Faculty of Science

 

Recent Submissions

  • Anafi, Babatunde Olamilekan (Helsingin yliopisto, 2021)
    Cultural Heritage (CH) collections, data, and artefacts used to be available mainly in galleries, libraries, archives, and museums (GLAM). Due to digitisation, huge collections of CH data are now available online. Since the appearance of these data online, CH data have been searched, analysed and presented using various methods and visualisations. However, many of these methods do not take adequate advantage of the nature of CH data. Even when the CH data dimensions are utilised, the choices of visualisation sometimes fall short. This thesis is a part of the Finnish Archaeological Finds Recording Linked Open Database (SuALT) project. The project aims to develop digital Web services to cater for archaeological finds made by members of the public, especially metal detectorists through ‘citizen science’. Therein, a portion of an innovative prototype that tries to enable serendipitous knowledge discovery by making searching and visualising CH data seamless is presented. The artefact would serve as part of the basis of the FindSampo portal. The prototype is not implemented from scratch, but it is based on the Sampo model, the Sampo-UI framework and several third-party libraries and visualisations. The prototype includes mainly a user-centric faceted search engine, keyword searches to filter the facet options. It also includes data-analytic tools for visualising the filtered data on a table, a timeline chart, pie chart, line chart, maps and an option to export the results in CSV form for further analysis in external tools. However, this thesis focuses on the faceted search engine and the timeline visualisation that presents the spatio-temporal nature of the SuALT data. The portion of the prototype was evaluated based on three principles: serendipity, generosity, and criticality. And the result of the user experience survey suggests that the prototype could provide a good starting point to explore the find collection, make access to individual find information easier, improves the serendipitous discovery of archaeological find data and also make the find data analysis and interpretation easier.
  • Leinonen, Matti (Helsingin yliopisto, 2021)
    3D Object detection and tracking are computer vision methods used in many applications. It is necessary for autonomous vehicles and robots to be able to reliably extract 3D localization information about objects in their environment to operate safely. Currently most 3D object detection and tracking algorithms use high quality LiDAR-sensors which are very expensive. This is why research into methods that use cheap monocular camera images as inputs is an active field in computer vision research. Most current research into monocular 3D object detection and tracking is focused in autonomous driving. This thesis investigates how well current monocular methods are suited for use in industrial settings where the environment and especially the camera perspective can be very different compared to what it is in an automobile. This thesis introduces some of the most used 3D object detection and tracking methods and techniques and tests one detection method on a dataset where the environment and the point of view differs from what it would be in autonomous driving. This thesis also analyzes the technical requirements for a detection and tracking system that could be be used for autonomous robots in an industrial setting and what future research would be necessary to develop such a system.
  • Baumgartner, Axel (Helsingin yliopisto, 2021)
    Keväällä 2020 koronavirusepidemia pakotti suuren osan väestöstä työskentelemään etänä. ICT-alalla etätyöskentely ei ole epätavallista ja siitä on tehty paljon tutkimusta, etenkin globaalisti hajautettujen ohjelmistokehitysryhmien näkökulmasta. Koronavirusepidemian aiheuttaman etätyöpakotteen ominaispiirteenä on nopea ja yllättävä siirtyminen lähityöskentelystä etätyöskentelyyn, jota tutkitaan tässä tutkielmassa tarkemmin. Tutkielmassa keskitytään ketteriä ohjelmistokehitysmenetelmiä hyödyntäviin kehitysryhmiin. Taustana käytetään tutkimusmateriaalia ketterästä ohjelmistokehityksestä ja verrataan sitä tapaustutkimuksen tuloksiin. Tapaustutkimuksessa selvitetään kohderyhmän etätyöskentelyyn siirtymisen aikana syntyneitä ilmiöitä. Tavoitteena on tunnistaa taustatiedosta poikkeavat ilmiöt ja määritellä niistä jatkotutkimusaiheita. Tapaustutkimuksen tuloksesta selviää käytössä olevien työkalujen soveltuminen niin lähi- kuin etätyöskentelyyn. Siirtyminen sujui ilman suurempia ongelmia ja työskentely on jatkunut tauotta. Ongelmat keskittyvät kommunikaatioon ja sen vähenemiseen. Ketterien menetelmien rutiininen merkitys ja määrittely korostuu myös etätyöskentelyssä. Mahdollisiksi jatkotutkimusaiheiksi erottuu virtuaalisen valkotaulun ja jatkuvan puheyhteyden hyödyntäminen.
  • Ritala, Susanna (Helsingin yliopisto, 2021)
    Chatbotteja on kehitetty jo vuosikymmenten ajan, mutta nykyinen kiinnostus on kasvanut niihin teknologian kehityksen myötä. Chatbotit palvelevat ihmisiä eri tarkoituksissa ja niiden toiminta perustuu keskusteluun ihmisen kanssa. Chatbotit tarjoavat henkilökohtaista palvelua vuorokauden jokaisena hetkenä, jonka vuoksi niiden tarve on lisääntynyt monilla aloilla, kuten verkkomyynnissä ja terveydenhuollossa. Chatbottien kehityksessä on tärkeää pohtia niiden toteutusta. Monet käyttäjät suosivat edelleen muita informaationlähteitä heidän ongelmiensa ratkaisuun. Yksi tapa mitata chatbot-järjestelmien laatua on tutkia niiden käyttäjäkokemusta. Tässä tutkielmassa tarkastellaan empiirisesti chatbot-sovellusten käyttäjäkokemusta. Empiirisen osion muodostaa laadullinen tutkimus, jonka avulla pyritään vastaamaan seuraavaan tutkimuskysymykseen: Kuinka chatbottien käyttäjäkokemusta voitaisiin parantaa? Tutkimus järjestettiin Osaamisbotti-palvelun kanssa, joka tarjosi testiympäristön tutkimuksen suorittamiselle. Tutkimukseen osallistui kahdeksan henkilöä, jotka suorittivat heille annetun tehtävän keskustelemalla chatbotin kanssa. Tutkimuksen aineisto on saatu protokolla-analyysin ja sen jälkeisen haastattelun keinoin. Tulokset esittävät, että ihmismäiset keskustelukyvyt, pidemmät vastaukset sekä tehokas keskustelun kulku parantavat chatbottien käyttäjäkokemusta. Lisäksi riittävällä informoinnilla ohjataan keskustelua sekä vältetään virhetilanteita. Chatbottien hyvällä saatavuudella sekä helppokäyttöisyydellä kasvatetaan niiden hyväksyntää ja käyttöönottoa. Tutkielman tuloksia voidaan hyödyntää tulevissa tutkimuksissa ja chatbottien kehitystyössä.
  • Heikkinen, Juuso (Helsingin yliopisto, 2021)
    Telecommunication companies are moving towards even more digitalized and agile ways of working. They are expanding their business in other fields, such as television, thus moving further away from the traditional telecommunications model. Recently, Telia has become the largest television company in the Nordics. One of the their main products in the field of television is channel packages, which allow customers to access specific television content. In this study, a benefit analysis for Telia Finland Oyj was conducted to inspect the benefits that test automation brings for the channel package testing process. 8 interviews in total were conducted with Telia employees with knowledge on channel packages. To receive both a business and a technical perspective, the interviewees were divided into two groups fitting their expertise. In general, test automation was seen as a useful tool. The main business related benefits of test automation mentioned were a faster and cheaper testing process, and a faster time-to-market. It was also seen that test automation could help achieve a more efficient testing process, and increase confidence in test automation. Based on the interview results, an epic was defined and analyzed according to the principles of Scaled Agile Framework (SAFe). This included describing the solution in detail and defining a Minimum Viable Product (MVP). By using example variables and generalized values, several calculations were made to present a framework on the costs of implementing the MVP and the estimated reduction of channel package testing costs. By utilizing the MVP as a part of the channel package testing process, the return on investment (ROI) was not as desirable as expected. With more automated tests compared to the number of test cases, combined with regular use of test automation, the investment would pay itself back and start generating additional savings faster. Based on the epic analysis, a Lean Business Case was defined.
  • Salmenperä, Ilmo (Helsingin yliopisto, 2021)
    Quantum Computing is a novel technology that has wide applicability in the field of machine learning. One of these applications is training Quantum Restricted Boltzmann Machines, which have been shown to have advantages over their classical counterparts. These Quantum Restricted Boltzmann Machines can be then used to pretrain more complex machine learning models, such as Deep Belief Networks, which means that quantum annealing can have applications in the field of deep learning. Main issue of Quantum Restricted Boltzmann Machines is that embedding them into quantum annealing devices will restrict their layer size and connectivity quite drastically. This thesis proposes the use of a common weight regularization method called the unit dropout method to reduce the overall size of these networks by splitting these Restricted Boltzmann Machines into smaller more manageable models, training them separately and composing them into a complete model. While this method can be shown to affect learning negatively, it is yet to be known, whether the advantages of quantum computing can outweigh the disadvantages of extreme use of the unit dropout method.
  • Räisä, Ossi (Helsingin yliopisto, 2021)
    Differential privacy has over the past decade become a widely used framework for privacy-preserving machine learning. At the same time, Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithms, particularly Metropolis-Hastings (MH) algorithms, have become an increasingly popular method of performing Bayesian inference. Surprisingly, their combination has not received much attention in the litera- ture. This thesis introduces the existing research on differentially private MH algorithms, proves tighter privacy bounds for them using recent developments in differential privacy, and develops two new differentially private MH algorithms: an algorithm using subsampling to lower privacy costs, and a differentially private variant of the Hamiltonian Monte Carlo algorithm. The privacy bounds of both new algorithms are proved, and convergence to the exact posterior is proven for the latter. The performance of both the old and the new algorithms is compared on several Bayesian inference problems, revealing that none of the algorithms is clearly better than the others, but subsampling is likely only useful to lower computational costs.
  • Ollila, Risto (Helsingin yliopisto, 2021)
    The Web has become the world's most important application distribution platform, with web pages increasingly containing not static documents, but dynamic, script-driven content. Script-based rendering relies on imperative browser APIs which become unwieldy to use as an application's complexity grows. An increasingly common solution is to use libraries and frameworks which provide an abstraction over rendering and enable a less error-prone declarative programming model. The details of how web frontend frameworks implement rendering vary widely and can potentially have significant consequences for application performance. Frameworks' rendering strategies are typically invisible to the application developer, and may consequently be poorly understood despite their potential impact. In this thesis, we review rendering strategies used in a number of influential and popular web frontend frameworks. By studying their implementation details, we discover ways to categorize and estimate rendering strategies' performance based on input sizes in update loops. To verify and measure the effects of these differences, we implement a number of benchmarks that measure different aspects of rendering. In our benchmarks, we discover significant performance differences ranging up to an order of magnitude under some conditions. Additionally, we confirm that categorizing rendering strategies based on input sizes of update loops is an effective way to estimate their relative performance. The best performing rendering strategies are found to be ones which minimize input sizes in update loops using techniques such as compile-time optimization and reactive programming models.
  • Kettunen, Elina (Helsingin yliopisto, 2020)
    In software development, requirements define the expected behaviour of a system. Requirements can have relationships to other requirements and these relationships are called dependencies or constraints. Requirements are usually assigned to releases, which means that there is an order in which the requirements will be implemented. A single requirement model can be constructed from requirements and their properties, releases and dependencies. Large software development projects can have tens of thousands of requirements and managing large-scale requirement models is challenging. In the OpenReq project, the aim was to develop better tools for requirements engineering. In this thesis, which is a part of OpenReq, the aim was to research analyses that have been done to requirement models or that could be done to requirement models. In OpenReq, requirement models consist of requirements as statements and their relationships. The research is conducted as a systematic literature review using snowballing as the search strategy. At the moment, the consistency check and diagnosis of inconsistencies are the only analyses performed on the OpenReq requirement models. While there exist very little analyses for requirement models, we found several analyses, especially from the domain of feature modelling, which could be applicable to requirement models. The most promising of these analyses are detection of dead requirements and redundant constraints, but the original analyses must be adopted to consider the properties of requirement models such as releases. In the future, there should be research on how relevant these analyses are for real-life industrial requirement models.
  • Dönges, Saska (Helsingin yliopisto, 2021)
    Bit vectors have many applications within succinct data structures, compression and bioinformatics among others. Any improvements in bit vector performance translates to improvements in the applications. In this thesis we focus on dynamic bit vector performance. Fully dynamic succinct bit vectors enable other dynamic succinct data structures, for example dynamic compressed strings. We briefly discuss the theory of bit vectors and the current state of research related to static and dynamic bit vectors. The main focus of the thesis is on our research into improving the dynamic bit vector implementation in the DYNAMIC C++ library (Prezza, 2017). Our main contribution is the inclusion of buffering to speed up insertions and deletions while not negatively impacting non-modifying operations. In addition, we optimized some of the code in the DYNAMIC library and experimented with vectorizing some of the access operations. Our code optimizations yield a substantial improvement to insertion and deletion performance. Our buffering implementation speeds up insertions and deletions significantly, with negligible impact to other operations or space efficiency. Our implementation acts as proof-of-concept for buffering and suggests that future research into more advanced buffering is likely to increase performance. Finally, our testing indicates that using vectorized instructions in the AVX2 and AVX512 microarchitecture extensions is beneficial in at least some cases and should be researched further. Our implementation available at https://github.com/saskeli/DYNAMIC should only be considered a proof-of-concept as there are known bugs in some of the operations that are not extensively tested.
  • Malinen, Henri (Helsingin yliopisto, 2021)
    Dendrite prevention can be achieved by manipulating the local chemical concentration gradient by ultrasound. An ultrasonic field, which generates acoustic streaming, can manipulate the ionic flux at the electrode surface by altering the local ion concentration gradient at said surface according to the streaming pattern. The pattern is determined by the ultrasonic field and the geometry of the sonication volume. The preventive action can be directed to an arbitrary point on the surface, or be swept across it to achieve a smoother electroplating. Dendritic growth is concentrated to areas of higher concentration gradient. This is because at the electrode surface both the electric and convective fluxes tend to zero. If the reduction of ions into their metallic form is fast enough, the metal layer growth rate is determined by the diffusive flux, which is determined by the ion concentration gradient and the diffusion constant of the ion in the electrolyte. In this study, tin was used as the transported ion instead of lithium for safety reasons. A custom-made battery mockup cell was constructed for the experiments. The anode was imaged with a usb microscope camera to determine the growth of the dendrites during the process. The electroplating current and piezo driving power were varied between 100 mA to 275 mA and 0 to 6.6 W, respectively. With piezo driving electrical power less than 10 W, it was possible to lower the maximum lengths of dendrites. Finite element method simulations were conducted to validate the hypothesis and experimental results. This ultrasonic method could be used to allow rechargeable, lightweight, high capacity lithium metal batteries. The piezos could be integrated into battery chargers.
  • Kekkonen, Tuukka (Helsingin yliopisto, 2021)
    The sub-λ/2 focusing, also known as super resolution, is widely studied in optics, but only few practical realizations are done in acoustics. In this contribution, I show a novel way to produce sub- λ/2 focusing in the acoustic realm. I used an oil-filled cylinder immersed in liquid to focus an incident plane wave into a line focus. Three different immersion liquids were tested: water, olive oil, and pure ethanol. In addition to the practical experiment, we conducted a series of finite element simulations, by courtesy of Joni Mäkinen, to compare to the experimental results.
  • Alanko, Iida (Helsingin yliopisto, 2021)
    Kinonit ovat aromaattisista yhdisteistä johdettuja täysin konjugoituneita syklisiä diketonisia yhdisteitä, jotka voivat osallistua hapetus-pelkistysreaktioihin. Kinonit pystyvät toimimaan hapettimina vastaanottamalla substraatilta kaksi vetyatomia, jolloin ne itse pelkistyvät hydrokinoneiksi. Luonnosta löytyy kinonisia koentsyymejä, jotka toimivat elektroninsiirtäjinä biokemiallisissa prosesseissa. Tämän tutkielman kirjallisuuskatsauksen alussa tarkastellaan kinonien ominaisuuksia, kuten niiden hapetuskykyyn eli pelkistyspotentiaaliin vaikuttavia tekijöitä. Yksi kinonien mielenkiintoinen ominaisuus on niiden pelkistyspotentiaalin nostaminen valoaktivaatiolla. Kinonit absorboivat valoa, jolloin ne virittyvät ja virittyneet tilat toimivat voimakkaampina hapettimina perustilaan verrattuna. Synteesikemian näkökulmasta tässä tutkielmassa keskitytään tarkastelemaan 2,3-dikloori-5,6-disyano-p-bentsokinonin (DDQ) välittämiä hapettavia reaktioita. Kirjallisuudessa DDQ on yleisesti synteettisissä sovelluksissa käytetty korkean pelkistyspotentiaalin kinoni. Yleensä DDQ:a on käytetty stoikiometrisena hapettimena, mutta kirjallisuudesta löytyy myös esimerkkejä, joissa katalyyttinen määrä DDQ:a on käytetty yhdessä terminaalisen hapettimen kanssa. Hapettavien reaktioiden tarkasteleminen on kiinnostavaa, sillä hapettavat muunnokset ovat hyvin keskeisessä roolissa orgaanisessa synteesikemiassa. Esimerkkireaktioita ovat muun muassa bentsyylisen aseman hapettavat funktionalisoinnit ja aryylipropeenien terminaalinen hapetus. Lisäksi käydään läpi esimerkkejä syklisten yhdisteiden valmistamisesta DDQ-välitteisesti. Tämän tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin fenantreenikinonin (PQ) rakenteen muokkauksen vaikutuksia sen hapetusominaisuuksiin. Tässä työssä syntetisoitiin kolme elektroniselta luonteeltaan erilaista PQ-johdosta, joista kahta ei ole aiemmin raportoitu. Yhdisteiden suhteellisen yksinkertaisesta rakenteesta huolimatta niiden synteesit osoittautuivat huomattavan haastaviksi. Elektronisesti erilaisten substituenttien liittämisellä PQ:n runkoon saatiin aikaan muutoksia sen hapetusominaisuuksissa, mikä voitiin havaita mittaamalla PQ-johdosten perustilan pelkistyspotentiaalit. Lisäksi PQ-johdoksilla havaittiin olevan selkeitä eroja virittyneen tilan hapetusominaisuuksissa. Tutkittavaksi reaktioksi valoaktivoituun kinonikatalyysiin valittiin bentsyylisten sekundääristen alkoholien hapetusreaktio, joka on yleisesti kirjallisuudessa esiintyvä kinonivälitteinen hapetusreaktio.
  • Vuorio, Niko (Helsingin yliopisto, 2021)
    The Criegee intermediates (CIs) have been the topic for several studies and their role in global atmospheric chemistry is becoming better understood. Isoprene and monoterpenes form a large portion of the total biogenic volatile organic compound emissions in the forested regions of the world, isoprene being the most abundant non-methane hydrocarbon in the Earth's atmosphere. The carbon-carbon double bonds in these compounds are efficiently ozonized (the reaction where an unsaturated compound reacts with ozone) in the atmosphere leading to primary ozonides that subsequently decompose into Criegee intermediates and carbonyl compound molecules. Approximately 50 % of the CIs derived from acyclic alkenes immediately decompose in unimolecular reactions forming, e.g., hydroxyl radicals, the most important oxidizing species in the Earth’s atmosphere. The remainder is stabilized in atmospheric conditions in collisions with other molecules and are subsequently called stabilized Criegee intermediates (sCI). The sCI yields are often smaller, around 20 %, for Criegee intermediates formed in ozonolysis of cyclic alkenes, such as α-pinene. These sCIs can further react with atmospheric constituents (H2O, (H2O)2, SO2, NO2, organic acids etc.) in bimolecular reactions or decompose/isomerize in unimolecular reactions. The bimolecular reactions of sCIs with SO2 contribute significantly to the formation of atmospheric gas phase sulphuric acid and as such are an important factor in nucleation and formation of clouds. In the lower atmosphere, H2SO4 also has adverse health effects on humans and animals and causes corrosion of building materials. Additionally, unimolecular decay and bimolecular reactions of sCIs produce OH radicals. The experimental studies done so far have largely focused on the few simplest sCIs, i.e., formaldehyde oxide (H2COO), acetaldehyde oxide (CH3COO), and acetone oxide ((CH3)2COO). The studies on more complex sCIs, such as methyl vinyl ketone oxide and sCIs formed via ozonolysis of terpenes, are mostly done computationally. The literature review part of this work presents the basic mechanisms of formation and natural removal of sCIs as well as results of recent direct kinetic studies of sCIs with focus on the simplest ones (CH2OO, CH3CHOO, and (CH3)2COO). The methods of detection used in experimental studies are also considered. The experimental section concentrates on measurements of unimolecular decay kinetics of acetone oxide (CH3)2COO above and below room temperature using a new photolytic precursor (CH3)2CIBr. In the experimental section also the apparatus utilized in the research is presented along with the modifications and improvements made on the setup in this work. The calibrations done to ensure accurate measurements are also presented.
  • Aroalho, Sari (Helsingin yliopisto, 2021)
    Africa has recently increased its share of the global market, and the continent’s potential has been recognized globally. The continent has experienced a lot of oppression and forced changes in history, and it is currently developing its new identity with relatively young states and its fast-growing population. African Union (AU) is calling pan-African ideology to bring together the African people in their blueprint and master plan Agenda 2063, where the cultural heritage is at the core. Culture is also at the core of the creative economy, and the creative economy's share of the global economy is growing. Due to globalization and digitalization, the knowledge from other cultures is spreading rapidly, which is the basis of a cultural shift both at local and global levels. This research investigated the culture and the creative economy as builders of society in Kenya. Kenya has been very successful in the field of Information and Communications Technology (ICT), the state takes its cultural heritage seriously in its development programs and their focus is especially on the potential of the youth in the creative economy. Kenya has a vast cultural diversity in the state with its officially recognized 44 tribes. This cultural diversity plays a significant role in the creative economy. According to the United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD, 2020), the creative economy has no single meaning, as the concept is constantly evolving. The basic elements of the concept are from human creativity, ideas, and intellectual property, knowledge and technology. The creative industries include such as music, film, video, arts and crafts and performing arts. These elements are the basis of the creative economy, in addition, they have a significant commercial and cultural value. The research was conducted in Kenya during January and February 2021, and the data was collected from two main geographical research areas, the city of Nairobi and Taita-Taveta County. The geographical research areas were chosen by their cultural diversity, the creative economy and their urban and rural statuses. Nairobi has a classification of a creative city where the digital creative economy is booming, and the city is attracting people around East Africa. Taita-Taveta respectively is a rural county near the Kenyan coast, where the creative economy is mainly in the traditional form, for example, crafting and basket making. The research combined the elements from the ethnographical, hermeneutical and critical approaches by using unstructured, structured interviews and observation, as the methods combined qualitative methods with numerical data. The results show that the culture and the creative economy do build the society in Kenya. It is seen in each level of society, for example, among the families, tribes, counties and even the government. Each level influences and controls the way culture and the creative economy build the society in Kenya. The meaning of the community arose in culture and the creative economy shifts, as they provide help in the mitigation and adaptation into new situations. With the exponential population growth, the share of the youth is rising, culture and the creative economy have the potential to provide jobs for the youth in the future. There are challenges with culture and the creative economy in Kenya. First, to preserve the cultural diversity in Kenya among the youth. Second, to target the governmental policies to the right actions and towards the right groups, which would then support the sector itself. Due to attitude shifts, the role of the youth is a significant point to consider. Furthermore, there is a vast gap between the government and the community, which causes a lot of harm to the creative economy, as the policies do not support the creative sector. If these significant points are solved, there is a vast potential for the culture and the creative economy to continue building the society in Kenya.
  • Heittola, Suvi (Helsingin yliopisto, 2021)
    High-quality address data is an essential part of a functioning society and its services. However, shortcomings have been identified in the quality of national address data that can, at worst, slow access to vital help in an emergency. Partly for this reason, National Land Survey of Finland (NLS) is developing a new national address information system (OTJ), which in the coming years will serve as the main database for Finland’s national address data. The OTJ's quality management methods are still under development. Currently, the incoming address data of the OTJ is planned to pass through a quality control service called Laatuvahti, which takes care of logical consistency of the incoming data by using quality rules. Preliminary quality rules of address data have been designed for the Laatuvahti service. However, the adequacy of the quality rules and the functionalities of Laatuvahti service to the quality management of address data has not yet been studied extensively. It has also not been clarified how well the quality management methods fit the needs of the users of the address data. In this master’s thesis the quality needs of significant address data users are discovered, the suitability of the OTJ's current quality management methods to the quality needs are examined, and it is determined how the quality management methods should be developed in the future. In addition, the quality needs are used in determining what does quality in address data mean. The address data users’ experiences on the quality of the address data were investigated through expert interviews. A total of seven interviews were conducted. The interviewees were selected to represent socially significant users of address data that use the data for different purposes. Interviewees were the Emergency Response Center Agency, the safety and rescue authorities, a navigation company, a telecommunications company, an energy company, a transport company and the Statistics Finland. The suitability of the OTJ's quality management methods was assessed by comparing the users’ quality needs with the existing address data quality rules and the functionalities and possibilities of Laatuvahti service. The suitability of Laatuvahti for quality needs was further verified by a service expert (from NLS). Most of the quality needs that the address data users raised in the interviews were related to thematic correctness of the address data (i.e. the correctness of the address name and number), positional accuracy and ensuring completeness and currency of the data. In addition, some of the needs were related to the address data structure, uniqueness and methods of reporting the quality level of address data. Based on the quality needs, the quality of address data can be defined simply to mean that the address data points and directs accurately to the intended location based on both its location information and the address name and number spelling. The results suggest that the OTJ's quality rules and the functionalities of Laatuvahti service only partially meets the needs of the users. The quality management methods are not suitable enough for managing the completeness and currency of the data. Some good efforts had been made to ensure thematic correctness through the quality rules, but the methods could be developed further. Positional accuracy was poorly ensured by the quality rules, but the methods could be developed to ensure the accuracy of location information better in relation to the user needs. In addition, the uniqueness of the address could also be ensured in a more versatile way. According to the results, new quality checks should be developed for the OTJ's quality management to ensure, among other things, the positional accuracy and the uniqueness of the address. In addition, recommendations for the structure and content of address names and numbers should be clarified and the quality of reference datasets used in the quality control should be ensured. In the future, it should also be clarified how the completeness and currency of address data can be monitored and should the quality results be reported in a feature level with some sort of a quality indicator value.
  • Malmi, Matias (Helsingin yliopisto, 2021)
    Tämän tutkimuksen tavoitteena on kehittää lukion pitkän matematiikan valinnainen kurssi, jonka aiheena on rahapelaamisen matematiikka. Tutkimuksessa haluttiin saada vastauksia siihen, että onko tällainen kurssi tarpeellinen, mitä tällaisen kurssin suunnittelussa pitää ottaa huomioon ja soveltuuko tällainen kurssi lukion pitkään matematiikkaan. Kurssin tavoitteena on ennaltaehkäistä ja lisätä tietoisuutta nuorten rahapelaamisesta ja tarjota mielekästä matematiikan oppimiskokemusta. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että tällaisen kurssin sisällyttäminen matematiikan opetukseen ei ainoastaan ole mahdollista, mutta sillä on myös positiivisia vaikutuksia nuorten rahapelaamiskäyttäytymistä ajatellen. Kurssin suunnittelu toteutettiin kehittämistutkimuksen avulla. Kurssin teoriapohja kerättiin kahdella teoreettisella ongelma-analyysilla, joista toinen keskittyi matematiikan ja matematiikan opetuksen teoriaan ja toinen rahapelaamisen matematiikkaan. Näiden lisäksi tehtiin empiirinen ongelma-analyysi lukion opetussuunnitelman perusteille 2019, jonka avulla teoriaosuutta rajattiin. Näiden pohjalta kehitettiin tuotos eli rahapelaamisen matematiikan kurssisuunnitelma lukion pitkään matematiikkaan ja yksi esimerkki kurssin oppitunnista. Kehittämisprosessi kuvattiin yksityiskohtaisesti ongelma-analyyseistä tuotoksen kehitykseen. Tutkimuksen tulokseksi saatiin, että tällainen kurssi voisi olla tarpeellinen lisä lukion matematiikan opetukseen. Rahapelaamisen määrä on kasvanut Suomessa 1990-luvulta lähtien tähän päivään asti, mutta sen ehkäisyyn ei ole panostettu tarpeeksi. Koska nuoret ovat kaikista ikäryhmistä alttiimpia rahapeliongelmille, koulu voisi olla juuri oikea paikka missä rahapelaamisen ehkäisyä voitaisiin lisätä. Kurssin suunnittelussa pitäisi kuitenkin olla varovainen siinä, että asian esittää oikealla tavalla, ettei kurssin opetus lisäisi ongelmallista rahapelikäyttäytymistä nuorten keskuudessa ennaltaehkäisemisen sijaan. Kurssi soveltuisi hyvin pitkän matematiikan lukion opetukseen, koska se on suunniteltu mielekästä oppimista ajatellen ja sen matemaattiset aiheet eivät ylitä lukiolaisen ymmärtämisen kapasiteettia, vaan päinvastoin niiden pitäisi tuoda mielenkiintoa matematiikan opiskeluun. Tämän tutkimuksen luettuaan kuka tahansa matematiikan opettaja voi opettaa kurssin rahapelaamisen matematiikasta.
  • Tiihonen, Viivi (Helsingin yliopisto, 2021)
    Tämä maisterintutkielma pyrkii havainnollistamaan lukion lyhyen ja pitkän matematiikan opiskelijoiden osaamista valtakunnallisissa ylioppilaskirjoituksissa. Aiheeseen paneudutaan analyysitason funktion derivaatan määrittelyn kautta ja lisäksi sivutaan lyhyesti lukion opetussuunnitelman perusteita vuosilta 2015 ja 2019. Tarkastelun myötä huomataan, että lukion lyhyen matematiikan derivaattakurssin funktion derivaatan määritelmä jää melko kauas tarkasta määritelmästä, kun taas pitkässä matematiikassa päästään hyvin lähelle todellisuutta. Lukiossa saadun opetuksen havainnollistamiseksi tehdään lyhyt oppikirjatarkastelu sekä lyhyen että pitkän matematiikan oppikirjoista. Tutkielmassa käydään laajasti ja perustavanlaatuisesti läpi viimeisen viiden vuoden matematiikan ylioppilaskokeiden derivaattaan painottuvat tehtävät. Tehtäviä analysoidaan niin määrällisesti kuin laadullisestikin sekä lyhyen että pitkän matematiikan osalta. Tutkimus osoittaa, että derivaattatehtäviä on ollut lyhyen matematiikan ylioppilaskokeissa parhaimmillaan kolme kappaletta, kun taas pitkässä matematiikassa suurin derivaattatehtäväesiintyvyys nousee jopa kuuteen tehtävään per koe. Lyhyen matematiikan kokeissa ei abstrakteiksi luokiteltavia tehtäviä ole ollut laisinkaan, pitkässä matematiikassa niitä on ollut muutamia. Kaikissa matematiikan ylioppilaskokeissa derivaattapainotteiset tehtävät ovat olleet hyvin pitkälti soveltaviksi luokiteltavia. Ylioppilaskokelaiden osaamista tutkitaan Ylioppilastutkintolautakunnan laatimien pisteytysohjeiden avulla. Analyysissä huomataan, että yksittäisten derivaattatehtäviksi luokiteltujen derivaattaosuuksista saatavat suurimmat pistemäärät ovat noin kolmasosan luokkaa sekä lyhyen että pitkän matematiikan ylioppilaskokeissa. Pisteytysohjeiden mukaista tehtäväanalyysiä tehdään tutkielmassa yksityiskohtaisesti. Tutkielman suurin painoarvo on derivaattatehtävien pistejakaumissa ja niiden analysoinnissa. Työssä tutkitaan tehtävistä saatuja pistemääriä tehtävien tyypin, laadun ja vaikeusasteiden mukaan. Tutkimus osoittaa, että lyhyessä matematiikalla osataan sekä parhaiten että huonoiten funktion derivointia sekä sen arvon laskemista tietyssä pisteessä. Perustehtävistä saatiin enemmän pisteitä kuin soveltavista tehtävistä ja helppoja tehtäviä osattiin selkeästi paremmin kuin vaikeusasteeltaan haastavampia tehtäviä. Kuitenkin lyhyen matematiikan opiskelijat valitsivat kokeissa eniten soveltavia tehtäviä sekä vaikeusasteeltaan abstrakteja tehtäviä. Pitkän matematiikan kirjoittaneet taas osaavat parhaiten perinteistä funktion derivointia ja huonoiten funktion derivoituvuuden tarkasteluun liittyviä sovelluksia. Tehtävien laatu- ja vaikeusasteluokittelussa hajontaa esiintyi jonkin verran. Tutkimus osoittaa, että pitkän matematiikan opiskelijat valitsevat ylioppilaskokeissa mieluiten ääriarvotehtäviä ja vähemmälle suosiolle jäävät derivoituvuuden tutkimiseen painottuvat tehtävät.
  • Partanen, Laura (Helsingin yliopisto, 2021)
    Tavoitteet. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää tekijät, jotka vaikuttavat lääkelaskennan onnistuneeseen opiskeluun ja miten internetin tietolähteitä hyödynnetään siinä. Tutkielman runkona käytettiin teoreettista mallia opetukseen liittyvistä tekijöistä, joiden avulla opiskelua pystyy tehostamaan ja oppimisen laatua parantamaan. Hypoteesina oli, että liuoslaskut ja infuusioliuoslaskut olisivat haastavia aihealueita. Lisäksi tutkielman lähtökohtana käytettiin tietoa, että sosiaalista mediaa ja sen vaikutuksia opetukseen ei oltu selvitetty riittävästi. Menetelmät. Tutkimus oli luonteeltaan monimenetelmällinen tapaustutkimus. Määrälliseen aineistoon kuuluivat opiskelijoiden lääkelaskennan osaamista arvioiva peruslaskutesti ja kyselyn tulokset liittyen opiskelijoiden haastaviin lääkelaskuihin ja heidän käyttämiinsä tietolähteisiin. Laadullinen aineisto koostui opiskelijoiden käyttämien lääkelaskentaan liittyvien tietolähteiden analyysista. Kohderyhmänä toimi erään ammattikorkeakoulun lääkelaskentaa opiskelevat opiskelijat, joista 19 opiskelijaa vastasi kyselyyn. Tutkimukseen vastaajat olivat sairaanhoitaja- ja terveydenhoitaja- opiskelijoita. Lisäksi aineistoon kuului internetin tietolähteistä löytyvien lääkelaskentaan liittyvien ohjeiden ja ratkaisujen analyysi. Aineiston analyysimenetelmänä käytettiin taulukoita ja kuvaajia Google Formsin ja Excelin avulla. Tulokset ja johtopäätökset. Tutkimuksessa tehdyn kyselyn otosryhmä hallitsi lääkelaskennan eri osa-alueet testin perusteella erittäin hyvin. Kyselyyn opiskelijat luettelivat lääkelaskentaan liittyviä muutamia haastavia osa-alueita, kuten esimerkiksi liuoslaskut ja infuusioliuoslaskut. Internetin merkityksen kasvamisen myötä tulisi suunnitella uusia digitaalisia opetusympäristöjä, joissa annettava tieto olisi luotettavaa. Opiskelijoille tulisi tarjota oppimisalusta, jossa osaamista pystyisi kasvattamaan vaikeustasoltaan asteittain kasvavien tehtävien avulla. Opiskelijan tulisi saada tehtäviinsä välitön palaute niin, että ratkaisu näytettäisiin purettuna selkeisiin ja selitettyihin välivaiheisiin. Oppimisympäristön tulisi myös lisätä, mistä opiskelija löytää tarvittaessa lisätietoa tehtävään liittyvästä teoriasta ja ratkaisuesimerkeistä.
  • Miettinen, Tiina (Helsingin yliopisto, 2021)
    Median asema tiedon välittäjänä on merkittävä ja moni koulu-uransa päättänyt suomalainen hankkii uutta tietoa median välittämien uutisten kautta. Koska median uutisointi vaikuttaa ajatuksiimme uutisoitavista aiheista, on mediassa kirjoitettujen uutisartikkeleiden kriittinen tarkastelu tärkeää. Tässä tutkielmassa selvitetään, mitä matemaattisesta tutkimuksesta ja nuorten matematiikan osaamisesta kirjoitetaan mediassa. Aiemmat tutkimukset käsittelevät koulutus- ja tiedeuutisointia yleisemmällä tasolla, mutta matematiikkaa ja sen osaamista uutisaiheena on tutkittu varsin vähän, joten matematiikkaa käsittelevien uutisartikkelien sisällön analysointi on tutkimusaiheena kiinnostava ja tuore. Tutkimuksessa analysoitiin yhteensä kuusi HS.fi:ssä vuosina 2015–2020 julkaistua uutisartikkelia, joiden sisältöä luokiteltiin, kuvailtiin ja tulkittiin laadullisin menetelmin. Tutkimusmetodina käytettiin laadullista, aineistolähtöistä sisällönanalyysia, jonka avulla haettiin vastauksia kysymyksiin mitä nuorten matematiikan osaamisesta kirjoitetaan mediassa ja mitä matemaattisten ongelmien ratkaisuista kertovissa uutisartikkeleissa kirjoitetaan mediassa. Tutkielman teoriaosuudessa on paneuduttu uutisten asemaan tiedon välittäjänä sekä käyty läpi analysoitujen uutisartikkelien taustalla olevia selvityksiä ja tutkimuksia nuorten matematiikan osaamisesta ja matemaattisten ongelmien ratkaisuista. Matematiikan osaamista käsittelevien uutisartikkelien analyysissa kävi ilmi, että matematiikan osaamisesta kirjoitetaan mediassa monipuolisesti, mutta artikkeleissa korostuvat osaamisen erot nuorten välillä, koulutuksen ja osaamisen negatiiviset piirteet sekä huoli osaamisen riittämättömyydestä. Matemaattista tutkimusta käsittelevien, matemaattisten ongelmien ratkaisuista kertovien uutisartikkelien analyysin perusteella ongelmien ratkaisujen käsittely jää mediassa pinnalliseksi, mutta ratkaisujen oleellinen sisältö käy ilmi. Ratkaisujen lisäksi uutisartikkelien sisällöissä keskitytään ongelmien taustoihin sekä ongelmien ratkaisijoihin.

View more