Information technologies and the development of professional knowledge and identity in teacher education

This paper addresses the preparation in ICT of preservice mathematics teachers. We describe the aims, assumptions, and work carried out in a course offered at the University of Lisbon and briefly discuss the processes involved in the development of professional knowledge and the formation of professional identities. Using a qualitative methodology, based on the administration of free-response questionnaires to the student teachers enrolled in the course in 1999-2000, we analyze their general perspectives about ICT, the implications of the use of ICT in their view of teaching methodologies, and their development of a professional identity. This work provides suggestions for teacher education practice and for further research

Influence of sperm density on cryopreservation outcomes in sturgeon

The goals of this experiment were the establishment of procedure for variation of spermatozoid concentration without compromising quality, establishment of highest cell concentration without decreasing post-thaw motility by routine freezing protocol and influence of ploidy level. It was used sperm from sterlet sturgeon (Acipenser ruthenus, n=6), Siberian sturgeon (Acipenser baerii, n=6) and from Russian sturgeon (Acipenser gueldenstaedii, n=4). It was tested a method of increasing concentration of spermatozoa by centrifuging with the following conditions (300 x g, 10 min, 4ºC and 300 x g, 20 min, 4ºC). To find the ideal concentration, it was tested 4 dilutions (1:1, 1:4, 1:9 and 1:49) and 2 controls (one control with spermatozoa without being centrifuged and another control with concentrated spermatozoa without the addition of seminal fluid). To perform these 4 dilutions, the concentrated spermatozoa was diluted with seminal fluid (SF). Then, the sperm was diluted in a cryoprotective medium containing 10% methanol and frozen by a conventional freezing protocol. It was measured the concentration of spermatozoa and motility parameters. It was determined the critical concentration of sperm in the straw where it was known that relative motility was 50% by performing a simple regression line. Spermatozoa after centrifugation had no changes in its quality and it was possible to increase concentration up to 10 times the initial concentration. For post-thaw spermatozoa, the highest motilities were obtained in samples with concentrations lower than 1 x 109 spz mL-1 for all three species (57.5 % for sterlet sturgeon, 40% for Siberian sturgeon and 20% for Russian sturgeon). The critical concentrations in the straw for when we know the relative post-thaw motility is 50% was 1.05 x 109 spz mL-1 for sterlet, 0.92 x 109 spz mL-1 for Siberian sturgeon and for Russian sturgeon was 1.17 x 109 spz mL-1. Regarding motility parameters, the concentrations lower than the critic level had higher VCL values (164 μm s-1 for sterlet sturgeon, 179.26 μm s-1 for Siberian sturgeon and 145.48 μm s-1 for Russian sturgeon). There was significant difference (p < 0.05) when comparing the velocities between the spermatozoa with concentration lower than critic level and higher than critic level in sterlet sturgeon and Siberian sturgeon but not in Russian sturgeon. Our results show a dependency of the concentration and spermatozoa size in cryopreservation outcomes.A criopreservação de esperma de espécies aquáticas tem vários benefícios nas áreas da aquacultura, conservação e biomedicina. Permite a preservação de espécies específicas ou estirpes, aumentar o número de animais com maior valor genético, extensão da vida reprodutiva de uma certa espécie e evitar perdas genéticas. Em aquacultura, permite a melhoria da gestão de reprodutores, preservar estirpes genéticas e espécies com problemas reprodutivos (falta de sincronização da produção de gâmetas entre machos e fêmeas e espécies que têm uma baixa produção de esperma). A família do esturjão, Acipenseridae, inclui 4 géneros, Acipenser, Huso, Scaphirhynchus e Pseudoscaphirhynchus. O esturjão é das espécies mais antigas de água doce, tendo evoluído cerca de 200 a 250 milhões de anos atrás. São distinguidos por terem um esqueleto cartilaginoso e vivem essencialmente no hemisfério norte. Os acipenseriformes têm a maior proporção de espécies críticas (17) em comparação com outras famílias. A aquacultura tem um papel fundamental na conservação desta espécie, reduzindo a pressão da pesca. Apesar de ser uma espécie cultivada há mais de 100 anos, os métodos de reprodução artificial e manipulação in vitro foi apenas desenvolvida na segunda metade do século XX. A criopreservação é fundamental para esta espécie porque fornece esperma viável para os programas de repovoamento das espécies. Apesar de haver muitos estudos atualmente relativos à criopreservação de esperma de esturjão, ainda há vários aspetos que devem ser estudados. Um deles é relativo à concentração de esperma, devido à mistura natural que existe entre o esperma e a urina, faz com que a concentração de esperma tenha grandes variações, entre diferentes machos e até durante diferentes alturas de recolha. Por esse motivo, é necessário que haja uma normalização da concentração de esperma usado em criopreservação para que haja um uso efetivo. Atualmente, para a criopreservação de esturjão, usa-se conteúdos mais pequenos (palhinhas 0.5 mL) e é necessário encontrar uma concentração máxima de esperma que se possa usar sem influenciar o sucesso da criopreservação. Utilizou-se o esperma de sterlet (Acipenser ruthenus), por ser uma espécie muito comum em aquacultura, por se ter um vasto conhecimento no ciclo de vida e no protocolo de criopreservação. Também se usou o esperma de esturjão siberiano (Acipenser baerii) e de esturjão russo (Acipenser gueldenstaedii) porque, caracteristicamente, o esperma é maior e tem um nível de ploidismo maior (o sterlet é diploide, enquanto que o esturjão siberiano e o esturjão russo são tetraploides). Os objetivos desta experiência foram estabelecer um procedimento para a variação da concentração de espermatozoide sem comprometer a sua qualidade, uniformização do protocolo de criopreservação de esperma de esturjão e a influência de ploidismo em três espécies de esturjão. Foi utilizado esperma de 6 machos de sterlet, de 6 machos de esturjão siberiano e de 4 machos de esturjão russo. O método utilizado para aumentar a concentração do esperma consistiu na sua centrifugação com as seguintes condições (300 x g, 10 min, 4ºC e 300 x g, 20 min, 4ºC). Para encontrar as concentrações ideais de esperma, foram consideradas 4 diluições (1:1, 1:4, 1:9, 1:49). Os tratamentos foram diluídos num meio crioprotetor com 10% de metanol. Foram analisadas as concentrações de espermatozoide, foi determinada a concentração crítica de esperma em que a mobilidade relativa (ajustado de acordo com a mobilidade mais alta de cada macho de cada espécie), era de 50%, utilizando-se regressão linear simples, e parâmetros de velocidade, VCL (velocidade curvilínea), LIN (linearidade) e BCF (antes e depois de as amostras serem criopreservadas). Após a centrifugação verificou-se que não existia diferenças entre o esperma nativo e o que foi centrifugado e foi possível obter concentrações 10 vezes superior à concentração inicial. Para as amostras pós-congeladas, obteve-se maior mobilidade com concentrações menores que 1 x 109 spz mL-1 (57.5% para o sterlet, 40% para o esturjão siberiano e 20% para o esturjão russo). As concentrações críticas em que a mobilidade relativa é de 50%, determinadas através da utilização da regressão linear simples foram, 1.05 x 109 spz mL-1 para o sterlet, 0.92 x 109 spz mL-1 o esturjão siberiano e para o esturjão-russo 1.17 x 109 spz mL-1. Aos 10s, foi obtido maior VCL para o esperma com menor concentração que a concentração crítica (164 μm s-1 para o sterlet, 179.26 μm s-1 para o esturjão siberiano e 145.48 μm s-1 para o esturjão russo aos 10s), acontecendo o mesmo para a LIN (67.23 % para o sterlet, 56.98% para o esturjão siberiano e 64.91% para o esturjão russo). Relativamente ao BCF aos 10s, a tendência manteve-se (7 Hz para o sterlet e esturjão siberiano e 5.76 Hz para o esturjão russo). Houve diferenças significativas (p < 0.05) quando se comparou as velocidades obtidas entre o esperma com concentrações menores e maiores que a concentração crítica no caso do sterlet e do esturjão siberiano, mas não para o esturjão russo. Os resultados preliminares mostram que para o sterlet, a concentração inicial que se deve usar é de 2.1 x 109 spz mL-1, para o esturjão siberiano, a concentração inicial é de 1.84 x109 spz mL-1 mas é necessário realizar mais estudos devido à falta de dados entre 0.5-0.8 x 109 spz mL-1 e 1-2 spz mL-1. Para o esturjão russo, apesar de se ter obtido uma concentração crítica de 2.34 x 109 spz mL-1, valor esse que se encontra sobrestimado porque como foi mencionado anteriormente, os valores de concentração crítica foram obtidos a partir da mobilidade relativa. No caso do esturjão russo, os valores de mobilidade absoluta eram muito semelhantes e baixos o que influenciou os valores de mobilidade relativa. Relativamente à experiência em si, tinha-se definido rácios de diluição, mas que para futuras experiências, estas diluições devem ser ajustadas de acordo com a concentração de esperma antes e depois da centrifugação. A centrifugação em si é essencial, mas só é recomendada quando as concentrações de esperma são baixas, como se pode observar nestas experiências. Relativamente ao protocolo, sugere-se que haja um ajuste no protocolo para o esturjão siberiano e esturjão russo, nomeadamente, nomeadamente na concentração final de crioprotetor na palhinha e rácio de congelamento. Os resultados mostram dependência da concentração e do tamanho do espermatozoide no sucesso da criopreservação e que para o esturjão siberiano e para o esturjão-russo é necessário haver mais estudos

A short review on welding and joining of high entropy alloys

Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia (FCT -MCTES) via the project UIDB/00667/2020 (UNIDEMI).High entropy alloys are one of the most exciting developments conceived in the materials science field in the last years. These novel advanced engineering alloys exhibit a unique set of properties, which include, among others, good mechanical performance under severe conditions in a wide temperature range and high microstructural stability over long time periods. Owing to the remarkable properties of these alloys, they can become expedite solutions for multiple structural and functional applications. Nevertheless, like any other key engineering alloy, their capacity to be welded, and thus become a permanent feature of a component or structure, is a fundamental issue that needs to be addressed to further expand these alloys’ potential applications. In fact, welding of high entropy alloys has attracted some interest recently. Therefore, it is important to compile the available knowledge on the current state of the art on this topic in order to establish a starting point for the further development of these alloys. In this article, an effort is made to acquire a comprehensive knowledge on the overall progress on welding of different high entropy alloy systems through a systematic review of both fusion-based and solid-state welding techniques. From the current literature review, it can be perceived that welding of high entropy alloys is currently gaining more interest. Several high entropy alloy systems have already been successfully welded. However, most research works focus on the well-known CoCrFeMnNi. For this specific system, both fusion and solid-state welding have been used, with no significant degradation of the joints’ mechanical properties. Among the different welding techniques already employed, laser welding is predominant, potentially due to the small size of its heat source. Overall, welding of high entropy alloys is still in its infancy, though good perspectives are foreseen for the use of welded joints based on these materials in structural applications.publishersversionpublishe

A collaborative project using narratives: What happens when pupils work on mathematical investigations?

Mathematical investigations involve searching for patterns, formulating, testing, and justifying conjectures, reflecting, and generalising. Doing investigations in the classroom is a powerful activity for students’ learning but poses many challenges to the teacher. To study the professional knowledge involved in this kind of work was the aim of a collaborative action-research project that involved one classroom teacher and two university teacher educators. We used narratives to depict relevant elements of teachers’ activity and to show key aspects of their dilemmas and uncertainties. This paper discusses the role of the collaborative work undertaken by the participants in the project as they reflected about classroom practices and curriculum issues, based on a narrative of a class where sixth grade students worked on a mathematical investigation.Investigações matemáticas envolvem a procura de regularidades, a formulação, teste e justificação de conjecturas, reflexão e generalização. Fazer investigações na sala de aula é uma actividade poderosa para a aprendizagem dos alunos mas coloca muitos desafios ao professor. O estudo do conhecimento profissional envolvido neste tipo de trabalho constituiu o objectivo de um projecto colaborativo de investigação-acção que envolveu uma professora de Matemática e dois educadores matemáticos universitários. Usámos narrativas para ilustrar aspectos relevantes da actividade da professora e para mostrar elementos importantes dos seus dilemas e incertezas. Tendo por base uma aula do 6.º ano de escolaridade em que os alunos trabalharam numa investigação matemática, o artigo discute o papel do trabalho colaborativo realizado pelos participantes no projecto enquanto reflectem sobre as práticas lectivas e as questões curriculares

Adoption of Big Data and AI methods to manage medication administration and intensive care environments

Artificial Intelligence (AI) has proven to be very helpful in different areas, including the medical field. One important parameter for healthcare professionals’ decision-making process is blood pressure, specifically mean arterial pressure (MAP). The application of AI in medicine, more specifically in Intensive Care Units (ICU) has the potential to improve the efficiency of healthcare and boost telemedicine operations with access to real-time predictions from remote locations. Operations that once required the presence of a healthcare professional, can be done at a distance, which facing the recent COVID-19 pandemic, proved to be crucial. This dissertation presents a solution to develop an AI system capable of accurately predicting MAP values. Many ICU patients suffer from sepsis or septic shock, and they can be identified by the need for vasopressors, such as noradrenaline, to keep their MAP above 65 mm Hg. The presented solution facilitates early interventions, thereby minimising the risk to patients. The current study reviews various machine learning (ML) models, training them to predict MAP values. One of the challenges is to see how the different models behave during their training process and choose the most promising one to test in a controlled environment. The dataset used to train the models contains identical data to the one generated by bedside monitors, which ensures that the models’ predictions align with real-world scenarios. The medical data generated is processed by a separate component that performs data cleaning, after which is directed to the application responsible for loading, classifying the data and utilising the ML model. To increase trust between healthcare professionals and the system to be developed, it is also intended to provide insights into how the results are achieved. The solution was integrated, for validation, with one of the telemedicine hubs deployed by the European project ICU4Covid through its CPS4TIC component.A Inteligência Artificial (IA) é muito útil em diferentes áreas, incluindo a saúde. Um parâmetro importante para a tomada de decisão dos profissionais de saúde é a pressão arterial, especificamente a pressão arterial média (PAM). A aplicação da IA na medicina, mais especificamente nas Unidades de Cuidados Intensivos (UCI), tem o potencial de melhorar a eficiência dos cuidados de saúde e impulsionar operações de telemedicina com acesso a previsões em tempo real a partir de locais remotos. As operações que exigiam a presença de um profissional de saúde, podem ser feitas à distância, o que, face à recente pandemia da COVID-19, se revelou crucial. Esta dissertação apresenta como solução um sistema de IA capaz de prever valores de PAM. Muitos pacientes nas UCI sofrem de sepse ou choque séptico, e podem ser identificados pela necessidade de vasopressores, como a noradrenalina, para manter a sua PAM acima dos 65 mm Hg. A solução apresentada facilita intervenções antecipadas, minimizando o risco para doentes. O estudo atual analisa vários modelos de machine learning (ML), e treina-os para preverem valores de PAM. Um desafio é ver o desempenho dos diferentes modelos durante o seu treino, e escolher o mais promissor para testar num ambiente controlado. O dataset utilizado para treinar os modelos contém dados idênticos aos gerados por monitores de cabeceira, o que assegura que as previsões se alinhem com cenários realistas. Os dados médicos gerados são processados por um componente separado responsável pela sua limpeza e envio para a aplicação responsável pelo seu carregamento, classificação e utilização do modelo ML. Para aumentar a confiança entre os profissionais de saúde e o sistema, pretende-se também fornecer uma explicação relativa à previsão dada. A solução foi integrada, para validação, com um dos centros de telemedicina implantado pelo projeto europeu ICU4Covid através da sua componente CPS4TIC

Development of pre-service mathematics teachers’ professional knowledge and identity in working with information and communication technology

This paper describes the work undertaken in a course in communication and information technology in a pre-service program for secondary school mathematics teachers. This course aimed to help pre-service teachers develop a positive attitude regarding ICT and use it confidently. It focused on the exploration of educational software and of the Internet’s potential as a means of research and production of web sites. We discuss how the pre-service mathematics teachers evaluate their work concerning their commitment, difficulties they found, learning they identified, and personal relationship. We also analyse the effects of the course on the development of their professional knowledge and identity