La cohérence conceptuelle d’étudiants collégiaux en mécanique newtonienne et en métrologie

Cette thèse porte sur l’évaluation de la cohérence du réseau conceptuel démontré par des étudiants de niveau collégial inscrits en sciences de la nature. L’évaluation de cette cohérence s’est basée sur l’analyse des tableaux de Burt issus des réponses à des questionnaires à choix multiples, sur l’étude détaillée des indices de discrimination spécifique qui seront décrits plus en détail dans le corps de l’ouvrage et sur l’analyse de séquences vidéos d’étudiants effectuant une expérimentation en contexte réel. Au terme de ce projet, quatre grands axes de recherche ont été exploré. 1) Quelle est la cohérence conceptuelle démontrée en physique newtonienne ? 2) Est-ce que la maîtrise du calcul d’incertitude est corrélée au développement de la pensée logique ou à la maîtrise des mathématiques ? 3) Quelle est la cohérence conceptuelle démontrée dans la quantification de l’incertitude expérimentale ? 4) Quelles sont les procédures concrètement mise en place par des étudiants pour quantifier l’incertitude expérimentale dans un contexte de laboratoire semi-dirigé ? Les principales conclusions qui ressortent pour chacun des axes peuvent se formuler ainsi. 1) Les conceptions erronées les plus répandues ne sont pas solidement ancrées dans un réseau conceptuel rigide. Par exemple, un étudiant réussissant une question sur la troisième loi de Newton (sujet le moins bien réussi du Force Concept Inventory) montre une probabilité à peine supérieure de réussir une autre question sur ce même sujet que les autres participants. De nombreux couples de questions révèlent un indice de discrimination spécifique négatif indiquant une faible cohérence conceptuelle en prétest et une cohérence conceptuelle légèrement améliorée en post-test. 2) Si une petite proportion des étudiants ont montré des carences marquées pour les questions reliées au contrôle des variables et à celles traitant de la relation entre la forme graphique de données expérimentales et un modèle mathématique, la majorité des étudiants peuvent être considérés comme maîtrisant adéquatement ces deux sujets. Toutefois, presque tous les étudiants démontrent une absence de maîtrise des principes sous-jacent à la quantification de l’incertitude expérimentale et de la propagation des incertitudes (ci-après appelé métrologie). Aucune corrélation statistiquement significative n’a été observée entre ces trois domaines, laissant entendre qu’il s’agit d’habiletés cognitives largement indépendantes. Le tableau de Burt a pu mettre en lumière une plus grande cohérence conceptuelle entre les questions de contrôle des variables que n’aurait pu le laisser supposer la matrice des coefficients de corrélation de Pearson. En métrologie, des questions équivalentes n’ont pas fait ressortir une cohérence conceptuelle clairement démontrée. 3) L’analyse d’un questionnaire entièrement dédié à la métrologie laisse entrevoir des conceptions erronées issues des apprentissages effectués dans les cours antérieurs (obstacles didactiques), des conceptions erronées basées sur des modèles intuitifs et une absence de compréhension globale des concepts métrologiques bien que certains concepts paraissent en voie d’acquisition. 4) Lorsque les étudiants sont laissés à eux-mêmes, les mêmes difficultés identifiées par l’analyse du questionnaire du point 3) reviennent ce qui corrobore les résultats obtenus. Cependant, nous avons pu observer d’autres comportements reliés à la mesure en laboratoire qui n’auraient pas pu être évalués par le questionnaire à choix multiples. Des entretiens d’explicitations tenus immédiatement après chaque séance ont permis aux participants de détailler certains aspects de leur méthodologie métrologique, notamment, l’emploi de procédures de répétitions de mesures expérimentales, leurs stratégies pour quantifier l’incertitude et les raisons sous-tendant l’estimation numérique des incertitudes de lecture. L’emploi des algorithmes de propagation des incertitudes a été adéquat dans l’ensemble. De nombreuses conceptions erronées en métrologie semblent résister fortement à l’apprentissage. Notons, entre autres, l’assignation de la résolution d’un appareil de mesure à affichage numérique comme valeur de l’incertitude et l’absence de procédures d’empilement pour diminuer l’incertitude. La conception que la précision d’une valeur numérique ne peut être inférieure à la tolérance d’un appareil semble fermement ancrée.

Life tables of the processionary caterpillar Ochrogaster lunifer Herrich-Schaffer (Lepidoptera : Thaumetopoeidae) at local and regional scales

A major ongoing debate in population ecology has surrounded the causative factors underlying the abundance of phytophagous insects and whether or not these factors limit or regulate herbivore populations. However, it is often difficult to identify mortality agents in census data, and their distribution and relative importance across large spatial scales are rarely understood. Were, we present life tables for egg batches and larval cohorts of the processionary caterpillar Ochrogaster lunifer Herrich-Schaffer, using intensive local sampling combined with extensive regional monitoring to ascertain the relative importance of different mortality factors at different localities. Extinction of entire cohorts (representing the entire reproductive output of one female) at natural localities was high, with 82% of the initial 492 cohorts going extinct. Mortality was highest in the egg and early instar stages due to predation from dermestid beetles, and while different mortality factors (e.g. hatching failure, egg parasitism and failure to establish on the host) were present at many localities, dermestid predation, either directly observed or inferred from indirect evidence, was the dominant mortality factor at 89% of localities surveyed. Predation was significantly higher in plantations than in natural habitats. The second most important mortality factor was resource depletion, with 14 cohorts defoliating their hosts. Egg and larval parasitism were not major mortality agents. A combination of predation and resource depletion consistently accounted for the majority of mortality across localities, suggesting that both factors are important in limiting population abundance. This evidence shows that O. lunifer is not regulated by natural enemies alone, but that resource patches (Acacia trees) ultimately, and frequently, act together to limit population growth.

Arrangement of the families of mammals. With analytical tables. Prepared for the Smithsonian institution. By Theodore Gill.

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Beyond Intermediates: The Role of Consumption and Commuting in the Construction of Local Input-Output Tables

It is a well-established fact in the literature on simulating Input-Output tables that mechanical methods for estimating intermediate trade lead to biased results where cross-hauling is underestimated and Type-I multipliers are overstated. Repeated findings to this effect have led to a primary emphasis on advocating the accurate estimation of intermediate trade flows. This paper reviews previous research and argues for a qualification of the consensus view: When simulating IO tables, construction approaches need to consider spill-over effects driven by wage and consumption flows. In particular, for the case of metropolitan economies, wage and consumption flows are important if accurate Type-II multipliers are to be obtained. This is demonstrated by constructing an interregional Input-Output table, which captures interdependencies between a city and its commuter belt, nested within the wider regional economy. In addition to identifying interdependencies caused by interregional intermediate purchases, data on subregional household incomes and commuter flows are used to identify interdependencies from wage payments and household consumption. The construction of the table is varied around a range of assumptions on intermediate trade and household consumption to capture the sensitivity of multipliers.

The participation of women in peace processes: the other tables

This paper argues that women’s absence in peace processes cannot be explained by their alleged lack of experience in dialogue and negotiation, but by a serious lack of will to include them in such important initiatives of change. Women have wide ranging experience in dialogue processes including many war and post-war contexts, but there has been a deliberate lack of effort to integrate them in formal peace processes. After introducing the research framework, the paper addresses women’s involvement in peace, and analyzes the role played by women in peace processes, through the cases of Sri Lanka and Northern Ireland. The paper concludes that peace processes are as gendered as wars, and for that reason gender has to be a guiding line for including women in peace processes.

Effects of environmental temperature on life tables of Rhodnius neivai Lent, 1953 (Hemiptera: Reduviidae) under experimental conditions

Changes in life tables of Rhodnius neivai due to variations of environmental temperature were studied, based on nine cohorts. Three cohorts were kept at 22°C, three at 27°C and three at 32°C. Cohorts were censused daily during nymphal instars and weekly in adults. Nine complete horizontal life tables were built. A high negative correlation between temperature and age at first laying was registered (r=-0,84). Age at maximum reproduction was significantly lower at 32°C. Average number of eggs/female/week and total eggs/female on its life time were significantly lower at 22°C. Total number of egg by cohort and total number of reproductive weeks were significantly higher at 27°C. At 32°C, generational time was significantly lower. At 27°C net reproductive rate and total reproductive value were significantly higher. At 22°C, intrinsic growth, finite growth and finite birth rates were significantly lower. At 22°C, death instantaneous rate was significantly higher.

CMO Annual Report Tables 2009 (PDF 122KB)

Chief Medical Officer Tables 2009