bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Effect of DS Concentration on the PRO Performance Using a 5-Inch Scale Cellulose Triacetate-Based Hollow Fiber Membrane Module
Authors: Yasukawa Masahiro , Shigefuji Daisuke , Shibuya Masafumi , Ikebe Yuki , Horie Ryuto , Higa Mitsuru
Published: May 2018

In this study, pressure-retarded osmosis (PRO) performance of a 5-inch scale cellulose triacetate (CTA)-based hollow fiber (HF) membrane module was evaluated under a wide range of operating conditions (0.0–6.0 MPa of applied pressure, 0.5–2.0 L/min feed solution (FS) inlet flow rate, 1.0–6.0 L/min DS inlet flow rate and 0.1–0.9 M draw solution (DS) concentration) by using a PRO/reverse osmosis (RO) hybrid system. The subsequent RO system for DS regeneration enabled the evaluation of the steady-stated module performance. In the case of pilot-scale module operation, since the DS dilution and the feed solution (FS) up-concentration had occurred and was not negligible, unlike the lab-scale experiment, PRO performance strongly depended on operating conditions such as inlet flow rates of both the DS and FS concentration. To compare the module performance with different configurations, we proposed a converted parameter in which a difference of the packing density between the spiral wound (SW) and the HF module was fairly considered. In the case of HF configuration, because of high packing density, volumetric-based performance was higher than that of SW module, that is, the required number of the module would be less than that of SW module in a full-scale PRO plant.
Optimisation of a Multi-Gravity Separator with Novel Modifications for the Recovery of Ferberite
Authors: Fitzpatrick Robert , Hegarty Patrick , Fergusson Keith , Rollinson Gavyn , Xie Weiguo , Mildren Treve
Published: May 2018

Tungsten is considered by the European Union as a critical raw material for future development due to its expected demand and scarcity of resource within Europe. It is therefore, critical to optimize European tungsten operations and maximise recoveries. The role of enhanced gravity/centrifugal concentrators in recovering tungsten from ultra-fine fractions should form an important part of this aim. Reported herein are the results of investigations to improve efficiency of Wolf Minerals’ Draklends mine, a major European tungsten mine, by recovering saleable material from a magnetic waste stream of a low-intensity magnetic separator using an enhanced gravity concentrator. The mine hosts wolframite and ferberite as the main tungsten bearing mineral species. A Mozley multi-gravity separator (MGS) C-900 was selected as it is suited to exploiting small variations in mineral density to affect a separation. Working with a current manufacturer, a novel scraping blade system was tested. To assess the MGS in a statistically valid manner, a response surface methodology was followed to determine optimal test conditions. The test programme showed that the most important parameters were drum speed and wash water rate. Under optimal conditions the model predicted that 40% of the tungsten could be recovered above the required grade of 43% WO3.
Molecular Sex Identification in Dioecious Hippophae rhamnoides L. via RAPD and SCAR Markers
Authors: Zhou Wu , Wang Yuwei , Zhang Gong , Luan Guangxiang , Chen Shasha , Meng Jing , Wang Honglun , Hu Na , Suo Yourui
Published: May 2018

The dioecious property of the sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) prevents sex recognition via traditional observation at the juvenile stage, thus impeding breeding and economic cropping; A random amplified polymorphic DNA (RAPD) and a sequence characterized amplified region (SCAR) markers were used to identify the sexes. A total of 45 random decamer primers were used to screen genomic DNA pools of staminate and pistillate genotypes for genetic polymorphisms. One female sex-linked marker was identified. D15 (5′-CATCCGTGCT-3′) amplified a particular band of 885 bp, which showed polymorphism among staminate and pistillate genotype plants. The SCAR marker Hrcx-15 was obtained by sequencing the fragment. The alleles of 140 pistillate genotypes were examined but not of the 140 staminate genotypes discerned via taxonomy. Staminate and pistillate genotypes of sea buckthorn plants can be distinguished, using Hrcx-15 as a genetic marker for sex identification and for expediting cultivation for commercial applications.
Sol-Gel Processing of MgF2 Antireflective Coatings
Authors: Löbmann Peer
Published: May 2018

There are different approaches for the preparation of porous antireflective λ/4 MgF2 films from liquid precursors. Among these, the non-aqueous fluorolytic synthesis of precursor solutions offers many advantages in terms of processing simplicity and scalability. In this paper, the structural features and optical performance of the resulting films are highlighted, and their specific interactions with different inorganic substrates are discussed. Due to their excellent abrasion resistance, coatings have a high potential for applications on glass. Using solvothermal treatment of precursor solutions, also the processing of thermally sensitive polymer substrates becomes feasible.
Non-Aqueous Sol-Gel Synthesis of FePt Nanoparticles in the Absence of In Situ Stabilizers
Authors: Preller Tobias , Menzel Dirk , Knickmeier Saskia , Porsiel Julian Cedric , Temel Bilal , Garnweitner Georg
Published: May 2018

The synthesis of FePt nanocrystals is typically performed in an organic solvent at rather high temperatures, demanding the addition of the in situ stabilizers oleic acid and oleylamine to produce monomodal particles with well-defined morphologies. Replacing frequently-used solvents with organic media bearing functional moieties, the use of the stabilizers can be completely circumvented. In addition, various morphologies and sizes of the nanocrystals can be achieved by the choice of organic solvent. The kinetics of particle growth and the change in the magnetic behavior of the superparamagnetic FePt nanocrystals during the synthesis with a set of different solvents, as well as the resulting morphologies and stoichiometries of the nanoparticles were determined by powder X-ray diffraction (PXRD), small-angle X-ray scattering (SAXS), transmission electron microscopy (TEM), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES)/mass spectrometry (ICP-MS), and superconducting quantum interference device (SQUID) measurements. Furthermore, annealing of the as-prepared FePt nanoparticles led to the ordered L10 phase and, thus, to hard magnetic materials with varying saturation magnetizations and magnetic coercivities.
Emerging Evidence of Thresholds for Beneficial Effects from Vitamin D Supplementation
Authors: Scragg Robert
Published: May 2018

Publications from clinical trials of vitamin D supplementation have increased substantially over the last 15 years. Yet, despite the growing number of randomized controlled trials, meta-analyses of these studies have drawn inconsistent conclusions. Many meta-analyses assume that vitamin D is a pharmacological agent, and give scant consideration of it being a nutrient. This limits their potential to detect beneficial effects in participants with vitamin D deficiency. An increasing body of evidence from both observational studies and clinical trials supports the presence of thresholds in vitamin D status below which disease risk increases and vitamin supplementation has beneficial effects. Future supplementation trials which seek to replicate these findings should recruit sufficient numbers of participants with low vitamin D levels, and not give low-dose vitamin D to the placebo group. If the presence of vitamin D thresholds for beneficial effects is confirmed, this would strengthen the need for vitamin D fortification of foods.
Simulation as a Central Feature of an Elective Course: Does Simulated Bedside Care Impact Learning?
Authors: Thomas Michael C. , Hughes Peter J.
Published: May 2018

A three-credit, simulation-based, emergency medicine elective course was designed and offered to doctor of pharmacy students for two years. The primary objective was to determine if there was a difference in exam performance stratified by student simulation experience, namely either as an active observer or as part of bedside clinical care. The secondary objective was to report student satisfaction. Examination performance for simulation-based questions was compared based on the student role (evaluator versus clinical) using the Student’s t-test. Summary responses from Likert scale-based student satisfaction responses were collected. A total of 24 students took the course: 12 in each offering. Performance was similar whether the student was assigned to the evaluation team or the clinical team for all of the comparisons (mid-term and final 2015 and 2016, all p-values > 0.05). Students were very satisfied with the course. Of the 19 questions assessing the qualitative aspects of the course, all of the students agreed or strongly agreed to 17 statements, and all of the students were neutral, agreed, or strongly agreed to the remaining two statements. Direct participation and active observation in simulation-based experiences appear to be equally valuable in the learning process, as evidenced by examination performance.
Geometric Integration of Hybrid Correspondences for RGB-D Unidirectional Tracking
Authors: Tang Shengjun , Chen Wu , Wang Weixi , Li Xiaoming , Darwish Walid , Li Wenbin , Huang Zhengdong , Hu Han , Guo Renzhong
Published: May 2018

Traditionally, visual-based RGB-D SLAM systems only use correspondences with valid depth values for camera tracking, thus ignoring the regions without 3D information. Due to the strict limitation on measurement distance and view angle, such systems adopt only short-range constraints which may introduce larger drift errors during long-distance unidirectional tracking. In this paper, we propose a novel geometric integration method that makes use of both 2D and 3D correspondences for RGB-D tracking. Our method handles the problem by exploring visual features both when depth information is available and when it is unknown. The system comprises two parts: coarse pose tracking with 3D correspondences, and geometric integration with hybrid correspondences. First, the coarse pose tracking generates the initial camera pose using 3D correspondences with frame-by-frame registration. The initial camera poses are then used as inputs for the geometric integration model, along with 3D correspondences, 2D-3D correspondences and 2D correspondences identified from frame pairs. The initial 3D location of the correspondence is determined in two ways, from depth image and by using the initial poses to triangulate. The model improves the camera poses and decreases drift error during long-distance RGB-D tracking iteratively. Experiments were conducted using data sequences collected by commercial Structure Sensors. The results verify that the geometric integration of hybrid correspondences effectively decreases the drift error and improves mapping accuracy. Furthermore, the model enables a comparative and synergistic use of datasets, including both 2D and 3D features.
Comparison of Resonance Frequency Analysis and of Quantitative Ultrasound to Assess Dental Implant Osseointegration
Authors: Vayron Romain , Nguyen Vu-Hieu , Lecuelle Benoît , Albini Lomami Hugues , Meningaud Jean-Paul , Bosc Romain , Haiat Guillaume
Published: May 2018

Dental implants are widely used in the clinic. However, there remain risks of failure, which depend on the implant stability. The aim of this paper is to compare two methods based on resonance frequency analysis (RFA) and on quantitative ultrasound (QUS) and that aim at assessing implant stability. Eighty-one identical dental implants were inserted in the iliac crests of 11 sheep. The QUS and RFA measurements were realized after different healing times (0, 5, 7, and 15 weeks). The results obtained with the QUS (respectively RFA) method were significantly different when comparing two consecutive healing time for 97% (respectively, 18%) of the implants. The error made on the estimation of the healing time when analyzing the results obtained with the QUS technique was around 10 times lower than that made when using the RFA technique. The results corresponding to the dependence of the ISQ versus healing time were significantly different when comparing two directions of RFA measurement. The results show that the QUS method allows a more accurate determination of the evolution of dental implant stability when compared to the RFA method. This study paves the way towards the development of a medical device, thus providing a decision support system to dental surgeons.
A Flexible Temperature Sensor Based on Reduced Graphene Oxide for Robot Skin Used in Internet of Things
Authors: Liu Guanyu , Tan Qiulin , Kou Hairong , Zhang Lei , Wang Jinqi , Lv Wen , Dong Helei , Xiong Jijun
Published: May 2018

Flexible electronics, which can be distributed on any surface we need, are highly demanded in the development of Internet of Things (IoT), robot technology and electronic skins. Temperature is a fundamental physical parameter, and it is an important indicator in many applications. Therefore, a flexible temperature sensor is required. Here, we report a simple method to fabricate three lightweight, low-cost and flexible temperature sensors, whose sensitive materials are reduced graphene oxide (r-GO), single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs). By comparing linearity, sensitive and repeatability, we found that the r-GO temperature sensor had the most balanced performance. Furthermore, the r-GO temperature sensor showed good mechanical properties and it could be bent in different angles with negligible resistance change. In addition, the performance of the r-GO temperature sensor remained stable under different kinds of pressure and was unaffected by surrounding environments, like humidity or other gases, because of the insulating layer on its sensitive layer. The easy-fabricated process and economy, together with the remarkable performance of the r-GO temperature sensor, suggest that it is suitable for use as a robot skin or used in the environment of IoT.
Response of a Bell–Bloom Magnetometer to a Magnetic Field of Arbitrary Direction
Authors: Ding Zhichao , Yuan Jie , Long Xingwu
Published: May 2018

The Bell–Bloom magnetometer in response to a magnetic field of arbitrary direction is observed theoretically and experimentally. A theoretical model is built from a macroscopic view to simulate the magnetometer frequency response to an external magnetic field of arbitrary direction. Based on the simulation results, the magnetometer characteristics, including the signal phase and amplitude at resonance, the linewidth, and the magnetometer sensitivity, are analyzed, and the dependencies of these characteristics on the external magnetic field direction are obtained, which are verified by the experiment.
A 0.18 μm CMOS LDO Regulator for an On-Chip Sensor Array Impedance Measurement System
Authors: Pérez-Bailón Jorge , Márquez Alejandro , Calvo Belén , Medrano Nicolás
Published: May 2018

This paper presents a fully integrated 0.18 μm CMOS Low-Dropout (LDO) Voltage Regulator specifically designed to meet the stringent requirements of a battery-operated impedance spectrometry multichannel CMOS micro-instrument. The proposed LDO provides a regulated 1.8 V voltage from a 3.6 V to 1.94 V battery voltage over a −40 °C to 100 °C temperature range, with a compact topology (<0.10 mm2 area) and a constant quiescent current of only 7.45 μA with 99.985% current efficiency, achieving remarkable state-of-art Figures of Merit (FoMs) for the regulating–transient performance. Experimental measurements validate its suitability for the target application, paving the way towards the future achievement of a truly portable System on Chip (SoC) platform for impedance sensors.
Fast Potentiometric Analysis of Lead in Aqueous Medium under Competitive Conditions Using an Acridono-Crown Ether Neutral Ionophore
Authors: Golcs Ádám , Horváth Viola , Huszthy Péter , Tóth Tünde
Published: May 2018

Lead is a particularly toxic heavy metal that is present above acceptable levels in the water of many countries. This article describes a quick detection method of lead(II) ions using a polyvinyl chloride (PVC)-based ion-selective membrane electrode containing an acridono-crown ether ionophore by potentiometry. The electrochemical cell exhibits a Nernstian response for lead(II) ions between the concentration range of 10−4 to 10−2 M, and can be used in the pH range of 4–7. The applicability of this sensor was verified by measuring a multicomponent aqueous sample. Under the given conditions, this electrode is suitable for the selective quantitative analysis of lead(II) ions in the presence of many additional metal ions.
Automated Inspection of Defects in Optical Fiber Connector End Face Using Novel Morphology Approaches
Authors: Mei Shuang , Wang Yudan , Wen Guojun , Hu Yang
Published: May 2018

Increasing deployment of optical fiber networks and the need for reliable high bandwidth make the task of inspecting optical fiber connector end faces a crucial process that must not be neglected. Traditional end face inspections are usually performed by manual visual methods, which are low in efficiency and poor in precision for long-term industrial applications. More seriously, the inspection results cannot be quantified for subsequent analysis. Aiming at the characteristics of typical defects in the inspection process for optical fiber end faces, we propose a novel method, “difference of min-max ranking filtering” (DO2MR), for detection of region-based defects, e.g., dirt, oil, contamination, pits, and chips, and a special model, a “linear enhancement inspector” (LEI), for the detection of scratches. The DO2MR is a morphology method that intends to determine whether a pixel belongs to a defective region by comparing the difference of gray values of pixels in the neighborhood around the pixel. The LEI is also a morphology method that is designed to search for scratches at different orientations with a special linear detector. These two approaches can be easily integrated into optical inspection equipment for automatic quality verification. As far as we know, this is the first time that complete defect detection methods for optical fiber end faces are available in the literature. Experimental results demonstrate that the proposed DO2MR and LEI models yield good comprehensive performance with high precision and accepted recall rates, and the image-level detection accuracies reach 96.0 and 89.3%, respectively.
Diminished Economic Return of Socioeconomic Status for Black Families
Authors: Assari Shervin
Published: May 2018

Background: According to the Minorities’ Diminished Return theory, socioeconomic status (SES) systemically generates larger gains for Whites compared to Blacks. It is, however, unknown whether the effects of baseline SES on future family income also varies between Blacks and Whites. Aims: Using a national sample, this study investigated racial variation in the effects of family SES (i.e., family structure, maternal education, and income) at birth on subsequent household income at age 15. Methods: This 15-year longitudinal study used data from the Fragile Families and Child Wellbeing Study (FFCWS), which followed 1471 non-Hispanic Black or White families from the time of birth of their child for 15 years. Two family SES indicators (maternal education and income) at birth were the independent variables. Family income 15 years later was the outcome. Maternal age, child gender, and family structure at baseline were covariates. Race was the focal moderator. Linear regression models were used for data analysis. Results: In the pooled sample, maternal education (b = 11.62, p < 0.001) and household income (b = 0.73, p < 0.001) at baseline were predictive of family income 15 years later. Race, however, interacted with maternal education (b = −12,073.89, p < 0.001) and household income (b = −312.47, p < 0.001) at birth on household income 15 years later, indicating smaller effects for Black compared to White families. These differential gains were independent of family structure, mother age, and child gender. Conclusions: The economic return of family SES is smaller for Black compared to White families, regardless of the SES indicator. Policies should specifically address structural barriers in the lives of racial and ethnic minorities to minimize the diminished return of SES resources across racial minority groups. Policies should also reduce extra costs of upward social mobility for racial minorities. As the likely causes are multi-level, solutions should also be also multi-level. Without such interventions, it may be very difficult if not impossible to eliminate the existing Black–White economic gap.
Impact of Human Actions on Building Energy Performance: A Case Study in the United Arab Emirates (UAE)
Authors: Al Amoodi Ahmed , Azar Elie
Published: May 2018

There is a growing interest in the literature to understand how actions taken by occupants and facility managers can affect building performance. However, user-centric building energy research: (1) remains understudied compared to design-focused research efforts; (2) overlooks combined effects or uncertainty in multiple parameters; and (3) typically does not cover particular types of buildings (e.g., educational facilities), nor buildings subject to extreme weather conditions. This paper fills an important gap in the literature by proposing a comprehensive energy modeling and analysis framework to quantify the impact of human action on building energy consumption. The framework applies various data analysis methods such as differential, fractional factorial, and Monte Carlo analysis methods, in order to capture potential combined or synergetic effects of human actions on building performance. A case study is then presented on typical educational buildings located in the extreme hot climate of Abu Dhabi, United Arab Emirates (UAE). Results indicate that uncertainty in human actions can lead up to a ±25% variation from average energy consumption levels, confirming the significant role that people have in making their built environment more efficient and sustainable.
Urinary Cadmium Threshold to Prevent Kidney Disease Development
Authors: Satarug Soisungwan , Ruangyuttikarn Werawan , Nishijo Muneko , Ruiz Patricia
Published: May 2018

The frequently observed association between kidney toxicity and long-term cadmium (Cd) exposure has long been dismissed and deemed not to be of clinical relevance. However, Cd exposure has now been associated with increased risk of developing chronic kidney disease (CKD). We investigated the link that may exist between kidney Cd toxicity markers and clinical kidney function measure such as estimated glomerular filtration rates (eGFR). We analyzed data from 193 men to 202 women, aged 16−87 years [mean age 48.8 years], who lived in a low- and high-Cd exposure areas in Thailand. The mean (range) urinary Cd level was 5.93 (0.05–57) μg/g creatinine. The mean (range) for estimated GFR was 86.9 (19.6−137.8) mL/min/1.73 m2. Kidney pathology reflected by urinary β2-microglobulin (β2-MG) levels ≥ 300 μg/g creatinine showed an association with 5.32-fold increase in prevalence odds of CKD (p = 0.001), while urinary Cd levels showed an association with a 2.98-fold greater odds of CKD prevalence (p = 0.037). In non-smoking women, Cd in the highest urinary Cd quartile was associated with 18.3 mL/min/1.73 m2 lower eGFR value, compared to the lowest quartile (p < 0.001). Evidence for Cd-induced kidney pathology could thus be linked to GFR reduction, and CKD development in Cd-exposed people. These findings may help prioritize efforts to reassess Cd exposure and its impact on population health, given the rising prevalence of CKD globally.
Extension du concept de micro-monde au sein d'une architecture générique
Authors: Gibaud Olivier
Published: May 2018

Par une extension du concept de micro-monde, nous désirons proposer un concept original pour l'Enseignement Assisté par Ordinateur. Notre travail se démarque nettement de la notion initialement proposée par S. Papert et se situe franchement sur le terrain de la simulation en s 'appuyant sur des techniques hypermédias. Par rapport à l'Enseignement intelligemment assisté par ordinateur, nous situons notre concept comme une nouvelle manière de considérer l'apprentissage et la communication entre les acteurs de la formation : élèves et enseignants. Pour nous, un micro-monde est un système interactif autonome et finalisé. Aussi, nous nous appliquons à préciser ces termes, puis nous définissons en détail l'architecture d'un micro-monde qui utilise un simulateur, une aide, un contrôle pédagogique et un modèle de la session élève. Nous insistons sur l'interface du simulateur qui consiste en un usage spécifique des techniques hypermédias. Cette interface utilise un réseau en étoile d'images interactives organisé autour d'une image interactive centrale qui constitue le lieu de communication privilégié entre l'élève et le simulateur. Enfin, nous illustrons notre concept et son architecture par un exemple concret consistant en un didacticiel traitant de la culture du blé.
La modélisation par objets typés - une méthode de représentation pour les systèmes d'apprentissage et d'aide à la tâche.
Authors: Paquette Gilbert
Published: May 2018

We report on a knowledge representation method called "Modeling using object types" (MOT) adapted to the needs of instructional designers who define learning systems and task support systems. A graphic formalism has been constructed aiming at a number of goals : simplicity of use by persons untrained in knowledge modeling techniques, representational expressiveness suited for a large variety of situations and knowledge domains, transparent view of relationships between knowledge units, uncovering a domain 's semantic. The originality of the system lies in its capacity to represent, in an integrated way, four types of knowledge units, facts, concepts, procedures and principles, and six types of basic links between them obeing integrity constraints ; it lies also in its capacity to represent complex model types such as conceptual systems, theories, processes and methods. Based on these basic constructs, we also present a computer assisted model builder which has been used in a certain number of field experiments for instructional design and education systems definition. We conclude by evaluating our results and identifying directions for future work. tain number of field experiments for instructional design and education systems definition. We conclude by evaluating our results and identifying directions for future work.
Un panorama des systèmes d'aide à la conception de logiciels éducatifs
Authors: Lapujade Anne , Ernst Christian
Published: May 2018

Cet article présente les différents types de systèmes d'aide à la conception de logiciels éducatifs qui font actuellement l'objet de travaux de recherche. Pour présenter ces systèmes, nous proposons une typologie issue du génie logiciel qui s'articule autour de la notion de processus de développement des logiciels. Cette typologie distingue trois catégories de systèmes par rapport à leur couverture des phases du processus de développement de logiciels éducatifs : des outils qui permettent d'effectuer une tâche particulière au sein d'une phase, des ateliers qui intègrent, pour une même application plusieurs outils permettant de réaliser entièrement une phase et des environnements qui permettent d'intégrer plusieurs phases du processus de développement. Pour chaque catégorie nous présentons plusieurs systèmes.
Un modèle multi-agents de l'apprenant
Authors: Leman Stéphane , Marcenac Pierre , Giroux Sylvain
Published: May 2018

Notre objectif est de construire un modèle de l'apprenant avec une approche multi-agents. Les connaissances de l'apprenant sont représentées par plusieurs niveaux de granularité. À chaque type de connaissance correspond un type d'agent. La description interne, l'organisation dans des graphes de raisonnement, ainsi que la modification dynamique de ces agents au cours de la résolution des problèmes par l'apprenant sont décrits dans la première partie de cet article. Par ailleurs, lorsque l'apprenant effectue un raisonnement plus complexe, mettant en jeu plusieurs agents, ce raisonnement est reconnu comme sous-ensemble d'un raisonnement expert et est modélisé dans le système par un agent complexe. L'algorithme d'expertisation permettant cette reconnaissance et cette modélisation des raisonnements est détaillé dans la seconde partie de l'article.
Un modèle de représentation des connaissances relatives au contenu dans un système tutoriel intelligent
Authors: Nkambou Roger , Gauthier Gilles , Frasson Claude
Published: May 2018

Nous présentons dans cet article une approche, nommée CREAM (Curriculum REpresentation and Acquisition Model), destinée à la modélisation des connaissances d'une matière à enseigner dans un STI. Cette approche permet d'organiser la matière sous trois perspectives : domaine, pédagogie et didactique. L'aspect relié au domaine est mis en œuvre, dans cette approche, par un modèle de capacités (CREAM-C ) qui représente et organise les connaissances du domaine suivant des liens logiques existant entre elles ; ces connaissances sont catégorisées selon la taxinomie de Gagné. Le volet pédagogique crée un cadre de définition et d'organisation des objectifs d'enseignement (CREAM-0 et CKTN). L'organisation des objectifs consiste notamment à modéliser les prédispositions nécessaires à leur réalisation et à étudier l'impact que peut avoir l'atteinte d'un objectif sur les connaissances du domaine. La dimension didactique revient à produire un modèle qui définit et organise les différents moyens tactiques nécessaires pour l'enseignement de la matière considérée (CREAM -R).
Diagnostic et aide dans un environnement d'apprentissage ouvert : un exemple en chimie, SCHNAPS
Authors: Blondel François-Marie , Schwob Monique , Tarizzo Martial
Published: May 2018

Cet article présente la conception et la réalisation d'un environnement ouvert pour l'apprentissage de la résolution de problèmes en chimie. Trois questions principales y sont étudiées : les outils mis à la disposition de l'élève, l'analyse de son activité et les aides que le système est en mesure de lui apporter. La conception de ces trois composantes de l'environnement s'appuie sur des analyses préalables des difficultés rencontrées, des formes de résolution des élèves et des demandes d'aide qu'ils ont formulées. Les outils de résolution calqués sur un modèle de calculette chimique permettent une aide indirecte et une observation détaillée de l'activité de l'élève. Le diagnostic, inspiré de la classification heuristique, cherche à reconnaître des formules et leurs conditions d'application dans les opérations et les relations exprimées par l'élève. Les informations qu'il fournit sur la résolution et indirectement sur les connaissances de l'élève permettent de proposer des interventions appropriées. L'organisation des aides et des interventions en assistants chargés d'un seul type d'aide offre une solution originale permettant de tenir compte des multiples facettes de l'assistance qu'un tel système est en mesure de prodiguer à an utilisateur.
Réseaux bayésiens en modélisation d'utilisateurs.
Authors: Gonzales Christophe , Wuillemin Pierre-Henri
Published: May 2018

Cet article a pour but de présenter les réseaux bayésiens, outil issu de l'intelligence artificielle autant que de la statistique, et de montrer leur intérêt pour la modélisation de l 'utilisateur. Il s'attache à présenter différentes applications de cet outil, à proposer des pistes pour son utilisation dans ce domaine et enfin à montrer les voies de recherche actuelles.
Formats de présentation et complémentarité modale dans les logiciels éducatifs.
Authors: Poyet Françoise
Published: May 2018

Les avancées technologiques actuelles permettent aux réalisateurs de logiciels éducatifs d'intégrer plus facilement des messages auditifs et visuels. Cette intégration est souvent le fruit d'une démarche empirique sans réelle réflexion préalable. Pour étudier la complémentarité de messages auditifs et visuels du point de vue des contraintes de fonctionnement de la mémoire humaine [BAD 90] et des théories sur la charge mentale [SWE 91], nous avons réalisé une expérience dans laquelle les sujets devaient mémoriser des informations multimodals -dans l'interaction «personne-machine», on définira le terme «modale » en référence aux modalités sensorielles des sujets (visuelle et auditive). Cette expérience a établi que l'influence des modalités de présentation diffère selon le contenu des messages. Ainsi, des messages longs et détaillés (explications techniques) seront mieux mémorisés dans un format visuel ; tandis que des informations courtes (noms), présentées auditivement, amélioreront l'intégration de messages visuels complexes (explications portant sur le fonctionnement du dispositif à mémoriser).
Vers des manuels scolaires électroniques ? Résultats d'une étude en mathématiques en classe de sixième.
Authors: Bruillard Eric , Baron Georges-Louis
Published: May 2018

Handbooks are now traditional resources for highschool students. With time, they have become complex tools, aiming at offering diversified functions that paper cannot easily allow. The issue of implementing these functions in a multimedia software environment can be considered. Is it possible to transfer paper handbooks, which new functions should be added, for which types of usage ? This paper, based on a project funded by a "cognition science" task force ; presents a research led on the design of an electronic handbook of mathematics for junior highschool students and proposes perspectives for further research.
Ordina Deo : composantes structurelles de la représentation sociale de l'ordinateur et prises de position de deux populations d'étudiants universitaires.
Authors: Wagner Pascal , Clémence Alain
Published: May 2018

La présente recherche porte sur la représentation sociale de l'ordinateur, c'est-à-dire les théories exprimées dans les différents groupes sociaux à propos de cet objet. Deux études ont été menées sur ce thème, la première consistant en une association de mots au terme "ordinateur" par 40 sujets, la seconde en un questionnaire adressé à 50 étudiants de second cycle en sciences sociales et 33 étudiants de même degré en informatique, afin de contraster le rapport à l'ordinateur. La représentation sociale de l'ordinateur qui se dégage des résultats de cette recherche peut être caractérisée par une figure de base, celle de l'ordinateur personnel, qui renvoie à une signification partagée, celle d'un progrès technologique facilitant la vie quotidienne. Sur ces repères communs se greffe un enjeu social, celui de l'impact social de l'informatique et de la nature de la machine. Les personnes prennent des positions divergentes selon leur familiarité avec l'ordinateur et leur culture informatique.
Concevoir des environnements pour apprendre : l’activité humaine, cadre organisateur de l’interactivité technique
Authors: Linard Monique
Published: May 2018

En éducation, il est impossible de concevoir des interactions humain-machine efficaces sans un cadre de référence qui intègre en un tout cohérent les caractères de l’apprenant, des outils, des tâches et des situations. En sciences humaines, la psychologie du développement, la sociologie et la sémiologie définissent l’action comme une relation significative entre sujets et objets. Elles fondent la connaissance sur les dimensions de motivation, d’intention et de sens ignorées par les théories de l’information. HELICES est un modèle constructiviste interactionniste de l’activité qui vise à offrir des repères pour une conception intégrée des environnements éducatifs. Dans ce cadre, les interfaces sont traités comme des dispositifs symboliques au service de l’activité spontanée des apprenants et de son dépassement. Les objets, fonctions et outils sont conçus et mis en scène pour accompagner et provoquer, non superviser, la prise de conscience et l’autocontrôle de ses actions par l’apprenant.
Les choix techniques sont des choix pédagogiques : les dimensions multiples d’une expérience de formation à distance
Authors: Boullier Dominique
Published: May 2018

Technical choices required by the design of a distance learning curriculum cannot anticipate nor follow the pedagogical choices because they constitute the very materiality of these pedagogical choices. This point refers to the way uses are encapsulated in every technical design of any product. A theoretical framework is exposed in order to elicit the various points of view to be considered in such a distributed learning design process. The account of the development of a degree, using Learning Space, in the University of Compiègne, illustrates this framework and the need for an ongoing discussion between these points of view during a project.
Aides informatisées à la production d’écrits. Une revue de la littérature
Authors: Dessus Phillipe
Published: May 2018

De très nombreux travaux expérimentaux ont tenté de mesurer qualitativement et quantitativement les effets de simples logiciels de traitement de textes sur la production écrite. Leurs résultats, mitigés, ont été répliqués lors de tests d’environnements d’aide à la rédaction — comme les gestionnaires de plans, les vérificateurs d’orthographe, ou les tuteurs. Cet article propose de recenser une douzaine d’expérimentations mesurant les effets des aides informatisées à la production d’écrits, chez des élèves du secondaire et des étudiants. De plus, il fait le point sur divers débats actuels relatifs aux effets des médias éducatifs, comme leur capacité à amplifier ou réorganiser la production d’écrits, l’utilisabilité de leurs diverses fonctionnalités ou encore l’intérêt des tuteurs intégrant une méthode pédagogique.
Interactions épistémiques médiatisées par ordinateur pour l’apprentissage des sciences
Authors: Baker Michael , De Vries Erica , Lund Kristine , Quignard Matthieu
Published: May 2018

Nous présentons le bilan d’un programme de recherches à cinq ans concernant l’élaboration d’ Environnements Informatiques d’ Apprentissage Coopérant (EIAC) qui visent la co-construction de notions scientifiques dans et par les interactions épistémiques. Lors de l’élaboration successive de trois systèmes (C-CHENE, CONNECT et DAMOCLES), les questions de recherche suivantes ont été abordées : la structuration de l’interface de communication, la constitution des dyades (statistique ou combinatoire) afin de favoriser une confrontation conceptuelle, la présentation des points à débattre et les rôles multiples du professeur. Nous discutons des limites de notre recherche et apportons notre bilan concernant le degré de liberté et de contrainte dans l’interface de communication, l’organisation générale des séquences de résolution de problèmes, la richesse et la flexibilité des environnements, les interrelations entre les dimensions cognitive, épistémique et sociale de l’interaction et enfin l’évolution des pratiques éducatives.
Miss Lindquist : un système fondé sur le dialogue pour apprendre à exprimer algébriquement des énoncés en langage naturel
Authors: Heffeman Neil T. , Koedinger Kenneth R.
Published: May 2018

La symbolisation est la compétence permettant de traduire en langage algébrique une situation du monde réel. A notre sens, c’est la compétence principale à acquérir par les élèves pour l’apprentissage de l’algèbre au niveau de l’enseignement secondaire. Nous présentons une recherche portant sur les problèmes posés par l’acquisition de cette compétence, étude qui a mis en évidence une «compétence cachée » à l’intérieur de la symbolisation. Contrairement à des recherches antérieures qui ont analysé cette acquisition en termes de difficultés de compréhension des textes des énoncés et de compréhension du rôle abstrait des variables, nous pensons que l’algèbre est une langue étrangère pour les élèves et que c’est la difficulté pour eux à s’exprimer dans cette langue étrangère qui pose problème pour l’acquisition de la symbolisation. Nous présentons également Mrs Lindquist, un tuteur intelligent (TI) conçu pour mener un dialogue pédagogique sur des exercices de symbolisation. Mrs Lindquist possède un modèle pédagogique spécifique pour représenter la connaissance pédagogique sous forme de différentes stratégies mises au point en observant un enseignant (humain) expérimenté. Nous discutons certains des aspects de la méthode mise en œuvre par le tuteur humain que nous avons modélisés dans Mrs Lindquist. Enfin, nous présentons une première évaluation formative de notre système qui montre que les élèves peuvent apprendre à partir des dialogues où ils peuvent s’engager grâce à Mrs Lindquist. Mrs Lindquist a ainsi formé plus de mille élèves sur le site www.AlgebraTutor.org.
Limites, un environnement d’apprentissage fondé sur un système de calcul formel
Authors: Lenne Dominique , Gelis Jean-Michel
Published: May 2018

Nous présentons dans cet article Limites, un environnement d’apprentissage fondé sur un système de calcul formel. Cet environnement est centré sur l’étude de limites de fonctions et permet aux élèves de formuler des conjectures dans un cadre graphique ou numérique et de conduire des preuves dans un cadre formel. Nous décrivons la démarche que nous avons utilisée pour concevoir cet environnement, puis nous examinons en quoi les choix didactiques et ergonomiques que nous avons réalisés ont déterminé la représentation des expressions algébriques et des transformations, ainsi que la mise en place de moyens de preuve et de guidage. Nous discutons enfin l’intérêt de fonder la conception d’un environnement d’apprentissage en algèbre ou en analyse sur un système de calcul formel.
Une typologie des typologies des applications des TIC en éducation
Authors: Basque Josianne , Lundgren-Cayrol Karin
Published: May 2018

Cet article présente 29 typologies des applications éducatives des technologies de l’information et de la communication (TIC) proposées par divers auteurs depuis le début des années 1980. Trois grandes catégories de typologies sont distinguées. Les premières s’appuient sur des critères de classification reliés à l’acte d’enseignement/apprentissage (rôle pédagogique de l'ordinateur, degré d’autonomie de l’ apprenant, type de stratégies pédagogiques ou étapes du processus d’ enseignement). Les deuxièmes associent les usages des TIC aux divers types d’activités se déroulant dans un établissement d’ enseignement ou aux acteurs y œuvrant. Les dernières regroupent les applications des TIC en fonction de différentes caractéristiques cognitives d’un apprenant (impulsions à apprendre, capacités étendues ou restructurées par l’usage des TIC, étapes du processus d’ apprentissage). L’analyse révèle une tendance à une spécialisation des typologies à certains contextes éducatifs, à certaines technologies ou à certaines approches théoriques. Les typologies gagnent en sophistication et s’ intéressent de plus en plus au fonctionnement cognitif de l'apprenant.
Indicateurs et modes d’intégration du logiciel CABRI en CM2
Authors: Gelis Jean-Michel , Assude Teresa
Published: May 2018

L’ utilisation de logiciels de mathématiques en classe nécessite d’identifier et de répartir les connaissances instrumentales, d’une part, et mathématiques, d’autre part. Les rapports entre ces deux types de connaissances dépendent étroitement des objectifs de la séance, en termes d’ apprentissages tant instrumentaux que mathématiques. Pour analyser ces liens complexes, nous définissons cinq indicateurs (relatifs aux connaissances instrumentales et mathématiques) et nous spécifions trois modes d’ intégration du logiciel. En nous situant dans ce cadre, nous analysons une expérimentation conduite dans le cadre d’une recherche à L'IUFM de Versailles, relative à V intégration du logiciel de géométrie CABRI en classe de CM2. Nous commentons les valeurs des indicateurs, ainsi que les modes d’ intégration observés.
Apport de l’ingénierie ontologique aux environnements de formation à distance
Authors: Psyche Valéry , Bourdeau Jacqueline , Mendes Olavo
Published: May 2018

Cet article explore le potentiel de l’ontologie et de l’ingénierie ontologique pour augmenter l’intelligence dans les environnements de formation à distance, ainsi que dans la conception de ces environnements. Il contient une introduction à l’ontologie avec ses origines dans la philosophie occidentale, une discussion des relations entre l’intelligence artificielle et l’ingénierie ontologique, suivie d’une description des méthodologies et des outils d’ingénierie ontologique. Plusieurs pistes d’exploitation du potentiel des ontologies pour les environnements de formation à distance sont explorées.
Analyse automatique de conversations textuelles synchrones d’apprenants pour la détermination de comportements sociaux
Authors: George Sébastien
Published: May 2018

In this paper, we deal with collective learning in a distance context and with information technology to support it. A limit of distance situation leads in the difficulty to have a feedback on users’ actions and behaviors. In distance education, this difficulty is an obstacle to the monitoring of teacher and to the collective work of learners. We think that computer system can contribute to solve this problem by giving feedback on users’ behavior. We propose an approach to automatic analysis of learners’ social behavior, like moderator or independent, during computer-mediated synchronous textual conversations. This approach is based on the specification and design of a conversation tool semi-structured by communicative acts.
Approche ontologique et navigation dans un EIAH. Le cas de l’enseignement des statistiques
Authors: Sander Emmanuel , Meunier Jean-Marc , Bosc-Mine Christelle
Published: May 2018

Certains résultats de travaux en psychologie cognitive invitent à la construction d’EIAH fondés sur une représentation des connaissances explicite de l’organisation cognitive visée. Cette approche privilégie des formes d’acquisition qui s’affranchissent de certaines des contraintes de linéarité qui guident généralement les cursus d’apprentissage. La démarche proposée ici favorise les acquisitions de relations d’inclusion de classes entre les concepts, qui sont fondamentales dans les apprentissages. La traduction technique de cette approche pédagogique consiste à laisser la possibilité à l’apprenant de naviguer à l’intérieur d’une ontologie du domaine. Un EIAH fondé sur ces principes est en cours de développement dans le cadre de l’enseignement à distance des statistiques en psychologie à l’IED (Institut d’Enseignement à Distance) de l’université Paris 8. Il est présenté afin d’illustrer la démarche.
De la conception d’hypermédia à la conception d’application Web
Authors: Halin Gilles
Published: May 2018

This article presents the particularities of hypermedia design domain as well as the evolution of the dedicated methods. First we identified the concepts used in hypermedia design through the presentation of the first methods, then we will focus on the new propositions of the last methods in order to take into account the characteristics of Web applications.
Améliorer l’interopérabilité des profils d’application du LOM
Authors: Bourda Yolaine , Delestre Nicolas
Published: May 2018

Depuis juillet 2002, le LOM est devenu un standard de l’IEEE, mais ce n’est pas le seul schéma de métadonnées pédagogiques existant. En effet, d’autres schémas totalement indépendants sont aussi utilisés, et depuis quelques mois de nombreux schémas issus du LOM apparaissent : on les nomme des profils d’applications du LOM. Or en les étudiant, on note que l’interopérabilité entre ces schémas n’est plus automatique. Pour résoudre ce problème, nous proposons d’utiliser une méthode définie par la norme ISO11179 qui permet de dissocier l’aspect conceptuel de l’aspect représentation lors de la conception de schéma de métadonnées. Ainsi, grâce à ce modèle, les schémas de description de documents pédagogiques pourraient être considérés comme des instanciations d’un seul et unique modèle conceptuel, et donc devenir intéropérables.