Emotions in a Web-based Learning Environment

The aim of this thesis was to examine emotions in a web-based learning environment (WBLE). Theoretically, the thesis was grounded on the dimensional model of emotions. Four empirical studies were conducted. Study I focused on students’ anxiety and their self-efficacy in computer-using situations. Studies II and III examined the influence of experienced emotions on students’ collaborative visible and non-collaborative invisible activities and lurking in a WBLE. Study II also focused on the antecedents of the emotions students experience in a web-based learning environment. Study IV concentrated on clarifying the differences between emotions experienced in face-to-face and web-based collaborative learning. The results of these studies are reported in four original research articles published in scientific journals. The present studies demonstrate that emotions are important determinants of student behaviour in a web-based learning, and justify the conclusion that interactions on the web can and do have an emotional content. Based on the results of these empirical studies, it can be concluded that the emotions students experience during the web-based learning result mostly from the social interactions rather than from the technological context. The studies indicate that the technology itself is not the only antecedent of students’ emotional reactions in the collaborative web-based learning situations. However, the technology itself also exerted an influence on students’ behaviour. It was found that students’ computer anxiety was associated with their negative expectations of the consequences of using technology-based learning environments in their studies. Moreover, the results also indicated that student behaviours in a WBLE can be divided into three partially overlapping classes: i) collaborative visible ii) non-collaborative invisible activities, and iii) lurking. What is more, students’ emotions experienced during the web-based learning affected how actively they participated in such activities in the environment. Especially lurkers, i.e. students who seldom participated in discussions but frequently visited the online environment, experienced more negatively valenced emotions during the courses than did the other students. This result indicates that such negatively toned emotional experiences can make the lurking individuals less eager to participate in other WBLE courses in the future. Therefore, future research should also focus more precisely on the reasons that cause individuals to lurk in online learning groups, and the development of learning tasks that do not encourage or permit lurking or inactivity. Finally, the results from the study comparing emotional reactions in web-based and face-to-face collaborative learning indicated that the learning by means of web-based communication resulted in more affective reactivity when compared to learning in a face-to-face situation. The results imply that the students in the web-based learning group experienced more intense emotions than the students in the face-to-face learning group.The interpretations of this result are that the lack of means for expressing emotional reactions and perceiving others’ emotions increased the affectivity in the web-based learning groups. Such increased affective reactivity could, for example, debilitate individual’s learning performance, especially in complex learning tasks. Therefore, it is recommended that in the future more studies should be focused on the possibilities to express emotions in a text-based web environment to ensure better means for communicating emotions, and subsequently, possibly decrease the high level of affectivity. However, we do not yet know whether the use of means for communicating emotional expressions via the web (for example, “smileys” or “emoticons”) would be beneficial or disadvantageous in formal learning situations. Therefore, future studies should also focus on assessing how the use of such symbols as a means for expressing emotions in a text-based web environment would affect students’ and teachers’ behaviour and emotional state in web-based learning environments.

Lasirakenteiden aiheuttamien konvektiovirtausten hallinta lattialämmitysjärjestelmässä

Diplomityössä suoritettiin Lappeenrannassa uudessa asuntokerrostalossa asumisviihtyvyysmittauksia vuonna 2002. Kohteessa on koneellinen poistoilmanvaihto, jossa raitisilma johdetaan huonetilaan ikkunan yläpuolella sijaitsevien rakomaisten raitisilmaventtiilien kautta, sekä vesikiertoinen lattialämmitys. Diplomityössä kehitettiin Fluent-virtauslaskentaohjelmalla kaksiuloitteinen malli asuntokerrostalon huoneesta. Kehitettyä simulointimenetelmää käytettiin huoneen lämpöolosuhteiden hallinnan kehittämisessä mallintamalla tilan ilmavirtauskentälle yksityiskohtainen lämpötila- ja nopeusjakauma. Huoneen ilman nopeus- ja lämpötilajakaumaa tarkasteltiin eri lattia- ja ikkunapinnan lämpötiloilla, eri geometrioilla ja käyttäeneri virtauksia kuvaavia malleja. Huoneesta simuloitiin 12 eri tapausta, joista valittiin parhaiten mittaustuloksiin sopiva. Tähän tapaukseen tehtiin muutoksia lattia- ja ikkunapinnan lämpötiloihin. Työssä selvitettiin, kuinka nämä muutokset vaikuttavat huoneen nopeus- ja lämpötilajakaumiin.

Local alignment refinement using structural assessment.

Homology modeling is the most commonly used technique to build a three-dimensional model for a protein sequence. It heavily relies on the quality of the sequence alignment between the protein to model and related proteins with a known three dimensional structure. Alignment quality can be assessed according to the physico-chemical properties of the three dimensional models it produces.In this work, we introduce fifteen predictors designed to evaluate the properties of the models obtained for various alignments. They consist of an energy value obtained from different force fields (CHARMM, ProsaII or ANOLEA) computed on residue selected around misaligned regions. These predictors were evaluated on ten challenging test cases. For each target, all possible ungapped alignments are generated and their corresponding models are computed and evaluated.The best predictor, retrieving the structural alignment for 9 out of 10 test cases, is based on the ANOLEA atomistic mean force potential and takes into account residues around misaligned secondary structure elements. The performance of the other predictors is significantly lower. This work shows that substantial improvement in local alignments can be obtained by careful assessment of the local structure of the resulting models.

Modelling the Knowledge Interface between Sales and Production Functions of a Company. Case: New Service Development Process.

Yrityksen sisäisten rajapintojen tunteminen mahdollistaa tiedonvaihdon hallinnan läpi organisaation. Idean muokkaaminen kannattavaksi innovaatioksi edellyttää organisaation eri osien läpi kulkevaa saumatonta prosessiketjua sekä tietovirtaa. Tutkielman tavoitteena oli mallintaa organisaation kahden toiminnallisesti erilaisen osan välinen tiedon vaihto. Tiedon vaihto kuvattiin rajapintana, tietoliittymänä. Kolmiulotteinen organisaatiomalli muodosti tutkimuksen pääteorian. Se kytkettiin yrityksen tuotanto- ja myyntiosiin, kuten myös BestServ-projektin kehittämään uuteen palvelujen kehittämisen prosessiin. Uutta palvelujen kehittämisen prosessia laajennettiin ISO/IEC 15288 standardin kuvaamalla prosessimallilla. Yritysarkkitehtuurikehikoita käytettiin mallintamisen perustana. Tietoliittymä nimenä kuvastaa näkemystä siitä, että tieto [tietämys] on olemukseltaan yksilöiden tai ryhmien välistä. Mallinnusmenetelmät eivät kuitenkaan vielä mahdollista tietoon [tietämykseen] liittyvien kaikkien ominaisuuksien mallintamista. Tietoliittymän malli koostuu kolmesta osasta, joista kaksi esitetään graafisessa muodossa ja yksi taulukkona. Mallia voidaan käyttää itsenäisesti tai osana yritysarkkitehtuuria. Teollisessa palveluliiketoiminnassa sekä tietoliittymän mallinnusmenetelmä että sillä luotu malli voivat auttaa konepajateollisuuden yritystä ymmärtämään yrityksen kehittämistarpeet ja -kohteet, kun se haluaa palvelujen tuottamisella suuremman roolin asiakasyrityksen liiketoiminnassa. Tietoliittymän mallia voidaan käyttää apuna organisaation tietovarannon ja tietämyksen mallintamisessa sekä hallinnassa ja näin pyrkiä yhdistämään ne yrityksen strategiaa palvelevaksi kokonaisuudeksi. Tietoliittymän mallinnus tarjoaa tietojohtamisen kauppatieteelliselle tutkimukselle menetelmällisyyden tutkia innovaatioiden hallintaa sekä organisaation uudistumiskykyä. Kumpikin tutkimusalue tarvitsevat tarkempaa tietoa ja mahdollisuuksia hallita tietovirtoja, tiedon vaihtoa sekä organisaation tietovarannon käyttöä.

Workplace adjustment of an expatriate manager: identifying key components from a social capital perspective

Perustaen tutkimuksen kansainvälisen sopeutumisen teoreettiselle rungolle täydentäen sitä sosiaalisen pääoman teorialla, tämä tutkielma tutkii kuinka johtoasemassa oleva ulkosuomalainen luo hyvin toimivan sosiaalisen verkoston hong kongilaisella työpaikallansa. Tutkielma lähestyy aihetta Nahapietin ja Ghoshalin (1998) kehittämän sosiaalisen pääoman kolmen ulottuvuuden mallin avulla. Tutkielmassa kirjallisuudesta haettua teoriaa käytetään tutkimustavarten tehtyjen haastattelujen analysointiapuna. Tutkimalla sosiaalista pääomaa, kansainvälisen sopeutumisen kirjallisuutta, ekspatriootin perinteisiä menestystekijöitä ja guanxia (kiinalaisten henkilökohtaisia siteitä) tämän tutkimuksen teoriaosuus implikoi, että sosiaalisella pääomalla tulisi olla täydentävä rooli kansainvälisen sopeutumisen kirjallisuudessa. Sosiaalisen pääoman kolmen ulottuvuuden mallia käytetään pohjana empiirisen datan analysointiin. Tutkielman empiiriset tulokset osoittavat, että työpaikan sosiaaliseen verkostoon sopeutuminen liittyy exspatriootin kykyyn käsitellä estäviä ja mahdollistajia sosiaalisen pääoman luontiin vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi sopeutuminen vaatii exspatriootin tunnistavan kohdemaalle tyypillisiä exspatriootin menestystekijöitä ja ekspatriootinomia tärkeitä henkilökohtaisia ominaisuuksia.

Dilaton quantum cosmology in two dimensions

We consider a renormalizable two-dimensional model of dilaton gravity coupled to a set of conformal fields as a toy model for quantum cosmology. We discuss the cosmological solutions of the model and study the effect of including the back reaction due to quantum corrections. As a result, when the matter density is below some threshold new singularities form in a weak-coupling region, which suggests that they will not be removed in the full quantum theory. We also solve the Wheeler-DeWitt equation. Depending on the quantum state of the Universe, the singularities may appear in a quantum region where the wave function is not oscillatory, i.e., when there is not a well-defined notion of classical spacetime.

Modeling and manufacturability assessment of bistable quantum-dot cells

We have investigated the behavior of bistable cells made up of four quantum dots and occupied by two electrons, in the presence of realistic confinement potentials produced by depletion gates on top of a GaAs/AlGaAs heterostructure. Such a cell represents the basic building block for logic architectures based on the concept of quantum cellular automata (QCA) and of ground state computation, which have been proposed as an alternative to traditional transistor-based logic circuits. We have focused on the robustness of the operation of such cells with respect to asymmetries derived from fabrication tolerances. We have developed a two-dimensional model for the calculation of the electron density in a driven cell in response to the polarization state of a driver cell. Our method is based on the one-shot configuration-interaction technique, adapted from molecular chemistry. From the results of our simulations, we conclude that an implementation of QCA logic based on simple ¿hole arrays¿ is not feasible, because of the extreme sensitivity to fabrication tolerances. As an alternative, we propose cells defined by multiple gates, where geometrical asymmetries can be compensated for by adjusting the bias voltages. Even though not immediately applicable to the implementation of logic gates and not suitable for large scale integration, the proposed cell layout should allow an experimental demonstration of a chain of QCA cells.

The internal wave field in Sau reservoir : Observation and modeling of a third vertical mode

Water withdrawal from Mediterranean reservoirs in summer is usually very high. Because of this, stratification is often continuous and far from the typical two-layered structure, favoring the excitation of higher vertical modes. The analysis of wind, temperature, and current data from Sau reservoir (Spain) shows that the third vertical mode of the internal seiche (baroclinic mode) dominated the internal wave field at the beginning of September 2003. We used a continuous stratification two-dimensional model to calculate the period and velocity distribution of the various modes of the internal seiche, and we calculated that the period of the third vertical mode is ;24 h, which coincides with the period of the dominating winds. As a result of the resonance between the third mode and the wind, the other oscillation modes were not excited during this period

An experimental and theoretical study of multiphase flow in a circulating fluidized bed

A systematic averaging procedure has been derived in order to obtain an integral form of conservation equations for dispersed multiphase flow, especially applicable to fluidized beds. A similar averaging method is applied further to formulate macroscopic integral equations, which can be used in one-dimensional and macroscopic multi dimensional models. Circulating fluid bed hydrodynamics has been studied experimentally and both macroscopic and microscopic flow profiles have been measured in a cold model. As an application of the theory, the one dimensional model has been used to study mass and momentum conservation of gas and solid in a circulating fluid bed. Axial solid mixing has also been modelled by the one dimensional model and mixing parameters have been evaluated.

Modelagem e simulação da desidratação osmótica em pedaços de abacaxi utilizando o método de elementos finitos

Water loss and sugar gain were modelling during the osmotic dehydration process of pieces of pineaplle. The transfer of solute to the fruit and the water to the solution was based on Fick's 2nd law. The three dimensional model was solved by the finite element method with the usage of the software COMSOL Multiphysics 3.2. The main and cross diffusion coefficients and the Biot number were determined on the simulation and the deviation between the experimental and the simulated data were 4,28% to sucrose and 1,66 to the water.

Comparison of diffusion models for description of osmotic dehydration of radish slices dipped in brine

ABSTRACT This paper aims at describing the osmotic dehydration of radish cut into cylindrical pieces, using one- and two-dimensional analytical solutions of diffusion equation with boundary conditions of the first and third kind. These solutions were coupled with an optimizer to determine the process parameters, using experimental data. Three models were proposed to describe the osmotic dehydration of radish slices in brine at low temperature. The two-dimensional model with boundary condition of the third kind well described the kinetics of mass transfers, and it enabled prediction of moisture and solid distributions at any given time.

Modelling of calciner in post-combustion carbon capture process

Climate change has given an impetus to research and developed new technologies to reduce significantly carbon dioxide emissions in energy production in the developed countries. The major pollution source, fossil fuels, will be used as an energy source for many decades, which provides the demand for carbon capture and storage technologies. Over recent years many new technologies has been developed and one of the most promising is calcium-looping in post-combustion carbon capture process, which use carbonation-calcination cycle to capture carbon dioxide from the flue gas of a combustion process. First pilot plant for calcium-looping process has been built in Oviedo, Spain. In this study, a three-dimensional model has been created for the calciner, which is one of the two fluidized bed reactors needed for the process. The calciner is a regenerator where the captured carbon dioxide is removed from the calcium material and then collected after the reactor. Thesis concentrates in creating the calciner 3D-model frame with CFB3D-program and testing the model with two different example cases. Used input parameters and calciner geometry are Oviedo pilot plant design parameters. The calculation results give information about the process and show that pilot plant calciner should perform as planned. This Master’s Thesis is done in participation to EU FP7 project CaOling.

Kysyntä-toimitusketjun synkronointi epävarman kysynnän ja tarjonnan toimintaympäristössä

Kysynnän ja tarjonnan epävarmuudet ovat nykyisin arkipäivää useilla toimialoilla. Elämme epävarmuuden suhteen ennen näkemättömiä aikoja, minkä on arvioitu jatkuvan myös tulevaisuudessa. Yritysten tilauskannat ovat lyhyitä, ja tilaukset viivästyvät tai peruuntuvat kokonaan. Toisaalta tarjonnan epävarmuudet aiheuttavat asiakasyrityksille haasteita esimerkiksi toimitusmyöhästymisten muodossa. Tuotannon ollessa hajaantunut verkostoihin yksittäisten yritysten toiminta ja päätökset vaikuttavat toisten verkostoyritysten toimintaan. Tämän takia epävarmuuden aiheuttamista muutoksista ja poikkeamista tulisi tiedottaa kumppaniyrityksiä, jotta kaikki pysyisivät samalla kellotaajuudella. Operatiivisen ja taktisen tiedon jakaminen on nykyisissä toimitusketjuissa jo arkipäivää, mutta yritysten välisistä rajapinnoista löytyy edelleen kehitettävää. Riittävästä ei kiinnitetä huomiota vastaanottajan kykyyn ja tapaan hyödyntää informaatiota – varsinkaan muutostilanteissa. Ajan/nopeuden ollessa yhä tärkeämpi kilpailutekijä informaation ajoituksella on kriittinen merkitys kysyntä-toimitusketjujen kokonaissuorituskykyyn. Toisin sanoen, millä ajanhetkellä tietoa tulisi jakaa, jotta kumppani pystyisi hyödyntämään saamaansa tietoa mahdollisimman hyvin. Kysyntä-toimitusketjun synkronoinnilla tarkoitetaan tässä väitöstutkimuksessa nimenomaan aikatekijään keskittymistä yritysten välisessä päätöksenteossa ja informaation jakamisessa toimitusketjun kokonaissuorituskyvyn parantamiseksi. Tutkimus kytkeytyy toimitusketjukoordinoinnin tieteelliseen keskusteluun. Koordinointiteorian keskeinen osa ovat riippuvuussuhteet, joita johdetaan koordinointimekanismien avulla. Kysyntätoimitusketjun synkronointia on mallinnettu aikaisemmin VOP-OPP-mallin (Value Offering Point – Order Penetration Point) ja sen johdannaisten avulla. Näissä malleissa asiakasyrityksen kysyntäketju ja toimittajayrityksen toimitusketju ovat keskinäisessä riippuvuussuhteessa, jota johdetaan päätöksenteon synkronoinnin ja informaation jakamisen koordinointimekanismeilla. VOP-OPP-malli johdannaisineen eivät kuitenkaan huomioi epävarman toimintaympäristön vaikutuksia synkronointiin. Näissä malleissa informaation ainoana laatudimensiona tarkasteltava aikatekijä on liian kapea-alainen näkökulma synkronointiin epävarmassa ympäristössä. Lisäksi nämä mallit keskittyvät vain yksisuuntaiseen, kysyntälähtöiseen, synkronointiin jättäen huomioimatta tarjontalähtöisen synkronoinnin. Aikatekijä- ja kokonaissuorituskykypainotustensa takia VOP-OPP-malli tarjosi kuitenkin hyvän lähtöfilosofian uusien synkronointimallien kehittämiseen. Väitöstutkimus toteutettiin hypoteettis-deduktiivisena tapaustutkimuksena, jossa ensin luotiin kirjallisuuden perusteella uudet teoreettiset synkronointimalliehdotukset. Tämän jälkeen ehdotusten toimivuutta arvioitiin käytännön kysyntä-toimitusketjuissa. Tutkimuksen uutuusarvo liittyy kysyntä-toimitusketjun synkronoinnin keskeisten piirteiden systeemiseen mallintamiseen epävarmassa toimintaympäristössä. Kontribuutiona esitetään kysyntä-toimitusketjun synkronoinnin moniulotteinen kokonaismalli, joka sisältää koordinointimekanismeina päätöksenteon synkronoinnin, informaation läpinäkyvyyden sekä asiakas- ja toimittajapään joustot. Tiedon vaihtoa mallissa tarkastellaan kaksisuuntaisesti – kysyntä- ja tarjontalähtöisesti. Informaation laatudimensioina mallissa ovat informaation ajoitus, luotettavuus ja tarkkuus. Kokonaismalli sisältää kolme alimallia: Demand Visibility Point – Demand Penetration Point (DVP-DPP) on kysyntälähtöisen synkronoinnin malli, Supply Visibility Point – Supply Information Penetration Point (SVP-SIPP) on tarjontalähtöisen synkronoinnin malli ja Integroitu DVP-DPP - SVP-SIPP-malli kytkee edellä mainitut mallit toisiinsa. Näissä alimalleissa informaation eri luokkia ovat tilausta edeltävä, tilaukseen liittyvä, tilauksen jälkeinen ja sovitun toimitusajankohdan jälkeinen kysyntä- ja tarjontatieto. Käytännön hyödyntämisen näkökulmasta mallit toimivat ns. mentaalitason koordinointimekanismeina, joiden tarkoitus on herättää toimitusketjukumppanit tavoittelemaan kokonaissuorituskyvyn parantamista oman edun tavoittelemisen sijasta. Tutkimuksen päärajoitteena on sen keskittyminen ainoastaan kahdenvälisiin yhteistyösuhteisiin, mikä tarjoaa nykyisessä verkostoituneessa toimintaympäristössä varsin kapean kuvan käytännön synkronointihaasteisiin.

Cloning, sequence analysis, and expression of cDNA coding for the major house dust mite allergen, Der f 1, in Escherichia coli

Our objective was to clone, express and characterize adult Dermatophagoides farinae group 1 (Der f 1) allergens to further produce recombinant allergens for future clinical applications in order to eliminate side reactions from crude extracts of mites. Based on GenBank data, we designed primers and amplified the cDNA fragment coding for Der f 1 by nested-PCR. After purification and recovery, the cDNA fragment was cloned into the pMD19-T vector. The fragment was then sequenced, subcloned into the plasmid pET28a(+), expressed in Escherichia coli BL21 and identified by Western blotting. The cDNA coding for Der f 1 was cloned, sequenced and expressed successfully. Sequence analysis showed the presence of an open reading frame containing 966 bp that encodes a protein of 321 amino acids. Interestingly, homology analysis showed that the Der p 1 shared more than 87% identity in amino acid sequence with Eur m 1 but only 80% with Der f 1. Furthermore, phylogenetic analyses suggested that D. pteronyssinus was evolutionarily closer to Euroglyphus maynei than to D. farinae, even though D. pteronyssinus and D. farinae belong to the same Dermatophagoides genus. A total of three cysteine peptidase active sites were found in the predicted amino acid sequence, including 127-138 (QGGCGSCWAFSG), 267-277 (NYHAVNIVGYG) and 284-303 (YWIVRNSWDTTWGDSGYGYF). Moreover, secondary structure analysis revealed that Der f 1 contained an a helix (33.96%), an extended strand (17.13%), a ß turn (5.61%), and a random coil (43.30%). A simple three-dimensional model of this protein was constructed using a Swiss-model server. The cDNA coding for Der f 1 was cloned, sequenced and expressed successfully. Alignment and phylogenetic analysis suggests that D. pteronyssinus is evolutionarily more similar to E. maynei than to D. farinae.

Automatic Structure Generation using Genetic Programming and Fractal Geometry

Three dimensional model design is a well-known and studied field, with numerous real-world applications. However, the manual construction of these models can often be time-consuming to the average user, despite the advantages o ffered through computational advances. This thesis presents an approach to the design of 3D structures using evolutionary computation and L-systems, which involves the automated production of such designs using a strict set of fitness functions. These functions focus on the geometric properties of the models produced, as well as their quantifiable aesthetic value - a topic which has not been widely investigated with respect to 3D models. New extensions to existing aesthetic measures are discussed and implemented in the presented system in order to produce designs which are visually pleasing. The system itself facilitates the construction of models requiring minimal user initialization and no user-based feedback throughout the evolutionary cycle. The genetic programming evolved models are shown to satisfy multiple criteria, conveying a relationship between their assigned aesthetic value and their perceived aesthetic value. Exploration into the applicability and e ffectiveness of a multi-objective approach to the problem is also presented, with a focus on both performance and visual results. Although subjective, these results o er insight into future applications and study in the fi eld of computational aesthetics and automated structure design.