Métodes d'aprenentatge per reforç basats en la política i la seva aplicació a la robótica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Robot Locomotion Group del Massachusetts Institute of Technology, Estats Units, entre març i agost del 2006. Es descriu la feina portada a terme en el camp de l'aprenentatge per reforç (RL), una metodologia molt utilitzada en aprenentatge artificial. En RL, un agent intenta maximitzar un valor escalar (càstig o premi) obtingut com a resultat de la seva interacció amb l'entorn. L'objectiu d'un sistema basat en RL és el de trobar una política d'actuació òptima que relaciona l'estat de l'entorn amb una acció determinada que maximitzi la suma de reforços futurs. El principal avantatge és que no utilitza cap base de dades conegudes, així que l'agent no rep informació sobre quina decisió triar, com succeeix en molts tipus d'aprenentatge, sinó que ha de triar per descobrir aquelles accions que tenen un valor més alt, sent molt adient en robòtica aplicada. Els principals desavantatges són uns temps de convergència sovint elevats i la manca de generalització quan tractem variables contínues. Principalment, el treball s’ha centrat en l'estudi de noves i més complexes metodologies basades en RL que combinessin dos tipus d'algorismes: els basats en funcions de valor i els representats únicament per una política d'actuació. Posteriorment s'analitzà la seva aplicabilitat en aplicacions robòtiques reals. En tots els estudis i les simulacions s’ha utilitzat un braç robòtic dissenyat i contruït al laboratori. El tipus de robot, anomenat Acrobot, és un banc de proves molt utilitzat en els camps de teoria de control i aprenentatge.

Estudi d'un grup de centres educatius de referència en l'aprenentatge de l'anglès a secundària

A partir dels resutats de la prova d'anglès de la Selectivitat els anys 2007, 2006 i 2005, s'han seleccionat 8 instituts de secundària (titularitat pública) que han obtingut resultats més alts i s'han estudiat les possibles característiques que contribueixen al seu bon funcionament.

Aprenentatge de llengües i coneixement de cultures a través d'un web poètic

El projecte “Aprenentatge de llengües i coneixement de cultures a través d’un web poètic” s’ha centrat en la continuació del treball realitzat en aules d'acollida i en classes amb diverses cultures presents a l'aula i en la verificació de l’aprenentatge de llengües mitjançant la poesia contemporània.

Aprenentatge Servei: una proposta d'educació en valors

La finalitat d’aquest document es presentar un conjunt de resultats de recerca i d’innovació al voltant de l’aprenentatge servei, una metodologia pràctica d’educació en valors i per a la ciutadania que combina el servei a la comunitat amb l’aprenentatge de coneixements i valors. Els objectius bàsic que es busquen són: fonamentar teòricament l’aprenentatge servei, analitzar experiències rellevants i impulsar accions per afovorir la seva implantació en el nostre sistema educatiu formal i no formal. L’amplitud d’objectius ens obliga a diferenciar els resultats de recerca d’aquells vinculats a la innovació. Pels que fa als primers –els de recerca– es presenten tres treballs complementaris per documentar i analitzar bones pràctiques d’aprenentatge servei: 1) l’estudi d’experiències realitzat conjuntament entre els protagonistes i els investigadors usant com a metodologia la etnografia històrica; 2) l’estudi etnogràfic en situació natural d’experiències paradigmàtiques en l’àmbit de l’aprenentatge servei, i 3) la classificació i anàlisi quantitatiu d’experiències properes a l’aprenentatge servei que s’han detectat en revistes pedagògiques de relleu. Aquestes recerques ofereixen un bagatge experièncial ampli i obren camins per una reflexió teòrica més acurada. Pel que fa als objectius d’innovació es presenten en els annexos els següents treballs: la col•laboració amb el Banc de Sang i Teixits de Catalunya per implementar una proposta d’aprenentatge servei, de la que es presenten uns materials didàctics; el desenvolupament amb Institut Municipal d’Educació de Mataró d’un pla per acordar experiències d’aprenentatge servei entre centres educatius i entitats de la ciutat; i finalment dos treballs sobre el lloc de l’aprenentatge servei en l’Educació per a la ciutadania i, per una altra part, un treball de síntesi sobre la formació del professorat en la metodologia de l’aprenentatge servei.

Análisis de l'utilitat d'una plataforma digital sincrónica i de l'apropiació conceptual del professorat dels Camps d'Aprenentatge en el marc d'un curs de formació permanent

El projecte pretenia analitzar com l'ús de les noves tecnologies incideixen en un procés de formació permanent per afavorir la participació i l’apropiació de les noves mirades als fenòmens, la innovació en didàctica de les ciències experimentals i les ciències socials. El projecte ha tingut una durada d'un any i s'ha realitzat a Catalunya. En el projecte han intervingut tres formadors de la UAB i els Camps d'Aprenentatge depenents del Departament d'Educació. El desenvolupament del projecte ha tingut lloc en base als materials elaborats o transcrits durant diferents sessions virtuals, en les que s'ha utilitzat una plataforma sincrònica, i en diferents sessions presencials. Els resultats del projecte mostren que tot i que el canvi de les mirades sobre els fenòmens del món és un procés lent, l'us de la plataforma combinada amb sessions presencials, i l'anàlisi i la discussió dels resultats amb els formadors, afavoreix aquest procés de canvi.

Aprenentatge i avaluació objectiva de temes de Geografia i Història de Catalunya a l’E.S.O a través d’estratègies didàctiques basades en l’ús de noves tecnologies

Aquest projecte de recerca ha consistit, en primer lloc, en l'elaboració prèvia de materials en suport paper combinats amb una presentació de powerpoint per a l'aprenentatge del tema de la guerra civil espanyola (1936-1939) d'acord amb les prescripcions del currículum corresponent a l'alumnat de 4t d'ESO. En aquesta primera fase hi han col·laborat professors de Secundària de l'equip de recerca.(...)

Arquitectures d'Aprenentatge Automàtic per al Reconeixement d'Estructures Lingüístiques en el Text

Estudi realitzat a partir d’una estada al Computer Science and Artificial Intelligence Lab, del Massachusetts Institute of Technology, entre 2006 i 2008. La recerca desenvolupada en aquest projecte se centra en mètodes d'aprenentatge automàtic per l'anàlisi sintàctica del llenguatge. Com a punt de partida, establim que la complexitat del llenguatge exigeix no només entendre els processos computacionals associats al llenguatge sinó també entendre com es pot aprendre automàticament el coneixement per a dur a terme aquests processos.

Una aproximació d'aprenentatge automàtic per a extracció d'informació adaptativa

Les tècniques de clustering poden ajudar a reduir la supervisió en processos d'obtenció de patrons per a Extracció d'Informació. En aquest treball, que abarca un període de 4 anys de recerca, es comença per estudiar la representació de documents més adequada per a la tasca de clustering. Per tal d'evitar els biaixos dels mètodes individuals de clustering, es consideren mètodes de clustering conjunt. S'exploren diversos mètodes de combinació supervisada, i s'hi afegeixen estratègies automàtiques per a determinar el nombre de clusters de la combinació. També es consideren mecanismes per a obtenir clusterings conjunts ponderats, així com estratègies de combinació no supervisada. Finalment, els resultats del clustering s'utilitzen en un sistema d'adquisició de patrons per a substituir els elements de supervisió humana. Totes aquestes estratègies i mètodes s'avaluen en tasques de clustering de documents i adquisició de patrons usant dades reals. Es comprova que els mots com representació de documents superen altres models per a la tasca de clustering, així com que el clustering conjunt supera les limitacions dels clusterings individuals, i que les estratègies no supervisades d'adquisició de patrons obtenen resultats competitius respecte a les estratègies supervisades.

Aprenentatge interactiu a través de l'experimentació: un laboratori virtual de psicologia bàsica

El Laboratori Virtual de Psicologia Bàsica (LVPB) és una eina que pretén aprofitar les noves tecnologies per donar un nou enfocament al procés d’aprenentatge dels processos psicològics bàsics. Amb el LVPB s’acompanya a l’estudiant en un recorregut a través d’experiments que s’han convertit en clàssics de la Psicologia Cognitiva amb l’objectiu d’assolir coneixements relacionats amb els processos cognitius a partir de la pròpia experiència. La plataforma conté experiments provinents de l’estudi de l’atenció, l’emoció, el llenguatge, la memòria, la motivació, el pensament i la percepció.

Mecanismes neuronals de la facilitació de l'aprenentatge i la memoria per autoestimulació eléctrica intracranial en rates: espines dendrítiques

La potenciación de procesos de aprendizaje y memoria por autoestimación eléctrica intracraneal (AEIC) se ha observado principalmente en tareas de aprendizaje de tipo implícito, caracterizado por necesitar de múltiples ensayos y por dar lugar a una respuesta conductual rígida. Los efectos de la AEIC sobre formas de aprendizaje consideradas más complejas, como la memoria de navegación espacial, son menos conocidos. En nuestro laboratorio hemos observado recientemente que el tratamiento de AEIC es también capaz de facilitar tanto la adquisición como la retención de una tarea relacional, en el laberinto acuático de Morris (MWM) (Ruiz-Medina et al., 2008). El proyecto de investigación objeto de esta memoria continúa el estudio de este efecto potenciador yendo un paso más allá al profundizar en los mecanismos neurales de este efecto. Lo relativo a las espinas dendríticas, su tamaño, forma y aparición es uno de los campos más actuales en el estudio de las bases neurales de la memoria. Trabajos previos apuntan a un incremento en la densidad de espinas inmaduras -las consideradas de aprendizaje- como efecto tanto del entrenamiento en el MWM como de la AEIC. Relacionar la potenciación de memoria en el MWM resultado de la AEIC con cambios significativos en la población de espinas dendríticas hipocampales sería uno de los principales objetivos del presente trabajo, que se realizará en colaboración con el Instituto Ramón y Cajal de Madrid.

Activitats d'avaluació i ensenyament- aprenentatge en aules de secundària AICLE: un estudi de cas

La investigació que es presenta en aquest treball de recerca parteix de la necessitat d'avaluar rigorosament els programes d'innovació AICLE (Aprenentatge Integrat de Contingut i Llengua Estrangera) que es porten a terme en alguns centres educatius de secundària de Catalunya. Les dades de l'anàlisi, recollides en un institut de secundària, tenen com a punt de partida les programacions de tres unitats didàctiques AICLE de ciències en anglès a diferents nivells educatius de l'etapa de secundària obligatòria (ESO). Amb l'objectiu de poder presentar un producte entenedor i fiable s'han realitzat diverses categoritzacions dels continguts curriculars, les quals han possibilitat fer una anàlisi exhaustiva de l'existència o no d'una concordança entre les tasques d'avaluació i les tasques d'aprenentatge en les aules AICLE i alhora analitzar l'adequació d'aquestes tasques per avaluar i promoure l'assoliment de dues de les vuit competències que el currículum català defineix com a bàsiques en el currículum de l'ensenyament secundari obligatori: Cb1 (competència comunicativa) i Cb5 (competència d'aprendre a aprendre)

Aprenentatge Integrat de Continguts i Llengües (AICLE) i alumnes amb necessitats educatives especials: un estudi de cas

En aquest treball de recerca s'estudia el procés d'aprenentatge del principi d'Arquimedes que desenvolupa un estudiant amb necessitats educatives especials durant una unitat didàctica de ciències en anglès. Les preguntes de recerca són: (1) quines activitats d'aprenentatge realitza aquest alumne per apropiar-se dels continguts proposats? i (2) quins aprenentatges s'observen i com es mostren discursivament aquests aprenentatges? L'anàlisi ha revelat que l'estudiant fa servir diferents estratègies per intentar comprendre el contingut meta; mostra indicis d'aprenentatge a curt termini sobre la major part d'aquest contingut, al mateix temps que s'aproxima discurs científic, començant així a desenvolupar les competències científica i comunicativa

Materials web de fiscalitat enfocats per competències per a fomentar l'aprenentatge autònom

La finalitat principal del projecte consisteix en el disseny d'un material web mitjançant el qual els estudiants puguin anar desenvolupant i perfeccionant les diferents competències de les assignatures que conformen l'àrea de fiscalitat del Grau de Dret. Per a desenvolupar aquest material web s’ha fet servir la plataforma virtual Moodle. Concretament, el projecte s’ha centrat en una assignatura de fiscalitat del Grau de Dret, tot i que els resultats obtinguts són perfectament traslladables a qualsevol assignatura del Grau de Dret o postgrau en matèries jurídiques. El pla de treball del projecte ha consistit en desenvolupar un material web enfocat per competències, mitjançant les eines disponibles a la plataforma Moodle en una assignatura de fiscalitat i analitzar les seves possibilitats i característiques, especialment pel que fa a la planificació docent i l’avaluació de l’aprenentatge, així com comprovar el nivell de satisfacció dels estudiants mitjançant la realització d’unes enquestes.

Desenvolupament d'eines per l'apliació de l'aprenentatge basat en projectes a l'enginyeria tècnica de telecomunicacions

El projecte d'innovació docent s'emmarca dintre de la línia de treball de l'Escola Politècnica Superior de Castelldefels. Aquesta escola, des de els seus inicis ha destacat per la seva aposta per la innovació docent i l'aplicació de mètodes pedagògics pioners arreu d'Espanya. El sistema d'ensenyament basat en el seguiment individualitzat de l'estudiant, facilitat per una bona relació professor/nombre d'estudiants (grups de 40 o 20 estudiants), l'avaluació continuada, que parteix de les activitats acadèmiques realitzades en una matèria, i l'avaluació curricular, que atén el rendiment global de l'estudiant, fan que el sistema fomenti el treball regular al mateix temps que l'informa en tot moment del seu progrés acadèmic. Per un altre banda, dintre del sistema educatiu de la nostra escola podem destacar l'aplicació de l'Aprenentatge Basat en Projectes (PBL), aplicat inicialment als estudis de Segon Cicle. D'acord amb aquest model, els alumnes aprenen realitzant projectes en grup. Les intervencions del professorat i els materials del curs estan orientats a donar suport a les necessitats dels projectes que es desenvolupen a cada moment. Tot seguint la línia de treball de l'escola i la seva adequació als criteris determinats en el Espai Europeu d'Educació Superior, aquest projecte segueix tres línies d’actuació: (1) incideix en l'aplicació del PBL dintre d'assignatures Optatives i en assignatures de primers cursos de la Titulació d'Enginyeria de Telecomunicacions, (2) estimular l’alumnat, a través de treballs interdisciplinaris i la utilització de les noves tecnologies, (3) generació de documentació adaptada als nous plans d’estudi. Aquestes línies d’actuació es desenvolupen per motivar els alumnes en els estudis d'enginyeria que estan cursant i fer-los veure l'aplicabilitat, en el camp de la recerca, de gran quantitat dels coneixements que van adquirint durant la seva formació dintre de la Universitat.

Eines interactives per l'aprenentatge de la dinàmica i el control dels convertidors de potència

El projecte s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de laboratoris virtuals per a la docència del dispositius i mètodes de gestió d’energia. Això s’ha realitzat a dos nivells clarament diferenciats, el primer grup de laboratoris correspon als convertidors electrònics de potencia i el segon grup de laboratoris correspon a un conjunt de casos d’aplicacions concretes. En el primer grup es descriu el detall del funcionament dels diferents elements mentre que en el segon els descriuen les idees i conceptes bàsics de funcionament. Els laboratoris virtuals de convertidors electrònics de potència inclouen el convertidor elevador (boost), el convertidor reductor (buck), i convertidors acobladors magnèticament. Aquestes permeten estudiar el comportament dinàmica des d’un punt de vista commutat o bé promitjat, les aplicacions incorporen també la possibilitat de sintonitzar els controladors. Aquestes aplicacions han estat desenvolupades per ser un complement per les sessions de pràctiques presencials. Els laboratoris virtuals d’aplicacions, inclouen els sistema de transport metropolità, el vehicle híbrid i els sistemes de gestió de talls transitoris en el subministrament d’energia principalment. Aquestes laboratoris permeten introduir els estudiants de forma qualitativa en els diferents conceptes i tècniques emprades en els sistemes de generació, transport i transformació d’energia. Totes les aplicacions han estat desenvolupades emprant Easy JAVA Simulations, aquesta eina permet desenvolupar laboratoris multiplataforma fàcilment distribuïbles a través d’internet.