<p dir="ltr">Despite the remarkable advancements of machine learning (ML) technologies in biomedical research, especially in tackling complex human diseases such as cancer and Alzheimer's disease, a considerable gap persists between promising theoretical results and dependable clinical applications in diagnosis, prognosis, and therapeutic decision-making. One of the primary challenges stems from the absence of large high-quality patient datasets, which arises from the cost and human labor required for collecting such datasets and the scarcity of patient samples. Moreover, the inherent complexity of the data often leads to a feature space dimension that is large compared with the sample size, potentially causing instability during training and unreliability in inference. To address these challenges, the transfer learning (TL) approach has been embraced in biomedical ML applications to facilitate knowledge transfer across diverse and related biological contexts. Leveraging this principle, we introduce an unsupervised multi-view TL algorithm, named MVTOT [1], which enables the analysis of various biomarkers across different cancer types. Specifically, we compress high-dimensional biomarkers from different cancer types into a low-dimensional feature space via nonnegative matrix factorization and distill common information shared by various cancer types using the Wasserstein distance defined by Optimal Transport theory. We evaluate the stratification performance on three early-stage cancers from the Cancer Genome Atlas (TCGA) project. Our framework, compared with other benchmark methods, demonstrates superior accuracy in patient survival outcome stratification.</p><p dir="ltr">Additionally, while patient-level stratification has enhanced clinical decision-making, our understanding of diseases at the single-cell (SC) level remains limited, which is crucial for deciphering disease progression mechanisms, monitoring drug responses, and prioritizing drug targets. It is essential to associate each SC with patient-level clinical traits such as survival hazard, drug response, and disease subtypes. However, SC samples often lack direct labeling with these traits, and the significant statistical gap between patient and SC-level gene expressions impedes the transfer of well-annotated patient-level disease attributes to SCs. Domain adaptation (DA), a TL subfield, addresses this challenge by training a domain-invariant feature extractor for both patient and SC gene expression matrices, facilitating the successful application of ML models trained on patient-level data to SC samples. Expanding upon an established deep-learning-based DA model, DEGAS [2], we substitute their computationally ineffective maximum mean discrepancy loss with the Wasserstein distance as the metric for domain discrepancy. This substitution facilitates the embedding of both SC and patient inputs into a common latent feature space. Subsequently, employing the model trained on patient-level disease attributes, we predict SC-level survival hazard, disease status, and drug response for prostate cancer, Alzheimer's SC data, and multiple myeloma data, respectively. Our approach outperforms benchmark studies, uncovering clinically significant cell subgroups and revealing the correlation between survival hazard and drug response at the SC level.</p><p dir="ltr">Furthermore, in addition to these approaches, we acknowledge the effectiveness of TL and image analysis in stratifying patients with early and late-stage Mild Cognitive Impairment based on neuroimaging, as well as predicting survival and metastasis in melanoma based on histological images. These applications underscore the potential of employing ML methods, especially TL algorithms, in addressing biomedical issues from various angles, thereby enhancing our understanding of disease mechanisms and developing new biomarkers predicting patient outcomes.</p>

Sammanfattning/Abstract  Vlahovljak, Nadira (2023). Tillgänglig matematikundervisning för alla. Specialpedagogprogrammet, Institutionen för skolutveckling och ledarskap, Lärande och samhälle, Malmö universitet, 90 hp.  Förväntat kunskapsbidrag Det förväntande kunskapsbidraget är att synliggöra huruvida Learning study kan bidra med tillgänglig matematikundervisning för samtliga elever.   Syfte och frågeställningar Syftet med studien är att bidra med kunskap om och i så fall på vilket sätt den kollaborativa undervisningsmodellen Learning study kan stödja specialpedagogers och speciallärares förmåga att designa matematikundervisningen, så att innehållet blir tillgängligt för alla elever.   Hur ser implementeringen av modellen Learning study ut i verksamheten? Hur påverkas elevers matematikundervisning när de undervisas utifrån modellen Learning study? Hur kan specialpedagoger och speciallärare planera och analysera matematikundervisningen för att skapa en tillgänglig och inkluderande lärmiljö för samtliga elever?    Teori Studien utgår från systemteori och specialpedagogiska teorier, med fokus på content inclusion. Systemteorin betonar hur allt hänger ihop i ett kretslopp och att det är en hel situation som både är förutsättningen för att ett problem ska uppstå, men också bärare av att en förändring ska komma till stånd. Content inclusion fokuserar på att utveckla ett kontextbaserat lärande och handlar om att identifiera och hjälpa elever som är i svårigheter och som har särskilda behov. Fokus ligger sedan på lektionsinnehållet som lärs ut och att inkludera alla elever genom att göra undervisningen tillgänglig för hela gruppen.    Metod Mitt val av kvalitativ ansats och tematisk analys grundar sig i min avsikt att identifiera, analysera och beskriva teman i ett insamlat datamaterial. Studien innefattar kvalitativa intervjuer av öppen karaktär och respondenterna bestod av två rektorer, fyra specialpedagoger och/eller speciallärare.   Resultat Resultatet visar att man med hjälp av Learning study kan göra undervisningen mer tillgänglig både för elever i och utan matematiksvårigheter och på så sätt öka deras förståelse i ämnet matematik. Den visar dock inte om modellen är tillräcklig för att samtliga elever ska kunna nå godkänt resultat i matematik. Studien visar också att rektorer spelar en viktig roll både i implementeringsfasen och det fortsatta arbetet.  Specialpedagogiska implikationer Eftersom skolan har ett kompensatoriskt uppdrag ska hänsyn tas till elevers olika behov och förutsättningar. Learning study är en modell som kan ge flera olika verktyg för att en skola ska kunna arbeta utifrån det kompensatoriska uppdraget eftersom den syftar till att studera relationen mellan undervisning och elevers lärande och på så sätt skapa en mer tillgänglig lärmiljö för samtliga elever. Learning study kan med andra ord hjälpa läraren att planera sin lektion utifrån alla elevers behov och förutsättningar.   Nyckelord   Elever i matematiksvårigheter, inkluderande undervisning, Learning study, matematik, samarbete, tillgänglig lärmiljö.

Följande examensarbete är en interventions-studie med utgångspunkt i aritmetik-undervis-ning och tals del-helhetsrelationer. Vissa fors-kare menar att del-helhetsrelationer är en grund för vidare aritmetikkunskaper, medan andra forskare menar att det är viktigare att elever utvecklar räkneförmågor. Syftet med denna studie är att undersöka hur undervis-ning om tals del-helhetsrelationer i addition och subtraktion kan utformas ur ett variat-ionsteoretiskt perspektiv. Lärandeobjektet för undervisningssekvensen är att identifiera ett okänt tal i en del-helhetsrelation inom talom-rådet 0-10. Undersökningen gjordes med 13 elever i för-skoleklass genom ett förtest, en undervis-ningssekvens om tre lektioner samt ett efter-test. Undervisningssekvensen och testerna vi-deoinspelades för att utgöra underlag för ana-lys. Lektionerna gjordes för att visa olika vari-ationsmönster som kontrast, separation, gene-ralisering och fusion för att eleverna skulle kunna urskilja kritiska aspekter. Exempelvis användes ”part-whole bars” och kommutati-vitet i undervisningen för att synliggöra de kri-tiska aspekterna. De kritiska aspekterna som kom fram i resultatet var att urskilja att de två delarna ryms i och tillsammans är lika mycket som helheten, kunna ta hjälp av två tal i en relation mellan helhet och delar för att finna det tredje talet, kunna ta hjälp av helheten och en del för att hitta den andra delen och att kunna ta hjälp av kunskaper om tidi-gare del-helhetsrelationer för att hitta okända tal i nya del-helhetsrelationer. / The following thesis is an intervention study based on arithmetic teaching and part-whole relationships of numbers. Some researchers argue that part-whole relationships are a basis for further arithmetic skills, while other re-searchers believe that it is more important that students develop counting abilities. The pur-pose of this study is to investigate how teach-ing of part-whole relationships in addition and subtraction can be designed from a variation theory perspective. The object of learning for the teaching sequence is to identify an un-known number of a part-whole relationship, in the number range 0-10. The study was conducted with 13 students in preschool class through a pre-test, a teaching sequence of three lessons and a post-test. The teaching sequence and the tests were vide-otaped to provide a basis for analysis. The les-sons were designed to show different patterns of variation such as contrast, separation, gen-eralization and fusion so that the students would be able to discern critical aspects. For example, "Part-whole bars" and commuta-tivity were used in the lessons, in order to highlight the critical aspects. The critical as-pects that emerged in the result were to discern that the two parts fit in and together is as much as the whole, be able to use two numbers in a relation between the whole and the parts to find the third number, be able to use the whole and one part to find the second part and to be able to use knowledge about previous part-whole relationships to find the unknown number in new part-whole relationships.

The aim of the study at hand is to generate knowledge about what pupils aged nine to ten years old need to discern in order to develop the ability to write stories with a well-developed, exciting and coherent plot, and how teaching can make it possible for the pupils to develop this ability. The theoretical framework has been Variation Theory. It is a theory of learning that focuses on how discernment of aspects affects the way we perceive our world and how variation can be used to promote learning. A basic assumption is that we learn by seeing differences, not by seeing sameness. Learning Study was used to answer the research questions. It is an interventionist approach, where the focus is on an object of learning, in this case the ability to write stories with a well-developed, exciting and coherent plot. In the research process the aim was to find out which aspects were critical for the pupils to discern in order to develop the ability, and how these could be made visible in the teaching. Together with a group of teachers, lessons were planned, implemented, evaluated and refined in an iterative process. Interview data, pupils’ texts written before and after the lessons and video recordings from the lessons were the basis of the analysis. It was found that in order for these learners to handle the object of learning, they needed to discern eight critical aspects that can be related to two different areas: (a) discerning the perspective of a reader and (b) seeing that a plot consists of several problems and solutions. The aspects were made discernible by using contrast as a pedagogical tool. The result of the study contributes to previous research by identifying and specifying what the pupils need to discern, what it means in a classroom setting and how it can be taught in a powerful way.

Sammanfattning Studiens fokus var dels vilka kategorier av innehåll som framkom i lärarnas kommunikation dels vilka förändringar i innehållet som uttolkades i matematiklärares kommunikation i början och i slutet av ett kompetensutvecklingsprojekt. Kontexten i kompetensutvecklingsprojektet var i form av modellen learning study, där sju lärarlag, sammanlagt 20 lärare deltagit. Ramverket i studien var tematisk analys, analys av matematiska kompetenser samt funktionell textanalys. Studiens resultat visar på flera förändringar, till exempel att de fem uttolkade huvudkategorierna innefattade fler underkategorier i slutet av kompetensutvecklingsprojektet. När det gäller matematiskt innehåll så visar analysen att lärarna kommunicerade matematika kompetenser på ett mer mångfacetterat sätt i slutet av kompetensutvecklingsprojektet. Då lärarna kommunicerade matematikundervisning använde de sig till viss del av ett annat sätt att uttrycka sig i slutet än i början av kompetensutvecklingsprojektet. I början talade de till exempel om att höra vad eleverna uttrycker till att i slutet använda sig av ordet lyssna. Resultatet visade även förändringar avseende hur lärarna samtalade om laborativt material. Fokus har flyttats från det laborativa materialet till att lärarna funderade över vilken matematik som eleverna uttryckte med hjälp av det laborativa materialet. / The focus of this study was to find out which categories of content emerged from the teachers' communication as well as which content changes could be seen in the communication of mathematics teachers in the early and final stages of a skills development project. The context of the project was in the form of a learning study in which a total of 20 teachers, divided into seven teams, participated. The theoretical framework of this study was thematic analysis, mathematical competencies as well as mathematical content, and functional text analysis. The results of the study identified five main categories and found several communication changes. Near the end of the project several subcategories emerged. In terms of mathematical content, the analysis shows that the teachers communicated more aspects of mathematical competencies emerged later in the project rather than in the beginning. While communicating their mathematics teaching, the teachers changed their way of expressing themselves over the course of the project. In the beginning, for example, they talked about hearing what their students said while, by the end, they talked about listening. This study also identified changes regarding how the teachers conversed about common tools and educational materials. Focus shifted from the common tools and educational materials to a consideration of the mathematics the students expressed with the help of said common tools and educational materials

Syftet med studien är att belysa relationen mellan undervisning och lärande, med IKT som arbetsredskap, för att möjliggöra lärande om ett specifikt lärandeobjekt om area. Studien inriktas mot elever i årskurs 4–6. Teorin som studien bygger på är variationsteorin. Olika variationsmönster används med variationsteorin, vilket är ett verktyg för att skapa lektionsdesign och analysera lärandet. Det är nödvändigt för elever att upptäcka skillnader innan likheter kan urskiljas vilket skapas med variationsteorin.   En learning study börjar med att välja ett lärandeobjekt. För att sedan ta reda på elevers missuppfattningar om area. Sedan skapas ett preliminärt lärandeobjekt med tillhörande kritiska aspekter. Utifrån missuppfattningarna, kritiska aspekter och lärandeobjektet gör eleverna ett förtest innan lektionsdesignen skapas för att få reda på om de kritiska aspekterna fortfarande existerar. Efter lektionen gör eleverna ett eftertest för att se om eleverna har urskilt de kritiska aspekterna och ifall några nya har hittats.   Resultatet från studien visar att sex kritiska aspekter till det specifika lärandeobjektet har identifierats. De kritiska aspekterna är urskilja; skillnaden mellan area och omkrets, vad areaenhet är, hur areaenheter används i uppskattningar, hur areaenheter används i beräkningar, enheten för area och till sist sambandet mellan areaenheter och angivna värden. Lärandeobjektet är att elever ska kunna förklara, uppskatta samt beräkna area i tvådimensionella figurer genom att använda areaenheter. I en del av lektionsdesignen visades olika figurer för att få eleverna att urskilja skillnaden mellan area och omkrets och diskutera areaenheter. I den andra delen av lektionsdesignen användes GeoGebra för att illustrera hur areaenheter kan uppskattas men också hur de kan beräknas. Slutsatsen enligt resultatet i studien är att verksamma lärare bör använda variationsteorin för att elever ska få möjlighet att urskilja det som är kritiskt. / The aim of this study is to illustrate the relationship between teaching and knowledge, with ICT as a tool, to enable learning about a specific object of learning about area. This study concentrates to pupils in grade 4-6. The theory that underlies the study is the theory of variation. Different variation patterns are used within the theory of variation, which is a tool for designing teaching and analyze learning. It is necessary for the students to experience the difference before similarities can be experienced, which is done with variation theory. A learning study starts with choosing an area content. Afterwards examine the pupils’ misconceptions about the area content. Then a tentative object of learning and associated critical aspects determine. Within the misconceptions, critical aspects and the object of learning the pupils are doing a pre-test before the lesson designs for letting know if the critical aspects and the object of learning still exist. After the lesson the pupils are doing a post-test to know if the pupils have distinguished the critical aspects and if some knew critical aspect have been found. The result of the study shows that there are six critical aspects to the specific learning object. The critical aspects are distinguish; between area and perimeter, about area unit, how area unit uses in estimates, how area unit uses in calculations, the area unit and finally the connection between area unit and specified values. The object of learning is, pupils should be able to explain, estimate and calculate object of two dimension by using area unit.  In one part of the design lesson, different figures were shown to let the pupils distinguish between area and perimeter and discuss area unit. In the other part of the design lesson GeoGebra were used to illustrate how area can estimates and even how area can be calculated.  The conclusion of the result in the study is that teachers should use the theory of variation, so pupils get the opportunity to distinguish what is critical.

Vi har i en tidigare kurs genomfört en uppgift innehållande bråk, då vi upptäckte att elever hade svårt att lära sig framförallt sammansatta bråk. Vi blev intresserade av att ta reda på hur man skapar förutsättningar för att eleverna ska lära sig bråk, vilket är denna studies syfte. Studien syftar även till att upptäcka vilka aspekter som är kritiska för att lära sig bråk samt ta reda på hur dessa kan varieras i undervisningen vid elevernas lärande av bråk. I studien används en learning study som kan ses som en typ av aktionsforskning där lärare forskar i sitt eget klassrum. Inom learning study används variationsteorin som är en guidande princip för att förstå och skapa förutsättningar för lärande. Lektionerna som genomfördes av oss, blivande lärare, vid tre olika tillfällen videofilmades. Dessa filmer transkriberades och analyserades därefter. Ur analysen av det transkriberade materialet, videoupptagningarna och observationsanteckningar från lektionerna samt för- och eftertest formulerades resultatet. I resultatet framkom att elevernas förutsättningar för att lära sig bråk ökade när läraren synliggjorde täljaren och nämnarens betydelse i kontrast till varandra samt genom att skapa ett tydligt mönster av variation och invarians av de kritiska aspekterna i undervisningen. / In a previous course, we completed a task containing fractions, and discovered that pupils had difficulties learning particular composite fractions. We became interested in finding out how the teacher can create conditions for the pupils to learn and understand fractions. This is also the aim of this study The study aims at identifying the critical aspects for learning fractions and how these can be varied in the teaching of fractions. In this study we have used a learning study which can be seen as a type of action research where the teachers are researching in their own classrooms. Within learning study, the theory of variation is used as for understanding and creating conditions for learning. The lessons were conducted by us, prospective teachers, on three separate occations, the lessons were video recorded. We transcribed these films and then analyzed them. From an analysis of the transcribed material, video recordings and observation notes from the lessons and pre- and post test we formulated the results. The results showed that conditions for learning fractions increased when the teacher made the role of the numerator and dominator visible by contrasting and by establishing a clear pattern of variation and invariance of the critical features.

<p>Vi har i en tidigare kurs genomfört en uppgift innehållande bråk, då vi upptäckte att elever hade svårt att lära sig framförallt sammansatta bråk. Vi blev intresserade av att ta reda på hur man skapar förutsättningar för att eleverna ska lära sig bråk, vilket är denna studies syfte. Studien syftar även till att upptäcka vilka aspekter som är kritiska för att lära sig bråk samt ta reda på hur dessa kan varieras i undervisningen vid elevernas lärande av bråk.</p><p>I studien används en learning study som kan ses som en typ av aktionsforskning där lärare forskar i sitt eget klassrum. Inom learning study används variationsteorin som är en guidande princip för att förstå och skapa förutsättningar för lärande. Lektionerna som genomfördes av oss, blivande lärare, vid tre olika tillfällen videofilmades. Dessa filmer transkriberades och analyserades därefter. Ur analysen av det transkriberade materialet, videoupptagningarna och observationsanteckningar från lektionerna samt för- och eftertest formulerades resultatet. I resultatet framkom att elevernas förutsättningar för att lära sig bråk ökade när läraren synliggjorde täljaren och nämnarens betydelse i kontrast till varandra samt genom att skapa ett tydligt mönster av variation och invarians av de kritiska aspekterna i undervisningen.</p> / <p>In a previous course, we completed a task containing fractions, and discovered that pupils had difficulties learning particular composite fractions. We became interested in finding out how the teacher can create conditions for the pupils to learn and understand fractions. This is also the aim of this study The study aims at identifying the critical aspects for learning fractions and how these can be varied in the teaching of fractions.</p><p>In this study we have used a learning study which can be seen as a type of action research where the teachers are researching in their own classrooms. Within learning study, the theory of variation is used as for understanding and creating conditions for learning. The lessons were conducted by us, prospective teachers, on three separate occations, the lessons were video recorded. We transcribed these films and then analyzed them. From an analysis of the transcribed material, video recordings and observation notes from the lessons and pre- and post test we formulated the results. The results showed that conditions for learning fractions increased when the teacher made the role of the numerator and dominator visible by contrasting and by establishing a clear pattern of variation and invariance of the critical features.</p>

I denna studie ges ett didaktiskt bidrag med fokus på att öka kunskapen om hur ett föreläsningsinnehåll om att referera som allmänakademisk färdighet kan behandlas i ett enstaka undervisningstillfälle. Med variationsteorin som teoretisk utgångspunkt och med learning study som metod undersöks studenters sätt att referera före och efter en föreläsning. Learning studyn genomfördes genom två cykler tillsammans med språkverkstadspedagoger i högre utbildning. Tolv lärarstudenter deltog i respektive cykel. Såväl studenternas texter som transkriptioner från forskningsföreläsningarna och powerpointmaterial från dessa utgjorde underlag för analys. De flesta studenter skrev referat med egna ord, men plagiering i form av att studenter skrivit av källtexter förekom i flera studenters texter och få hade egen röst i relation till referatet. Fyra aspekter som kan anses vara kritiska för att utveckla kunnandet framträdde. Studenten behöver urskilja: 1) att det finns ett idéinnehåll i hela källtexten och i längre textavsnitt, 2) att textens innehåll kan separeras från dess form, 3) att källans idéinnehåll ska fylla en funktion i relation till annat idéinnehåll och 4) hur den egna textens idéinnehåll kan separeras från annat idéinnehåll. Beskrivningarna av hanteringen av de kritiska aspekterna, i synnerhet i andra cykeln, kan ge svar på hur de kritiska aspekterna kan hanteras i undervisning för att utveckla förmågan att referera hos studenter. Resultaten diskuteras i relation till möjligheter och utmaningar rörande undervisning och lärande i referathantering i högre utbildning.

Denna artikel presenterar en Learning Study som innehåller tre forskningslektioner.Syftet med studien var att analysera på vilket sätt variationsmönster inverkar på enelevgrupps lärande och förståelse för vad som påverkar blodomloppet. Studiensdesign baserades på Variationsteorin och undersökningsgruppen utgjordes av 45elever i årskurs sex. Resultatet visade att alla elever utvecklade sina kunskaper omvad som påverkar blodomloppet. Genom att åskådliggöra blodcirkulationen som ettsammanbundet system och hur en väska transporteras i ett helt system gentemot ettsystem med hål i fick eleverna se att oavsett var i systemet brottet är påverkas alla delarna. / This Learning Study consisting three research lessons with the aim to analyse inwhat way patterns of variation have impact on pupils’ learning about what affectsblood circulation. Design was based on Variation theory. Data consisted 45 pupilsgrade sixth. All students deepened their knowledge about what affects bloodcirculation. To show blood circulation as an interconnected system and how a liquidis transported in a interconnected system compared to a system with a preformationstudents could see that no matter where the fracture is all parts are affected.