignement de l'organisation des connaissances dans un renouveau pédagogique qui prône l'enseignement des compétences est dépeinte. Le deuxième chapitre présene les concepts-clés de cette recherche-intervention. La définition du traitement de l'information est établie en l'illustrant avec le modèle de Sousa (2002). L'organisation des connaissances est aussi définie en présentant les théories de Buzan et Buzan (1995) et de Margulies (2005). Enfin, le rôle de l'enseignant est défini par le biais de l'enseignement stratégique selon Tardif (1992) et de l'enseignement explicite selon Boyer (1993). Le troisième chapitre aborde le cadre méthodologique et l'explication des huit étapes de la présente recherche ainsi que leur contenu. Le quatrième chapitre analyse l'intervention vécue en faisant état des six premières étapes de la recherche. Les données sont présentées en décrivant les activités vécues en ordre chronologique lors de l'intervention. Le cinquième chapitre présente une description des changements réalisés et des connaissances acquises lors du projet ainsi qu'une critique de l'intervention et des recommandations en vue de répondre à la question de recherche. En effet, un enseignement centré sur l'organisation des connaissances a un impact positif sur les méthodes de travail des élèves d'un groupe. Autant les élèves plus doués que les élèves plus faibles y trouvent leur compte. À la suite de cette recherche, il apparaît pertinent de mettre en oeuvre un enseignement centré sur l'organisation des connaissances auprès d'élèves ayant des besoins particuliers ou auprès d'élèves plus jeunes. Ainsi, les élèves ayant des troubles envahissants du développement pourraient bénéficier de cet enseignement pour organiser leur pensée et leurs idées. Enfin, les élèves du premier et du deuxième cycle pourraient aussi apprendre plus tôt à organiser leurs connaissances. Ils deviendraient plus à l'aise dans l'utilisation de la technique des cartes d'organisation d'idées lorsqu'ils seraient au troisième cycle du primaire. Finalement, un enseignement centré sur l'organisation des connaissances demande une certaine adaptation des méthodes pédagogiques pour les enseignants, mais les effets sont bénéfiques pour tous. Il suffit de prendre le temps de s'approprier la démarche, assez simple en-soi, pour que tous en profitent.

Le redoublement au post-primaire général public dans la région du Centre-Ouest du Burkina Faso : analyse des principales caractéristiques liées aux représentations sociales et aux modèles d’intervention éducative véhiculés par les personnels enseignants et les directions des écoles

La recension des écrits scientifiques à laquelle nous avons procédé a souligné clairement de très hautes fréquences de redoublement chez les jeunes d’âge scolaire relevant des enseignements primaire et post-primaire, dans les ex-colonies françaises d’Afrique occidentale et centrale (Burkina-Faso, Sénégal, Gabon). Au Burkina Faso, le taux moyen de redoublement observé au post-primaire a été d’environ 30 % au cours du quinquennat 2007/2008 à 2012/2013. La région du Centre-Ouest est celle qui en a enregistré le taux le plus élevé (33,1 %) sur les treize régions administratives du pays au cours de la période mentionnée, ce qui a justifié son choix dans le cadre de cette étude. L’objectif général visait à déterminer, dans le microsystème qu’est l’école au post-primaire général public, les caractéristiques des représentations sociales (RS) et des modèles d’intervention éducative (MIE) valorisés chez des enseignants et des directions d’écoles qui sont en relation avec le redoublement d’élèves habitant la région ciblée. L’étude menée est quantitative et de type descriptif. Dans le cadre de celle-ci nous avons fait usage d’une démarche d’enquête par questionnaire auprès d’un échantillon de convenance, stratifié et pondéré constitué de 199 enseignantes et enseignants, incluant un membre du personnel de direction pour chacune des institutions de provenance des sujets (N = 14 directions). Le résultat majeur est spécifique aux enseignants titulaires du CAPES (diplôme pédagogique le plus élevé) qui travaillent dans les communes urbaines où les écoles présentent un seuil élevé de redoublement (21 % et plus). Il suggère des caractéristiques qui correspondent à des profils de valorisation élevés de la représentation positive du redoublement d’une part, et de celle de l’externalité des causes du phénomène, d’autre part. Les principales caractéristiques des MIE privilégiés par ces derniers rapportent, quant à elles, une valorisation moyenne ou faible du MIE 3 (hétérostructuration coactive) et concomitamment une valorisation élevée du MIE 4 (interstructuration cognitive). Cependant, les données recueillies auprès des directions d’écoles dont la taille sous-échantillonnale demeure restreinte n’ont permis qu’une interprétation limitée hors de laquelle notre discours s’avérerait hautement spéculatif. Les enseignants et les directions d’école pourront bénéficier de l’intégration des données issues de l’étude au plan de la formation continue. Ils pourront par conséquent questionner leurs pratiques pédagogiques et leurs attitudes au regard des causes et des effets réels du redoublement sur la réussite et la persévérance scolaire des jeunes au post-primaire. Cela dans un contexte, où la scolarisation de base obligatoire de 10 ans constitue un objectif visé à l’horizon 2025 par le gouvernement du Burkina Faso dans le cadre de la réforme éducative engagée depuis 2007.

Non-linear boundary element formulation with tangent operator to analyse crack propagation in quasi-brittle materials

This work deals with analysis of cracked structures using BEM. Two formulations to analyse the crack growth process in quasi-brittle materials are discussed. They are based on the dual formulation of BEM where two different integral equations are employed along the opposite sides of the crack surface. The first presented formulation uses the concept of constant operator, in which the corrections of the nonlinear process are made only by applying appropriate tractions along the crack surfaces. The second presented BEM formulation to analyse crack growth problems is an implicit technique based on the use of a consistent tangent operator. This formulation is accurate, stable and always requires much less iterations to reach the equilibrium within a given load increment in comparison with the classical approach. Comparison examples of classical problem of crack growth are shown to illustrate the performance of the two formulations. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A method to analyse the alignment of core values in collaborative networked organisations

Since collaborative networked organisations are usually formed by independent and heterogeneous entities, it is natural that each member holds his own set of values, and that conflicts among partners might emerge because of some misalignment of values. In contrast, it is often stated in literature that the alignment between the value systems of members involved in collaborative processes is a prerequisite for successful co-working. As a result, the issue of core value alignment in collaborative networks started to attract attention. However, methods to analyse such alignment are lacking mainly because the concept of 'alignment' in this context is still ill defined and shows a multifaceted nature. As a contribution to the area, this article introduces an approach based on causal models and graph theory for the analysis of core value alignment in collaborative networks. The potential application of the approach is then discussed in the virtual organisations' breeding environment context.

Démarche estratégica em unidade materno infantil hospitalar

OBJETIVO: O enfoque démarche estratégica problematiza a dissociação entre direção estratégica da instituição e nível operacional, em busca do planejamento contínuo e flexível de projetos. O objetivo do trabalho foi descrever a aplicação deste enfoque na avaliação de unidade hospitalar. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: Foi realizada aplicação adaptada do enfoque na unidade materno-infantil de hospital público estadual, localizado no município da Serra, ES, como análise da gestão hospitalar, com envolvimento indireto dos atores institucionais que se constituíram nos informantes-chave no período de abril a julho de 2006. Além de reuniões com atores-chave, os dados foram obtidos nas fontes: livros de registros de internações do centro obstétrico, da maternidade e do berçário, faturamento do hospital, relatório estatísitico dos resultados perinatais da unidade materno infantil; livros de atendimento do ambulatório de aleitamento materno, considerando o ano de 2005. RESULTADOS: Os segmentos mais valorizados foram: unidade intensiva neonatal, centro cirúrgico obstétrico e centro obstétrico. Também obteve alta valorização o Programa de Atenção Humanizada à Mãe e ao Recém-nascido. Os principais pontos fracos evidenciados foram: baixa articulação com a rede (parceria com a rede municipal); insuficiência de leitos e de investimento tecnológico necessários para atender a demanda; rotatividade profissional devido aos vínculos temporários; e deficiente implementação da humanização comprometendo os fatores estratégicos de êxito dos segmentos. CONCLUSÕES: Os resultados mostram o potencial do método para problematizar a missão e para a análise da gestão hospitalar apontando estratégias para melhoria da qualidade e competitividade dos segmentos e para maior inserção e integração na rede de serviços.

Analyse paléoécologique des formations récifales du golfe de Skoura (bordure méridionale du sillon Sud rifain; SE de Fés; Maroc). Implications paléogéographiques: communications Atlantique - Méditerranée au Miocène Terminal

The reef levels of the gulf of Skoura belong to the reef formation of the Upper Miocene of the South-Rifan straits. A detailed analysis of the vertical distribution of various forms of colonies has led to the establishment of precise coral morphologies zonation. This palaeoecological approach leads us to distinguish between two environments in the Skoura gulf, probably corresponding to two reef episodes. The palaeogeographical implications (relationships between the Atlantic ocean and the Mediterranean sea) will be pointed out.

Analyse paléoécologique des formations récifales du golfe de Skoura (bordure méridionale du sillon Sud rifain; SE de Fés; Maroc) implications paléogéographiques: communications Atlantique - Méditerranée au Miocène Terminal

The reef levels of the gulf of skoura belong to the reef formation of the Upper Miocene of the South-Rifan straits. A detailed analysis of the vertical distribution of various forms of colonies has led to the establishment of precise coral morphologies zonation. This palaeoecological approach leads us to distinguish between two environments in the Skoura gulf, probably corresponding to two reef episodes. The palaeogeographical implications (relationships between the Atlantic ocean and the Mediterranean sea) will be pointed out.

A regulação endócrina dos balanços de cálcio

RESUMO: As concentrações circulantes de cálcio são notavelmente constantes a despeito das variações diárias na absorção intestinal e na eliminação renal deste elemento. A regulação da calcémia é um sistema complexo que compreende vários factores controladores (a calcémia, a fosforémia, as concentrações circulantes de paratormona (PTH) e calcitriol além de muitos outros factores como hormonas esteróides em geral, outros iões como o magnésio e outros factores hormonais) e vários órgãos alvo (glândulas paratiroideias, osso, rim e intestino). As respostas dos órgãos alvo também são muito variadas. No caso mais simples, a cristalização de sais de cálcio corresponde a uma mudança de fase em que participam moléculas orgânicas que a iniciam, aceleram ou inibem. Em geral a combinação de um factor controlador com o respectivo receptor de membrana (para polipeptídeos ou iões) ou intracelular (hormonas esteróides) é apenas o primeiro passo de uma cadeia bioquímica que introduz uma enorme amplificação na resposta. A esta variedade de mecanismos de resposta correspondem grandes diferenças nos tempos de resposta que podem ser de minutos a semanas. É hoje possível “observar” (medir) com apreciável rigor nos líquidos biológicos (sangue, urina, fezes, etc.) os factores mais importantes do sistema de regulação da calcémia (cálcio, fósforo, paratormona e calcitriol) assim como administrar estes factores em experiências agudas. Esta possibilidade reflecte – se na literatura neste campo que tem vindo a crescer. O advento das técnicas da biologia molecular tem permitido a caracterização molecular de algumas das disfunções da homeostase do cálcio e é de esperar um diagnóstico fisiopatológico cada vez mais rigoroso dessas disfunções. Com o avanço dos conhecimentos nesta área que não cessa de aumentar temos cada vez maiores capacidades para fazer diagnósticos e é cada vez mais difícil interpretar com rigor os correspondentes quadros metabólicos. A análise ou síntese de sistemas complexos é a actividade mais nobre dos engenheiros que lhes permite desenhar pontes, diques, barcos, aviões ou automóveis. Com o aparecimento de computadores de médio ou grande porte foi – lhes possível utilizar descrições matemáticas não só para desenhar sistemas como ainda para interpretar eventuais falhas na sua operação. Essas descrições matemáticas consistem numa sequência de operações realizadas num computador segundo um “programa informático” que receberam a designação genérica de modelos, por analogia com as famosas leis (equações) da física que foram deduzidas a partir de um certo número de postulados e que permitem representar matematicamente processos físicos. As famosas leis de Newton são talvez os exemplos mais famosos de “modelos” de sistemas físicos. A introdução de modelos matemáticos em biologia e particularmente em medicina só se deu recentemente.MÉTODOS No trabalho que aqui se apresenta construiu - se um modelo simplificado da homeostase do cálcio destinado ao cálculo de variáveis observáveis (concentrações de cálcio, fósforo, PTH e calcitriol) de modo a poderem comparar-se valores calculados com valores observados. A escolha dos componentes do modelo foi determinada pela nossa experiência clínica e pela informação fisiopatológica e clínica publicada. Houve a preocupação de construir o modelo de forma modular de modo a ser possível a sua expansão sem grandes transformações na descrição matemática (e informática) já existente. Na sua fase actual o modelo não pode ser usado como instrumento de diagnóstico. É antes uma ferramenta destinada a esclarecer “em princípio” mecanismos fisiopatológicos. Usou – se o modelo para simular um certo número de observações publicadas e para exemplificar a sua eventual aplicação clínica na simulação de situações hipotéticas e na análise de possíveis mecanismos fisiopatológicos responsáveis por situações de hipo ou hipercalcémias. Simultaneamente fez – se uma análise dos dados acumulados relativos a doentes vistos no Serviço de Endocrinologia do Instituto Português de Oncologia de Francisco Gentil – Centro Regional Oncológico de Lisboa, S.A. CONCLUSÕES Numa população de 894 doentes com patologias variadas do Instituto Português de Oncologia de Lisboa os valores da calcémia tiveram uma distribuição normal unimodal com uma média de 9.56 mg/dl, e um erro padrão de 0.41 mg/dl. Estas observações sugerem que a calcémia está sujeita a regulação. A partir dos resultados publicados em que o metabolismo do cálcio foi perturbado por infusões de cálcio, calcitriol ou PTH, de estudos bioquímicos e fisiológicos sobre os mecanismos de acção de factores controladores da calcémia e do estudo do comportamento de órgãos alvo (paratiroideias, intestino, osso e rim) foi possível construir um modelo matemático de parâmetros concentrados do sistema de regulação da calcémia. As expressões analíticas usadas foram baseadas na cinética enzimática de modo a que os seus parâmetros tivessem um significado físico ou fisiológico simples. O modelo revelou apreciável robustez e flexibilidade. É estável quando não perturbado e transita entre estados estacionários quando perturbado. Na sua forma actual gera simulações que reproduzem satisfatoriamente um número apreciável de dados experimentais colhidos em doentes. Isto não significa que possa ser usado como instrumento de diagnóstico aplicável a doentes individuais. O desenho do modelo comporta a adição posterior de novas relações quando surgirem situações para as quais se revele insuficiente. A utilização exaustiva do modelo permitiu explicitar aspectos do metabolismo do cálcio que ou não estão contidas na sua formulação actual – o aparecimento de hipertrofia ou de adenomas das paratiroideias e as alterações na estrutura óssea , a participação de outros factores controladores – magnésio, ou estão insuficientemente descritas – alterações do metabolismo do fósforo nos hipoparatiroidismos. A análise dos dados relativos aos doentes do Serviço de Endocrinologia do IPO permitiu o início da caracterização dos tipos de patologia que representam e de possíveis mecanismos fisiopatológicos subjacentes. Estas observações são o ponto de partida para análises futuras. São exemplos das relações encontradas: a distribuição dos doentes por dois grandes grupos conforme a calcémia é determinada pelas concentrações circulantes de PTH ou estas são determinadas pela calcémia; a distribuição sazonal das concentrações de Vit. D25. no sangue; a correlação negativa entre estas e as concentrações de PTH no sangue. Também foi possível extrair a cinética do controlo da PTH sobre a síntese de calcitriol. O estudo dos níveis circulantes de PTH no pós-operatório imediato de doentes paratiroidectomizados permitiu determinar as suas taxas de degradação metabólica. O modelo permitiu simular as relações Ca/PTH no sangue, Ca/Fracção excretada da carga tubular, Ca/P no sangue para valores normais ou altos de Ca. Foram feitas simulações de situações fisiopatológicas (em “doentes virtuais”): infusões crónicas de cálcio, PTH e calcitriol; alterações no comportamento de receptores. Estas simulações correspondem a experiências que não podem ser realizadas em humanos. São exemplos da utilização do modelo na exploração de possíveis mecanismos fisiopatológicos através da observação de resultados quantitativos inacessíveis à intuição. O modelo foi útil em duas fases do trabalho: Primeiro, durante a sua síntese implicou uma escolha criticamente selectiva de informação, sua análise quantitativa e processamento, uma explicitação rigorosa (analítica) das relações funcionais entre os controladores e as variáveis e da sua integração numa estrutura global; Segundo, a simulação de situações experimentais ou clínicas (dados do Serviço de Endocrinologia do IPO) em doentes obrigou a explicitar raciocínios fisiopatológicos habitualmente formulados em bases puramente intuitivas. Esta prática revelou comportamentos óbvios após as simulações – acção reduzida das infusões PTH (simulação de hiperparatiroidismos primários) enquanto não há inibição total da respectiva secreção, necessidade de aumento da massa secretora da paratiroideia nas insuficiências renais avançadas, etc. A síntese e utilização do modelo não implicaram uma preparação matemática avançada e foram possíveis mercê da disponibilidade de “software” interactivo especificamente desenhado para a simulação de sistemas dinâmicos em que os programas se escrevem em inglês usando a simbologia simples da álgebra elementar. A função nobre de modelos desta natureza é semelhante à dos modelos usados pelos físicos desde o século XVII: permitir explicações de carácter geral funcionando como uma ferramenta intelectual para manipulação de conceitos e para a realização de “experiências pensadas” (“thought experiments”) respeitando certos princípios físicos (princípios de conservação) que estabelecem as fronteiras da realidade. -------ABSTRACT: Calcium blood levels are remarkably constant despite great variations in calcium daily intake, intestinal absorption and renal excretion. The regulation of the calcium concentration in the blood is achieved by a complex system that includes several controller factors (mainly the serum levels of calcium, phosphorus, parathyroid hormone (PTH) and calcitriol but also of steroid hormones, ions such as magnesium and other hormonal factors) and several target organs (parathyroid glands, bone, kidney and intestine). The functional response to the controlling factors obeys a variety of kinetics. The precipitation of calcium salts is a simple phase transition in which organic molecules may provide nucleation centres or inhibit the process. The combination of a controller factor with its receptor located in the cell membrane (for peptides or ions) or in the nucleus (for steroid hormones) is only the first step of a biochemical chain that introduces a huge amplification in the response. To this great variability of response we have to add the times of response that vary from minutes to weeks. It is possible to “observe” (measure) with great accuracy in biological fluids (blood, urine, faeces, etc.) the most important factors intervening in the calcium regulation (calcium, phosphorus, PTH and calcitriol). The response of the system to acute infusions of the controlling factors has also been studied. Using molecular biology techniques it has been possible to characterize some calcium homeostasis dysfunctions and better physiopathological diagnosis are expected. With the increasingly new knowledge in this area we have better capacity to diagnose but it is harder to explain correctly the underlying metabolic mechanisms. The analysis or synthesis of complex systems is the noble activity of engineers that enables them to draw bridges, dams, boats, airplanes or cars. With the availability of medium-large frame computers it was possible to use mathematical descriptions not only to draw systems but also to explain flaws in its operations. These mathematical descriptions are generally known as models by analogy with the laws (equations) of physics that allow the mathematical description of physical processes. In practice it is not possible to find general solutions for the mathematical descriptions of complex systems but (numeric) computations for specific situations can be obtained with digital computers. The introduction of mathematical models in biology and particularly in medicine is a recent event. METHODS In this thesis a simplified model of calcium homeostasis was built that enables the computation of observable variables (concentrations of calcium, phosphorus, PTH and calcitriol) and allows the comparison between the simulation values and observed values. The choice of the model’s components was made according to our clinical experience and to the published clinical and physiopathological data. The model has a modular design that allows future expansions with minor alterations in its structure. In its present form the model cannot be used for diagnosis. It is a tool designed to enlighten physiopathological processes. To exemplify its possible clinical application in the simulation of hypothetical situations and in the analysis of possible mechanisms responsible for hypo or hypercalcemias the model was used to simulate a certain number of published observations. An analysis of clinical and laboratory data from the Endocrinology Department of the Portuguese Cancer Institute (I.P.O.F.G.-C.R.O.L.,S.A.) is also presented. CONCLUSIONS In a population of 188 patients without an identifiable disease of the calcium metabolism at the Portuguese Cancer Institute the calcemia levels had a unimodal distribution with an average of 9.56 mg/dL and a S.E.M of 0.41 mg/dL. This observation confirms that serum calcium is regulated. Using published data; in which calcium metabolism was disrupted by calcium, PTH or calcitriol infusions; from biochemical and physiological studies of the action of controller factors on the calcemia; in which the response of target organs (parathyroid glands, intestine, bone, kidney) was studied it was possible to build a mathematical model of concentrated parameters of the calcium homeostasis. Analytical expressions used were based on enzymatic kinetics. The model is flexible and robust. It is stable when not disturbed and changes between steady states when disturbed. In its present form it provides simulations that reproduce closely a number of experimental clinical data. This does not mean that it can be used as a diagnostic tool for individual patients. The exhaustive utilisation of the model revealed the need of future expansions to include aspects of the calcium metabolism not included in its present form –hypertrophy or adenomas of the parathyroid glands, bone structure changes, participation of other controller factors such as magnesium – or insufficiently described – phosphate metabolism in hypoparathyroidism. The analysis of the data collected from the I.P.O.’s Endocrinology Department allowed the initial characterization of the different pathologies represented and of their possible physiopathological mechanisms. These observations are a starting point for future analysis. As examples of the relations found were: the distribution of patients in two groups according to the dependency of calcium by PTH levels or PTH levels by calcium concentration; the seasonal distribution of the serum concentrations of D25; its negative correlation with PTH concentration. It was also possible to extract the kinetics of the control of the synthesis of calcitriol by PTH. The analysis of immediate post-surgical levels of PTH in parathyroidectomized patients allowed the determination of its metabolic clearance. The model also allowed the simulation of the relations between Ca/PTH in blood, serum Ca/Fraction of tubular load excreted and Ca/P in blood for normal and high values of calcium. Simulations were made of pathological situations (in “virtual patients”): chronic infusions of calcium, PTH and calcitriol; changes in the characteristics of receptors. These simulations are not possible in real persons. They are an example of the use of this model in exploring possible mechanisms of disease through the observation of quantitative results not accessible to simple intuition. This model was useful in two phases: Firstly, its construction required a careful choice of data, its quantitative analysis and processing, an analytical description of the relations between controller factors and variables and their integration in a global structure. Secondly, the simulation of experimental or clinical (I.P.O.’s Endocrinology Department) data implied testing physiopathological explanations that previously were based on intuition. The construction and utilisation of the model didn’t demand an advanced mathematical preparation since user-friendly interactive software was used. This software was specifically designed for the simulation of dynamic systems. The programs are written in English using elementary algebra symbols. The essential function of this type of models is identical to that of those used by physicists since the XVII century which describe quantitatively natural processes and are an intellectual tool for the manipulation of concepts and the performance of “thought experiments” based in certain physical principles (conservation principles) that are the frontiers of reality.------------------RESUMÉE: Les concentrations circulantes de calcium sont constantes même pendant des variations de l’absorption intestinale et de l’élimination rénale de cet élément. La régulation de la calcémie est un système complexe qui comprend plusieurs éléments contrôleurs (la calcémie, la phosphorémie, les concentrations circulantes de l’hormone parathyroïdienne (PTH) e du calcitriol et d’autres comme les hormones stéroïdes ou des ions comme le magnésium) et plusieurs organes (glandes parathyroïdiennes, l’os, le rein et l’intestin). Les réponses de ces organes sont variées. Dans le cas plus simple, la cristallisation des sels de calcium correspond à un changement de phase dans lequel y participent des molécules organiques que la débutent, l’accélèrent ou l’inhibent. Généralement la combinaison d’un élément contrôleur avec leur récepteur de membrane (pour les peptides ou les ions) ou intracellulaire (pour les hormones stéroïdes) n’est que le premier pas d’une chaîne biochimique qu’introduit une grande amplification de la réponse. A cette variété de réponses correspondent des grandes différences des temps de réponses qu’y vont des minuits a semaines. Il est possible « observer » (mesurer) dans les fluides biologiques (sang, urine, fèces, etc.) les éléments plus importants du système de régulation de la calcémie (calcium, phosphate, PTH et le calcitriol) et les administrer en expérimentes aigus. Cette possibilité est visible dans la littérature publiée dans ce domaine qui est en croissance permanente. L’avenir des techniques de biologie moléculaire a permis caractériser des nombreuses dysfonctions de la régulation de la calcémie et on attend un diagnostique physiopathologique de ces dysfonctions chaque fois plus rigoureuses. Les connaissances dans ce domaine s’agrandissent et on a de plus de capacités pour faire des diagnostiques et il est chaque fois plus difficile les interpréter. L’analyse ou synthèse de systèmes complexes est l’activité plus noble des ingénieurs qui les permit dessiner des ponts, bateaux, avions ou automobiles. Avec des ordinateurs de médium ou grand port il les est possible utiliser descriptions mathématiques pour dessiner les systèmes et interpréter des éventuelles fautes d’opération. Ces descriptions mathématiques sont une séquence d’opérations réalisées dans un ordinateur selon « un programme informatique » qui ont reçu la désignation générique de modèles, pour analogie avec les équations de la physique qui ont été déduits d’un nombre de postulées et qu’ont permit représenter des processus physiques en équations mathématiques. Les fameuses équations de Newton sont peut-être les exemples plus connus des systèmes physiques. L’introduction des modèles mathématiques en biologie et en particulier en médecine est un évènement récent. Dans ce travaille, on a construit un modèle simplifié de l’homéostasie du calcium pour calculer les variables observables (concentrations de calcium, phosphate, PTH et calcitriol) pour les comparer. Les choix des components a été déterminés par notre expérience clinique et par l’information physiopathologique et clinique publiée. Le modèle a été construit de façon modulaire ce que permit leur postérieur expansion sans des grandes altérations dans la description mathématique et informatique déjà existante. Dans cette forme le modèle ne peut être utilisé comme un instrument de diagnostique. Il est un outil pour éclairer la physiopathologie. Le modèle a été utilisé pour simuler un certain nombre d’observations publiées et pour exemplifier leur possible utilisation clinique dans la simulation des hypothèses et de la physiopathologie des situations d’hypo ou hypercalcémie. On a fait une analyse des éléments des procès cliniques des malades observées dans le Service d’Endocrinologie de l’IPOFG-CROL, SA. Dans une population de 894 malades avec des différentes pathologies les valeurs de calcémie on une distribution uni modale avec une Médie de 9.56 mg/dL et une erreur standard de 0.41 mg/dL. Ces observations suggèrent que la calcémie soit sujette de régulation. En utilisant des résultats de travaux publiés dans lesquels le métabolisme du calcium a été changé par des infusions de calcium, calcitriol ou PTH, des études biochimiques et physiologiques sur des mécanismes d’action des éléments contrôleurs de la calcémie et de l’étude du comportement des organes cible (parathyroïdes, intestin, rein, os), il a été possible de construire un modèle mathématique de paramètres concentrés du système de régulation de la calcémie. Les expressions analytiques utilisées ont été basées sur la cinétique enzymatique de façon à que les paramètres aient eu une signification physique ou biologique. Le modèle est stable quand il n’est pas perturbé et transit entre états stationnaires quand il est sujet a des perturbations. A ce moment il fait des simulations qui reproduisent de façon satisfaisant un nombre d’observations expérimentales. La construction du modèle permit l’addiction de nouvelles relations dans les cas ou il est insuffisant. L’utilisation exhaustive du modèle a permit expliciter des aspects du métabolisme du calcium qui y ne sont pas compris – l’hyperplasie ou la formation des adénomes des parathyroïdes, les altérations de la structure des os, la participation d’outres éléments régulateurs (magnésium), ou sont insuffisamment décrites – les altérations du métabolisme des phosphates dans l’hypoparathyroidism. L’analyse de l’information des malades du Service d’Endocrinologie a permit caractériser les pathologies représentées et leurs possibles mécanismes physiopathologiques. Ces observations sont le point de départ pour les analyses futures. Sont des exemples des relations trouvées: la distribution des malades par deux groupes: ceux dans lequel la calcémie est déterminée par la PTH ou ceux dans lesquels la PTH est déterminée par la calcémie; la distribution sazonale de la concentration de la vitamine D; la corrélation négative entre la vitamine D et la PTH. On a eu la possibilité de déduire la cinétique de control de la PTH sur la synthèse du calcitriol. L’étude des niveaux circulants de PTH sur des sujets parathyroidectomisées a permit déduire leur taux de dégradation métabolique. Le modèle a permit simuler les relations Ca/PTH dans le sang, Ca/fraction éliminée par le rein, Ca/P dans le sang pour des valeurs normales ou hautes de calcium. On a fait des simulations de situations physiopathologiques (dans “malades virtuelles”): Infusions chroniques de calcium, PTH ou calcitriol; altérations des récepteurs. Ces simulations ne peuvent pas être réalisées dans les humains. Sont des exemples d’utilisation du modèle dans l’exploration des possibles mécanismes de la physiopathologie en observant des résultats quantitatifs inaccessibles à l’intuition. Le modèle a été utile pendant deux étapes des travaux: La première, dans sa construction on a choisi l’information disponible, son analyse quantitative, l’explicitation rigoureuse (analytique) des relations fonctionnelles entre les contrôleurs et les variables et sa intégration dans une structure globale. La deuxième, la simulation de situations expérimentales ou cliniques (du Service d’Endocrinologie) a obligé d’expliciter des raisonnements physiopathologiques généralement formulés utilisant l’intuition. Cette pratique a montré des comportements – action réduite des infusions de PTH (jusqu’à l’inhibition totale de leur respective sécrétion), nécessité d’augmenter la masse sécréteuse de la parathyroïde dans les insuffisants rénales, etc. La synthèse et utilisation du modèle n’ont pas besoin d’une formation avancée en mathématique et sont possibles grâce à un programme interactif qui a été conçu pour la simulation des systèmes dynamiques dans lesquels le programme se construit en anglais en utilisant la symbolique élémentaire de l’algèbre. La fonction noble de ces modèles est semblable à celles des physiques du XVII siècle: Permettre établir explications générales en fonctionnant comme un outil intellectuel pour manipuler des concepts et pour la réalisation d’expérimentes pensées en respectant certains principes de la physique (principe de la conservation) qu’établissent les frontières de la réalité.

Data Extraction Tool to Analyse, Transform and Store Real Data from Electricity Markets

The study of electricity markets operation has been gaining an increasing importance in the last years, as result of the new challenges that the restructuring process produced. Currently, lots of information concerning electricity markets is available, as market operators provide, after a period of confidentiality, data regarding market proposals and transactions. These data can be used as source of knowledge to define realistic scenarios, which are essential for understanding and forecast electricity markets behavior. The development of tools able to extract, transform, store and dynamically update data, is of great importance to go a step further into the comprehension of electricity markets and of the behaviour of the involved entities. In this paper an adaptable tool capable of downloading, parsing and storing data from market operators’ websites is presented, assuring constant updating and reliability of the stored data.