CEAF: A Measure for Deconstructing Students\u27 Prior Computer Experience

Information Systems instructors have always sought to analyze the characteristics of their first-year students\u27 prior computer experience so as to inform a variety of instructional decisions and devise optimal classroom management strategies. Despite the extensive research literature that has been published in the last two decades regarding students\u27 computer experience, there is no single definition of computer experience and no universally accepted construct for its assessment. This study supports the need for deconstructing approaches to examine computer experience and proposes an analytic framework for its assessment, based on different variables studied in bibliography. Computer Experience Assessment Framework (CEAF) includes the variables of: knowledge sources, social environment, opportunities for computer use, freedom of use, goals of use, technical environment, breadth of use, perceived knowledge, negative events, and intensity of use. Usefulness, internal structure, and previously reported use of each variable are presented. A questionnaire was developed and administered to first-year students of a Greek university in order to analyze the contribution of each variable in recognizing students with heterogeneous computer experience. The pilot study indicated that the framework could successfully reveal multiple aspects of the students\u27 background. Various ways of exploiting CEAF are discussed in the last section of the paper

Elemental mapping of Mg/Ca intensity ratios in marine mollusc shells using laser-induced breakdown spectroscopy

Records of past environmental conditions in shell carbonate are usually derived from compositional analysis (i.e. trace elements, stable oxygen, carbon, and nitrogen isotopes) performed along the direction of the shell’s growth and thus through time. However, compositional variations within isochronous parts of the shell can distort the environmental record and are difficult to assess without extensively mapping the whole shell. Here we apply Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) to efficiently map the elemental change throughout the growth increments of three mollusc shells (Conomurex fasciatus, Ostrea edulis, Anomalocardia flexuosa). We employ an automated LIBS setup to map the Mg/Ca composition of whole shell sections with over 2,000 data points per hour. By assessing the spatial variability of Mg/Ca intensity ratios this method has the potential to mitigate distorted results while increasing the resolution of derived palaeoenvironmental information

Multielectron dissociative ionization of alkyl iodides under strong pulsed laser irradiation

The multielectron dissociative ionization processes of methyl iodide, 1-,2-iodopropane, 1-,2-iodobutane and 1-iodopentane in the gas face induced by intense (I = 5×10^13 − 5×10^15 Wcm−2) 35 ps and (1064, 532, 355 και 266 nm) and 60 fs (800 nm) are studied by means of time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS).At first it is investigated the interaction of methyl iodide with intense 35 ps (1064 και 532 nm) laser pulses. The influence of the laser pulse duration is clearly reflected in the kinetic energy values of the ejected fragments, which were found to be significantly lower in the picosecond experiments compared with those reported in femtosecond experiments. Multiple charged atomic fragments (up to I6+) have been recorded in the mass spectra. It is suggested that the higher charged atomic ions (In+, n ≥ 3) are produced by field ionization processes on atomic ions, which have been liberated via Coulomb explosion within unstable multiple charged parent ions. Nevertheless, the observed variation of the appearance intensity thresholds with the laser wavelengths used implies that there is a contribution to the ionization by electron tunneling processes, especially at 1064 nm.From the comparative study of the mass spectra of the remaining alkyl iodide molecules induced by intense 35 ps (1064, 532, 355 and 266 nm) laser field it is concluded that the pertaining molecular ionization mechanism (multiphoton and/or field ionization) depend on the laser wavelength, while the recorded multiply charged atomic ions are generated via field ionization processes in all cases. In particular, multiphoton processes are becoming the dominant mechanism concerning the molecular ionization, while the wavelength is decreasing. The identification of these ionization mechanisms has been based on the dependence of the signal intensity and the peak profiles on laser polarization. Furthermore, the conclusions that were arisen agree with those in the case of methyl iodide.The results of the interaction of the alkyl iodides with 60 fs laser fields have shown that multiphoton ionization (MPI) and field ionization (FI) processes are involved in the molecular ionization even at the highest intensities used. The contribution of these processes can be distinguished using the peak profile of the ions in the mass spectra. Thus, from the mass spectra of 2-iodoropane and 2-iodobutane, it is concluded that MPI processes are taking place even for Keldysh parameter values γ = 0.3. The field ionization process depends on the characteristics of the molecular binding potential well and leads to an asymmetric charge distribution of the transient multiply charged parent ions. In the case of 1-iodobutane, the MPI processes lead to a stable doubly charged parent ion production. Finally, the processes concerning the elimination of H2+ from alkyl iodides were studied. It is concluded that the H2+ ions are ejected from ionic states via Coulomb explosion processes. The molecular rearrangement leading to H2+ formation is attributed to a tunneling process through a hydrogen transfer barrier. For the case of methyl iodide, about 10% of the doubly charged parent ions undergo molecular rearrangement. From a comparison of the H2+/H+ ion yield ratio of the studied molecules, it turns out that the H2+ formation from H atoms bonded to a terminal carbon atom is more efficient than that arising from H atoms bonded to central carbon atoms of the molecular chain.Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας αφορά στην μελέτη της αλληλεπίδρασης των μορίων του μεθυλοϊωδίου, 1-, 2-ιωδοπροπανίου, 1-,2-ιωδοβουτανίου και 1-ιωδοπεντανίου σε αέρια φάση με παλμούς laser χρονικής διάρκειας 35 ps (1064, 532, 355 και 266 nm) και 60 fs (800 nm) και έντασης από 5×10^13 έως 5×10^15 Wcm−2. Για την ανίχνευση των προϊόντων αυτής της αλληλεπίδρασης χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της φασματοσκοπίας μάζας χρόνου πτήσης (TOF-MS). Αρχικά μελετήθηκε, για πρώτη φορά, η αλληλεπίδραση του μεθυλοϊωδίου με ισχυρούς παλμούς laser χρονικής διάρκειας 35ps (1064 και 532 nm). Η επίδραση της χρονικής διάρκειας του παλμού αντικατοπτρίζεται στις τιμές των κινητικών ενεργειών των θραυσμάτων οι οποίες βρέθηκαν να είναι σημαντικά μικρότερες από αυτές που έχουν αναφερθεί στην βιβλιογραφία όταν χρησιμοποιήθηκαν femtosecond παλμοί laser. Στα φάσματα μάζας καταγράφηκαν πολλαπλά φορτισμένα ατομικά ιόντα (μέχρι Ι6+). Συμπεραίνεται ότι τα ατομικά ιόντα με μεγαλύτερο φορτίο (Ιn+, n ≥ 3) δημιουργούνται μέσω διαδικασιών ιονισμού πεδίου (FI) ατομικών ιόντων που έχουν απελευθερωθεί με έκρηξη Coulomb πολλαπλά φορτισμένων ασταθών πατρικών ιόντων. Οι διαφορές που εμφανίζουν οι τιμές κατωφλίων έντασης εμφάνισης των πολλαπλά φορτισμένων ατομικών ιόντων για τα δύο μήκη κύματος υποδεικνύουν ότι στις διαδικασίες ιονισμού υπάρχει συμμετοχή του φαινομένου σήραγγας των ηλεκτρονίων κυρίως στα 1064 nm.Στην συνέχεια μελετήθηκε η αλληλεπίδραση των υπόλοιπων αλκυλοϊωδιδίων με ισχυρούς παλμούς laser χρονικής διάρκειας 35ps (1064, 532, 355 και 266 nm). Οι διαδικασίες που διέπουν τον μοριακό ιονισμό (πολυφωτονικές διαδικασίες και/ή ιονισμός μέσω πεδίου) παρουσιάζουν εξάρτηση από το μήκος κύματος. Συγκεκριμένα οι πολυφωτονικές διαδικασίες (ΜΡΙ) κυριαρχούν ενώ η επίδραση των διαδικασιών ιονισμού μέσω πεδίου εξασθενίζουν, καθώς μειώνεται το μήκος κύματος. Αντίθετα, τα πολλαπλά φορτισμένα ατομικά ιόντα δημιουργούνται μέσω διαδικασιών ιονισμού πεδίου σε όλα τα μήκη κύματος. Η αναγνώριση των διαδικασιών ιονισμού στηρίζεται στην εξάρτηση της έντασης του σήματος και στην μορφή των κορυφών των φασμάτων μάζας. Επιπλέον τα συμπεράσματα που εξήχθησαν συμφωνούν με αυτά για το μεθυλοϊώδιο.Ακολούθησε η μελέτη της αλληλεπίδρασης των υπόλοιπων αλκυλοϊωδιδίων με ισχυρούς παλμούς laser χρονικής διάρκειας 60 fs (800 nm). Στον μοριακό ιονισμό βρέθηκε ότι συμμετέχουν ταυτόχρονα πολυφωτονικές διαδικασίες καθώς και διαδικασίες ιονισμού μέσω πεδίου σε όλο το εύρος των εντάσεων που χρησιμοιπιήθηκαν. Οι διαδικασίες αυτές διαχωρίζονται από την διαφοροποίηση στην μορφή των κορυφών στα φάσματα μάζας. Συγκεκριμένα στα φάσματα μάζας του 2-ιωδοπροπανίου και 2-ιωδοβουτανίου προέκυψε ότι εμφανίζονται πολυφωτονικές διαδικασίες ακόμα και όταν η παράμετρος Keldysh παίρνει τιμές γ ~ 0.3. Στην περίπτωση του 1-ιωδοβουτανίου οι πολυφωτονικές διαδικασίες οδηγούν στην δημιουργία σταθερών διπλά φορτισμένων πατρικών ιόντων. Οι διαδικασίες ιονισμού πεδίου εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά της δομής των μορίων και οδηγεί σε ασύμμετρη κατανομή του φορτίου στο πολλαπλά φορτισμένο ασταθές πατρικό ιόν. Τέλος μελετήθηκαν οι διαδικασίες δημιουργίας ιόντων Η2+ από τα μόρια των αλκυλοϊωδιδίων. Προέκυψε ότι τα ιόντα αυτά προέρχονται άμεσα από την διάσπαση κάποιου φορτισμένου προδρόμου ιόντος μέσω έκρηξης Coulomb. Η αναδιάταξη που οδηγεί στον σχηματισμό των ιόντων Η2+ είναι αποτέλεσμα φαινομένου σήραγγας κατά το οποίο ένα πρωτονίου διαπερνά ένα εσωτερικό φράγμα δυναμικού του μορίου. Για την περίπτωση του μεθυλοϊωδίου βρέθηκε ότι το 10% περίπου των διπλά φορτισμένων ασταθών πατρικών ιόντων οδηγείται σε αναδιάταξη. Από την σύγκριση του λόγου Η2+/Η+ των υπό μελέτη μορίων προκύπτει ότι η δημιουργία ιόντων Η2+ είναι πιθανότερο να πραγματοποιηθεί από άτομα υδρογόνου δεσμευμένα με άτομα άνθρακα τα οποία βρίσκονται στα άκρα της μοριακής αλυσίδας

Proposal of an integrated model for the design of computer-assisted assessment applications

This dissertation attempts a comprehensive approach to the Computer Assisted Assessment of knowledge. Starting with the current developments in the field of e-learning and with the study of the educational role of the assessment, we focus on the forms and uses of e-assessment and the challenges it faces. We note that despite the alleged advantages of e- assessment its penetration in modern education remains limited and disproportionate in relation to other educational technologies. Initially, the dissertation attempts a thorough study of the end users of electronic assessment. We use psychometric tools to record the individual characteristics of students and we formulate research hypotheses regarding how they affect the students’ readiness towards the use of Information and Communication Technologies (ICT) in general, and e-assessment in particular. On the basis of the findings we put forward teaching interventions to assist the integration of ICT and e-assessment in the educational process. On the basis of the challenges facing the electronic assessment, we present our proposal of an integrated model for the design of assessment applications which is summarized in three principles: a) design of assessment applications by the end users themselves, b) usage of electronic platforms that minimize the medium effect and c) evolution and not overturning - of existing educational practices. The dissertation proceeds with the design of two electronic assessment applications by the end users themselves through a participatory methodology for the design of educational software. A group of freshmen computer science students designs the myTest application for objective testing while a group of secondary school pupils and teachers designs the myTest(ink) for open ended handwritten electronic tests. We study the assessment needs expressed by the different user groups as well as the cognitive tools proposed to address them. The evaluation of both applications confirms the end users ability to detect their own learning needs and to propose solutions to address them, as well as the impact of the hardware platform in the acceptance of electronic assessment.Η παρούσα διατριβή επιχειρεί μια σφαιρική προσέγγιση στο θέμα της ηλεκτρονικής αξιολόγησης της γνώσης. Ξεκινώντας από τις σύγχρονες εξελίξεις στο χώρο της ηλεκτρονικής μάθησης (e-learning) και αφού μελετήσουμε τον παιδαγωγικό ρόλο της αξιολόγησης, εστιάζουμε στις μορφές και χρήσεις της ηλεκτρονικής αξιολόγησης (Computer Assisted Assessment) καθώς και στις προκλήσεις που αντιμετωπίζει. Διαπιστώνουμε ότι παρά τα διακηρυχθέντα πλεονεκτήματα και τις υπαρκτές δυνατότητές της, η διείσδυσή της στην εκπαίδευση παραμένει περιορισμένη και δυσανάλογη σε σχέση με άλλες εκπαιδευτικές τεχνολογίες. Αρχικά η διατριβή επιχειρεί την ενδελεχή μελέτη των χρηστών της αξιολόγησης. Χρησιμοποιούμε ψυχομετρικά και εμπειρικά εργαλεία καταγραφής των ατομικών χαρακτηριστικών των μαθητών, ενώ διατυπώνουμε και ελέγχουμε ερευνητικές υποθέσεις για τον τρόπο με τον οποίο αυτά επηρεάζουν την ετοιμότητα των μαθητών απέναντι στην χρήση των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ), εν γένει, και της ηλεκτρονικής αξιολόγησης ειδικότερα. Στη βάση των συμπερασμάτων προτείνουμε διδακτικές παρεμβάσεις για την υποβοήθηση της ένταξης των ΤΠΕ και της ηλεκτρονικής αξιολόγησης στην εκπαιδευτική διαδικασία. Στη βάση των συμπερασμάτων μας για τις προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ηλεκτρονική αξιολόγηση διατυπώνουμε την πρόταση μας για ένα ολοκληρωμένο μοντέλο σχεδίασης σχετικών εφαρμογών η οποία συνοψίζεται στο τρίπτυχο: α) σχεδίαση των εφαρμογών ηλεκτρονικής αξιολόγησης από τους ίδιους τους χρήστες, β) επιλογή ηλεκτρονικής πλατφόρμας που να ελαχιστοποιεί την επίδραση του μέσου και γ) εξέλιξη - και όχι κατάργηση - των υπαρχουσών εκπαιδευτικών πρακτικών. Η διατριβή προχωρά με τη σχεδίαση δύο προτύπων εφαρμογών ηλεκτρονικής αξιολόγησης από τους ίδιους τους τελικούς τους χρήστες, μέσω μιας μεθοδολογίας συμμετοχικής σχεδίασης εκπαιδευτικού λογισμικού. Μια ομάδα πρωτοετών φοιτητών Πληροφορικής σχεδιάζει την εφαρμογή αξιολόγησης myTest για αντικειμενικού τύπου αξιολογήσεις, ενώ μια ομάδα μαθητών και καθηγητών γυμνάσιου σχεδιάζει την εφαρμογή myTest(ink) για χειρόγραφες ηλεκτρονικές αξιολογήσεις ανοιχτού τύπου. Μελετούμε τις ανάγκες αξιολόγησης που διατύπωσαν οι διαφορετικές ομάδες χρηστών, καθώς και τα γνωστικά εργαλεία που πρότειναν για την κάλυψή τους. Η αξιολόγηση των εφαρμογών επιβεβαιώνει την δυνατότητά τους να ανιχνεύσουν οι ίδιοι τις μαθησιακές τους ανάγκες και να προτείνουν λύσεις για την κάλυψή τους καθώς και η επίδραση της πλατφόρμας υλισμικού στην αποδοχή της ηλεκτρονικής αξιολόγησης

Privacy and Anonymity in the Information Society -Challenges for the European Union

Electronic information is challenging traditional views on property and privacy. The explosion of digital data, driven by novel web applications, social networking, and mobile devices makes data security and the protection of privacy increasingly difficult. Furthermore, biometric data and radiofrequency identification applications enable correlations that are able to trace our cultural, behavioral, and emotional states. The concept of privacy in the digital realm is transformed and emerges as one of the biggest risks facing today's Information Society. In this context, the European Union (EU) policymaking procedures strive to adapt to the pace of technological advancement. The EU needs to improve the existing legal frameworks for privacy and data protection. It needs to work towards a "privacy by education" approach for the empowerment of "privacyliterate" European digital citizens

Autonomous Differential Absorption Laser Device for Remote Sensing of Atmospheric Greenhouse Gases

A ground-based, integrated path, differential absorption (IPDA) light detection device capable of measuring multiple greenhouse gas (GHG) species in the atmosphere is presented. The device was developed to monitor greenhouse gas concentrations in small-scale areas with high emission activities. It is equipped with two low optical power tunable diode lasers in the near-infrared spectral range for the atmospheric detection of carbon dioxide, methane, and water vapors (CO2, CH4 and H2O). The device was tested with measurements of background concentrations of CO2 and CH4 in the atmosphere (Crete, Greece). Accuracies in the measurement retrievals of CO2 and CH4 were estimated at 5 ppm (1.2%) and 50 ppb (2.6%), respectively. A method that exploits the intensity of the recorded H2O absorption line in combination with weather measurements (water vapor pressure, temperature, and atmospheric pressure) to calculate the GHG concentrations is proposed. The method eliminates the requirement for measuring the range of the laser beam propagation. Accuracy in the measurement of CH4 using the H2O absorption line is estimated at 90 ppb (4.8%). The values calculated by the proposed method are in agreement with those obtained from the differential absorption LiDAR equation (DIAL)

Quantification of alloying elements in steel targets: The LIBS 2022 regression contest

We present the results of the regression contest organized for the LIBS 2022 conference. While the motivation and design of the contest are briefly presented, the work focuses on the methodologies of the three best-performing teams. The employed spectral preprocessing strategies, choice of regression models and its optimization are detailed for each team separately. The aim of the contest reflects the long-term challenges faced by quantitative laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) analysis. Thus, the contest was designed with the purpose of providing a transparent platform for comparing and evaluating the large range of data processing tools available in the LIBS literature. Namely, the contest consisted of the quantification of two major (Cr, Ni) and two minor (Mn, Mo) elements in 15 steel targets. For constructing an appropriate regression model, spectra of 42 targets were provided. The spectra were collected using a commercially available laboratory-based LIBS system and made publicly available. The contest lasted 53 days during which the teams did not receive feedback. In total, 21 teams participated out of which the three best-performing methodologies are presented here. A single linear partial least squares model and two artificial neural network regression models are presented. The corresponding feature selection strategies included emission line selection, spectral range selection, and automatized wavelength selection. Various spectral normalization strategies and data augmentation strategies are also presented.JV acknowledges the financial support provided through the grant TACR TREND 6 - FW06010042 (Research and development of an advanced interaction vacuum system for laser spectroscopy). PP and EK acknowledge the financial support provided through the grant NCK II - TN02000020 (CAEPO: Center for advanced electronics and photon optics).Peer ReviewedPostprint (author's final draft