Optimal Pacing for Running 400 m and 800 m Track Races

Physicists seeking to understand complex biological systems often find it rewarding to create simple "toy models" that reproduce system behavior. Here a toy model is used to understand a puzzling phenomenon from the sport of track and field. Races are almost always won, and records set, in 400 m and 800 m running events by people who run the first half of the race faster than the second half, which is not true of shorter races, nor of longer. There is general agreement that performance in the 400 m and 800 m is limited somehow by the amount of anaerobic metabolism that can be tolerated in the working muscles in the legs. A toy model of anaerobic metabolism is presented, from which an optimal pacing strategy is analytically calculated via the Euler-Lagrange equation. This optimal strategy is then modified to account for the fact that the runner starts the race from rest; this modification is shown to result in the best possible outcome by use of an elementary variational technique that supplements what is found in undergraduate textbooks. The toy model reproduces the pacing strategies of elite 400 m and 800 m runners better than existing models do. The toy model also gives some insight into training strategies that improve performance.Comment: 14 pages, 4 figures, submitted to the American Journal of Physic

Verkostonalyysiä soveltamalla voidaan tutkia kuinka opettajaopiskelijat näkevät yhteydet opetttajantiedon osa-alueiden välillä

In this article we present a new approach to investigating teacher knowledge. The essay data related to Finnish future teachers' (N = 18) perceptions of the "knowledge required for teaching mathematics" were transformed into a network. We classified the knowledge topics using the Mathematical Knowledge for Teaching (MKT) framework and examined the relationships between the issues raised with the aid of network analysis. According to the results, the future teachers see the six MKT domains in a hierarchical sequence. As it is not subject specific, this approach is also applicable in the investigation of teacher knowledge of other subjects. (C) 2018 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).Peer reviewe

Teachers and their Educators - Views on Contents and their Development Needs in Mathematics Teacher Education

Finland has scored well in international assessments (e.g. PISA, TIMSS), and the pressure to attain excellent scores has activated a drive toward even more effective mathematics teacher education. This article presents the results of a qualitative assessment of the mathematics teacher education provided by the University of Eastern Finland. In this study, the views held by practicing teachers (N=101) and teacher educators (N=19) are compared so that the outstanding development needs of mathematics teacher education in terms of their contents can be revealed. The data was gathered via an electronic survey and was mainly analyzed using data-driven methods. In addition, framework provided by Mathematical Knowledge for Teaching (MKT) was used to categorize the respondents’ views regarding the contents of mathematics teacher education and to develop general guidelines for the reform of mathematics teacher education. The results indicate that mathematics teacher education should include pure mathematical content (Common Content Knowledge, CCK) and mathematical content that will have been designed only for future teachers (Specialized Content Knowledge, SCK). Teacher educators and practicing teachers both held the view that the relevance of CCK studies depend on the connections between university and school mathematics. Pedagogical studies should also be reformed because practicing teachers have realized that effective teaching (Knowledge of Content and Teaching, KCT) requires knowledge about learning mathematics (Knowledge of Content and Students, KCS) that is not offered in the current educational system on a sufficiently broad basis. In this study, suggestions for developing mathematics teacher education were mostly connected to four domains of MKT: (CCK, SCK, KCT and KCS). Interestingly those domains are the same domains which has been empirically tested and better conceptualized

ARGUMENTOINTIA PAINOTTAVA LUONNONTIETEEN KOULUOPETUS – KATSAUS TAVOITTEISIIN

Tässä artikkelissa tarkastellaan argumentointia painottavan luonnontieteen kouluopetuksen tavoitteita kansainvälisen tutkimuskirjallisuuden pohjalta. Tarkasteluun valittiin 14 luonnontieteen kouluopetuksen kansainvälistä tutkimusartikkelia, joissa esiintyvät kuvaukset argumentoinnin tavoitteista luokiteltiin niissä esiintyvien teemojen perusteella. Tavoitekuvauksista erottui kolme pääteemaa: koulussa opetettavien luonnontieteiden autenttisuuden lisääminen, oppilaiden ajattelu- ja vuorovaikutustaitojen kehittymisen tukeminen sekä sisältötiedon osaamisen ja luonnontieteellisen sivistyksen syventäminen. Autenttisen kuvan välittäminen luonnontieteistä oppilaille näyttäytyi edellytyksenä muiden oppimistavoitteiden saavuttamiselle. Tavoitteiden tunnistaminen edesauttaa argumentoinnin painottamista suomalaisessa luonnontieteen opetuksessa.Tässä artikkelissa tarkastellaan argumentointia painottavan luonnontieteen kouluopetuksen tavoitteita kansainvälisen tutkimuskirjallisuuden pohjalta. Tarkasteluun valittiin 14 luonnontieteen kouluopetuksen kansainvälistä tutkimusartikkelia, joissa esiintyvät kuvaukset argumentoinnin tavoitteista luokiteltiin niissä esiintyvien teemojen perusteella. Tavoitekuvauksista erottui kolme pääteemaa: koulussa opetettavien luonnontieteiden autenttisuuden lisääminen, oppilaiden ajattelu- ja vuorovaikutustaitojen kehittymisen tukeminen sekä sisältötiedon osaamisen ja luonnontieteellisen sivistyksen syventäminen. Autenttisen kuvan välittäminen luonnontieteistä oppilaille näyttäytyi edellytyksenä muiden oppimistavoitteiden saavuttamiselle. Tavoitteiden tunnistaminen edesauttaa argumentoinnin painottamista suomalaisessa luonnontieteen opetuksessa

Consistency and reliability of smoking-related variables: longitudinal study design in asthma and COPD

Introduction: Smoking has a significant impact on the development and progression of asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Self-reported questionnaires and structured interviews are usually the only way to study patients' smoking history. In this study, we aim to examine the consistency of the responses of asthma and COPD patients to repeated standardised questions on their smoking habits over the period of 10 years. Methods: The study population consisted of 1329 asthma and 959 COPD patients, who enrolled in the study during years 2005-2007. A follow-up questionnaire was mailed to the participants 1, 2, 4, 6, 8, and 10 years after the recruitment. Results: Among the participants who returned three or more questionnaires (N = 1454), 78.5 % of the patients reported unchanged smoking status (never smoker, ex-smoker or current smoker) across the time. In 4.5% of the answers, the reported smoking statuses were considered unreliable/conflicting (first never smoker and, later, smoker or ex-smoker). The remainder of the patients changed their status from current smoker to ex-smoker and vice versa at least once, most likely due to struggling with quitting. COPD patients were more frequently heavy ex- or current smokers compared to the asthma group. The intraclass coefficient correlations between self-reported starting (0.85) and stopping (0.94) years as well as the consumption of cigarettes (0.74) over time showed good reliability among both asthma and COPD patients. Conclusion: Self-reported smoking data among elderly asthma and COPD patients over a 10-year follow-up is reliable. Pack years can be considered a rough estimate for their comprehensive consumption of tobacco products over time. We also observed that the questionnaire we used was not designed for dynamic changes in smoking which are rather common among heavy smokers especially when the follow-up time is several years, as in our study

Työkäsitteen oppiminen tutoriaali-intervention aikana

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan missä määrin pienryhmätyöskentelyyn perustuva Tutorials in Introductory Physics –opetusmenetelmä tukee työkäsitteen oppimista luentosaliopetukseen suunnitellun tutoriaali-intervention aikana. Interventio toteutettiin mekaniikan perusopintotason kurssin 90 minuutin luentokerralla, jonka aluksi ja lopuksi 82 opiskelijaa vastasi kirjallisiin testikysymyksiin. Esi- ja jälkitestin välillä opiskelijat tekivät tutoriaalitehtäviä ohjaajien avustamana. Esi- ja jälkitestitehtävien oikeiden vastausten ja perusteluiden määrä kasvoi noin 30 prosenttiyksikköä, mikä vastaa tutoriaaliopetusmenetelmän oppimistuloksia mekaniikan kontekstista. Niinpä luentosalikontekstissa toteutettu tutoriaali-interventio vaikuttaa tukevan työkäsitteen oppimista samansuuruisesti kuin pienryhmätyöskentelyyn nojautuva perinteinen tutoriaaliopetus

Kansainvälisestä LINKS-hankkeesta oppia LUMA-opettajien jatkuvaan ammatilliseen oppimiseen

Luonnontieteiden ja matematiikan opettajien (LUMA-opet-tajien) jatkuva ammatillinen oppiminen voi tarjota ratkaisun tulevaisuuden osaajapulaan luonnontieteiden ja teknologioi-den aloilla. Kansainvälisessä LINKS-hankkeessa tarkasteltiin luonnontieteiden, matematiikan ja teknologian opettajien jat-kuvan ammatillisen oppimisen toteutusmalleja viidessä Euroo-pan maassa. Risto Leinonen kollegoineen kuvaa artikkelissaan hankkeen kautta esiin nousseita strategioita, joilla voidaan tukea opettajien jatkuvaa ammatillista oppimista.Peer reviewe

Kansainvälisestä LINKS-hankkeesta oppia LUMA-opettajien jatkuvaan ammatilliseen oppimiseen

Luonnontieteiden ja matematiikan opettajien (LUMA-opet-tajien) jatkuva ammatillinen oppiminen voi tarjota ratkaisun tulevaisuuden osaajapulaan luonnontieteiden ja teknologioi-den aloilla. Kansainvälisessä LINKS-hankkeessa tarkasteltiin luonnontieteiden, matematiikan ja teknologian opettajien jat-kuvan ammatillisen oppimisen toteutusmalleja viidessä Euroo-pan maassa. Risto Leinonen kollegoineen kuvaa artikkelissaan hankkeen kautta esiin nousseita strategioita, joilla voidaan tukea opettajien jatkuvaa ammatillista oppimista.Peer reviewe