Concept Mapping in Magnetism and Electrostatics: Core Concepts and Development over Time

Conceptual change theories assume that knowledge structures grow during the learning process but also get reorganized. Yet, this reorganization process itself is hard to examine. By using concept maps, we examined the changes in students’ knowledge structures and linked it to conceptual change theory. In a longitudinal study, thirty high-achieving students (M = 14.41 years) drew concept maps at three timepoints across a teaching unit on magnetism and electrostatics. In total, 87 concept maps were analyzed using betweenness and PageRank centrality as well as a clustering algorithm. We also compared the students’ concept maps to four expert maps on the topic. Besides a growth of the knowledge network, the results indicated a reorganization, with first a fragmentation during the unit, followed by an integration of knowledge at the end of the unit. Thus, our analysis revealed that the process of conceptual change on this topic was non-linear. Moreover, the terms used in the concept maps varied in their centrality, with more abstract terms being more central and thus more important for the structure of the map. We also suggest ideas for the usage of concept maps in class

Social competence and moderate to vigorous physical activity of school-aged children through a creative physical education intervention

Traditional school physical education focuses on physical skills or strategieswith an expectation that learning these skills lead to healthier lifestyle outsidephysical education classes, while children’s overall moderate to vigorousphysical activity (MVPA) is widely decreasing. Creative Physical Education(CPE) understands physical education more holistically, as the central pedagogical element of movement is social learning. The current study examinedthe development of social competence in school physical education (PE) andtotal moderate to vigorous physical activity (MVPA) participation through aCPE-based intervention. Participants were 363 (177 intervention, 186 control) children from public elementary schools in Central Finland. The datacollection was completed across two measurement points using questionnaires. The key findings were that: 1) the associations between social competence and MVPA engagement were relatively weak and 2) the 12-month intervention was effective in increasing students’ social competence in PE andtotal MVPA engagement. CPE teaching practices could provide positive social experiences in PE. However, applying new strategies into actual schoolsettings may take time, and therefore, children need to be given sufficienttimeframe to take ownership of the activities

Rasvahappojen talteenotto fermentoinnin kasvatusliemestä adsorbenttimateriaaleilla

Tiivistelmä. Useissa teollisuuden prosesseissa muodostuu sivutuotteena hiilidioksidia, joka vaikuttaa osaltaan ilmaston lämpenemiseen. Samaan aikaan kemikaalien ja polttoaineiden valmistamiselle pyritään kehittämään entistä ympäristöystävällisempiä menetelmiä. Mikrobielektrosynteesi pyrkii ratkaisemaan nämä kaksi ongelmaa hyödyntämällä teollisuudessa muodostuvaa hiilidioksidia orgaanisten kemikaalien valmistukseen. Mikrobielektrosynteesi perustuu mikrobien käyttämiseen biokatalyyttina. Menetelmän päätuotteena on usein asetoni, mutta pidempiketjuisten rasvahappojen, kuten butaani- ja heksaanihapon valmistus on kannattavampaa, sillä niillä on asetonia korkeampi markkina-arvo. Mikrobielektrosynteesin kannattavuudelle on kuitenkin oleellista pystyä keräämään valmistetut kemikaalit kustannustehokkaasti kasvatusliemestä veden, välituotteiden ja mikrobien seasta. Eräs mahdollisuus on käyttää zeoliittimateriaaleja tai muita adsorbenttimateriaaleja rasvahappojen talteenottoon. Koska mikrobielektrosynteesin kasvatusliemen rasvahappojen talteenottoa zeoliittimateriaaleilla ei ole vielä tutkittu paljon, käydään tutkielmassa läpi myös ABE-fermentaation tuotteiden talteenottoa adsorbenttimateriaaleilla. ABE-fermentaatio on käymismenetelmä pääasiassa asetonin, etanolin ja butanolin valmistamiseen. Sen sivutuotteina, sekä joskus myös haluttuina lopputuotteina, syntyy myös rasvahappoja, kuten juuri butaanihappoa. Koska ABE-fermentaation kasvatusliemi on samankaltaista mikrobielektrosynteesin kasvatusliemen kanssa, voitaisiin samankaltaisia adsorbenttimateriaaleja mahdollisesti soveltaa myös mikrobielektrosynteesin rasvahappojen talteenottoon. Mikrobielektrosynteesin kasvatusliemestä on kerätty butaanihappoa nestekalvouutolla. Fermentointiliemestä butaanihappoa on talteenotettu käyttäen esimerkiksi MFI-zeoliittia, erilaisia aktiivihiiliä sekä ioninvaihtokalvoa. Adsorbenttimateriaalien käyttöä rasvahappojen keräämiseen pitää kuitenkin vielä tutkia esimerkiksi käytettyjen adsorbenttien desorption osalta. Tutkielmassa käydäänkin läpi adsorbenttien lisäksi niiden käyttöön liittyviä ongelmia, jotka tulee ratkaista ennen keräämismentelmien käyttöä suuressa mittakaavassa

Katalyyttien valmistus teollisuuden rautapitoisista sivuvirroista

Tiivistelmä. Katalyytti on aine, joka nopeuttaa kemiallisen tasapainon saavuttamista systeemissä ilman, että se itse kuluu prosessissa. Nykyään katalyyttien raaka-aineet saadaan pääosin kaivoksista louhimalla. Jos katalyyttejä valmistettaisiin sen sijaan teollisuuden sivuvirroista, ratkaistaisiin teollisuuden sivuvirtojen jätteenkäsittelyongelma ja vähennettäisiin hupenevien primääristen raaka-aineiden louhintaa. Vedenpuhdistuksessa katalyyttejä käytetään katalysoimaan kehittyneitä hapetusmenetelmiä. Ne puhdistavat jätevettä orgaanisesta materiasta hapettamalla niitä joko hydroksyyli- tai sulfidi-ionien avulla. Tämän kirjallisuustutkielman tarkoitus on kerätä yhteen teollisuuden rautapitoisista sivuvirroista valmistettuja vedenpuhdistuskatalyyttejä. Erityisesti keskitytään katalyyttien valmistusprosesseihin sekä siihen, toimivatko vedenpuhdistusreaktiot niiden avulla. Sivuvirtoja, joista on erityisesti valmistettu vedenpuhdistuskatalyyttejä, ovat lentotuhka sekä teräs-, kupari- kaivos- sekä vedenpuhdistusteollisuuden sivuvirrat. Ne sisältävät erilaisia rautaspesieksiä ja lisäksi esimerkiksi muita metalleja tai orgaanisia aineita. Osaa sivuvirroista käytetään katalyyttinä suoraan käsittelemättä, toiset taas käsitellään hyvin yksinkertaisesti, kuten jauhamalla tai kuivaamalla. Useat sivuvirrat käsitellään myös kalsinoimalla, tai happo- tai emäskäsittelyllä. Sivuvirroista valmistettuja katalyyttejä käytetään enimmäkseen Fenton-reaktioissa, hapettamaan väri- ja lääkeaineita niiden vesiliuoksista. Valmistetut katalyytit ovat yleisesti hyvin tehokkaita ja ne saavuttavat korkeita poistoprosentteja sekä värinpoistolle että orgaanisten yhdisteiden hajotukselle. Sivuvirroista valmistetut katalyytit ovat myös stabiileja, ja niitä voidaan käyttää uudelleen useiden katalyysikierrosten ajan. Katalyyttien aktiivisuuteen vaikuttaa useimmiten niiden korkea rautapitoisuus ja erityisesti magnetiitti tai Fe0-muotoinen rauta, sillä toimivat katalyytin aktiivisina kohtina

Drug-Coated Versus Plain Balloon Angioplasty In Arteriovenous Fistulas : A Randomized, Controlled Study With 1-Year Follow-Up (The Drecorest Ii-Study)

Background and Aims: Stenosis due to intimal hyperplasia and restenosis after initially successful percutaneous angioplasty are common reasons for failing arteriovenous fistulas. The aim of this study was to evaluate the effect of drug-coated balloons in the treatment of arteriovenous fistula stenosis. Design: Single-center, parallel group, randomized controlled trial. Block randomized by sealed envelope 1:1. Materials and Methods: A total of 39 patients with primary or recurrent stenosis in a failing native arteriovenous fistulas were randomized to drug-coated balloon (n=19) or standard balloon angioplasty (n=20). Follow-up was 1year. Primary outcome measure was target lesion revascularization. Results: In all, 36 stenoses were analyzed; three patients were excluded due to technical failure after randomization. A total of 88.9% (16/18) in the drug-coated balloon group was revascularized or occluded within 1year, compared to 22.2% (4/18) of the stenoses in the balloon angioplasty group (relative risk for drug-coated balloon 7.09). Mean time-to- target lesion revascularization was 110 and 193days after the drug-coated balloon and balloon angioplasty, respectively (p=0.06). Conclusions: With 1-year follow-up, the target lesion revascularization-free survival after drug-coated balloon-treatment was clearly worse. The reason for this remains unknown, but it may be due to differences in the biological response to paclitaxel in the venous arteriovenous fistula-wall compared to its antiproliferative effect in the arterial wall after drug-coated balloon treatment of atherosclerotic occlusive lesions. Trial registration: ClinicalTrials.gov NCT03036241Peer reviewe

Role of spatial anisotropy in design storm generation: Experiment and interpretation

Rainfall accumulation depths over a given area are strongly dependent on the shape of the storm together with its direction of advection. A method to produce design storms exhibiting anisotropic spatial scaling is presented by combining a state-of-the-art stochastic rainfall generator STEPS with the linear generalized scale invariance (GSI) notation. The enhanced model is used to create ensembles of design storms based on an extreme storm with a distinct rainband shape observed in Melbourne, Australia. Design storms are generated both with and without accounting for anisotropy. Effect of anisotropy on precipitation characteristics is studied using the entire region covered by the radar (radar scale) and at a significantly smaller catchment scale. A rainfall-runoff model is applied to route the rainfall through the catchment into streamflow. Accounting for anisotropy allows for a more realistic description of precipitation features at the radar scale. At the catchment scale, anisotropy increases the probability of high rainfall accumulations, which translates into greater flood volumes. No discernible difference was observed in streamflow characteristics after controlling for the accumulation over the catchment. This could be explained by a lower importance of anisotropy relative to other factors affecting streamflow generation, and by the difficulties in creating representative rainfall temporal properties at the catchment scale when the radar scale is used for model calibration. The proposed method provides a tool to create ensembles of design storms when the anisotropic shape of the fields is of importance.Peer reviewe

Water and nitrogen processes along a typical water flowpath and streamwater exports from a forested catchment and changes after clear-cutting: a modelling study

International audienceA two dimensional model, FEMMA, to describe water and nitrogen (N) fluxes within and from a forested first-order catchment (Kangasvaara in Eastern Finland) was constructed by linking the most significant processes affecting the fluxes of water, ammonium, nitrate and dissolved organic nitrogen along a hillslope from the water divide to the stream. The hillslope represents the average flowpath of water in the catchment and the model was used to estimate the N fluxes for a catchment in eastern Finland before and after clear-cutting. The simulated results were in reasonable agreement with the nitrate, dissolved organic N and dissolved total N measurements from the study catchment and with other results in the literature. According to the simulations, the major sinks of N after clear-cutting were immobilisation by soil microbes, uptake by ground vegetation and sorption to soil. These sinks increased downslope from the clear-cut area, indicating the importance of an uncut buffer zone between the stream and the clear-cut area in reducing N exports. The buffer zone retained 76% of the N flux coming from the clear-cut area. Nitrification was a key process in controlling the N export after clear-cutting and N increases were mainly as nitrate. Most of the annual N export took place during the spring flood, when uptake of N by plants was minimal