A Semantic Approach to Problem-Based Learning with Conceptual Models

El aprendizaje basado en problemas se lleva aplicando con éxito durante las últimas tres décadas en un amplio rango de entornos de aprendizaje. Este enfoque educacional consiste en proponer problemas a los estudiantes de forma que puedan aprender sobre un dominio particular mediante el desarrollo de soluciones a dichos problemas. Si esto se aplica al modelado de conocimiento, y en particular al basado en Razonamiento Cualitativo, las soluciones a los problemas pasan a ser modelos que representan el compotamiento del sistema dinámico propuesto. Por lo tanto, la tarea del estudiante en este caso es acercar su modelo inicial (su primer intento de representar el sistema) a los modelos objetivo que proporcionan soluciones al problema, a la vez que adquieren conocimiento sobre el dominio durante el proceso. En esta tesis proponemos KaiSem, un método que usa tecnologías y recursos semánticos para guiar a los estudiantes durante el proceso de modelado, ayudándoles a adquirir tanto conocimiento como sea posible sin la directa supervisión de un profesor. Dado que tanto estudiantes como profesores crean sus modelos de forma independiente, estos tendrán diferentes terminologías y estructuras, dando lugar a un conjunto de modelos altamente heterogéneo. Para lidiar con tal heterogeneidad, proporcionamos una técnica de anclaje semántico para determinar, de forma automática, enlaces entre la terminología libre usada por los estudiantes y algunos vocabularios disponibles en la Web de Datos, facilitando con ello la interoperabilidad y posterior alineación de modelos. Por último, proporcionamos una técnica de feedback semántico para comparar los modelos ya alineados y generar feedback basado en las posibles discrepancias entre ellos. Este feedback es comunicado en forma de sugerencias individualizadas que el estudiante puede utilizar para acercar su modelo a los modelos objetivos en cuanto a su terminología y estructura se refiere. ABSTRACT Problem-based learning has been successfully applied over the last three decades to a diverse range of learning environments. This educational approach consists of posing problems to learners, so they can learn about a particular domain by developing solutions to them. When applied to conceptual modeling, and particularly to Qualitative Reasoning, the solutions to problems are models that represent the behavior of a dynamic system. Therefore, the learner's task is to move from their initial model, as their first attempt to represent the system, to the target models that provide solutions to that problem while acquiring domain knowledge in the process. In this thesis we propose KaiSem, a method for using semantic technologies and resources to scaffold the modeling process, helping the learners to acquire as much domain knowledge as possible without direct supervision from the teacher. Since learners and experts create their models independently, these will have different terminologies and structure, giving rise to a pool of models highly heterogeneous. To deal with such heterogeneity, we provide a semantic grounding technique to automatically determine links between the unrestricted terminology used by learners and some online vocabularies of the Web of Data, thus facilitating the interoperability and later alignment of the models. Lastly, we provide a semantic-based feedback technique to compare the aligned models and generate feedback based on the possible discrepancies. This feedback is communicated in the form of individualized suggestions, which can be used by the learner to bring their model closer in terminology and structure to the target models.

Técnicas de Gamification para entregas de trabajos online: comprobaciones de la fase de análisis de la compilación

Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) tiene el objetivo de aportar un sistema de enseñanza innovador, un sistema de enseñanza mediante el cual se consiga involucrar a los alumnos en tareas y prácticas en las que se adquieran conocimientos a la vez que se siente un ambiente de juego, es decir, que se consiga aprender de forma divertida. Está destinado al sistema educativo de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos de la Universidad Politécnica de Madrid, en concreto a las asignaturas relacionadas con los Procesadores de Lenguajes. La aplicación desarrollada en este trabajo está destinada tanto a los profesores de las asignaturas de Procesadores de Lenguajes como a los alumnos que tengan alguna relación con esas asignaturas, consiguiendo mayor interacción y diversión a la hora de realizar la tareas y prácticas de las asignaturas. Para los dos tipos de usuarios descritos anteriormente, la aplicación está configurada para que puedan identificarse mediante sus credenciales, comprobándose si los datos introducidos son correctos, y así poder acceder al sistema. Dependiendo de qué tipo de usuario se identifique, tendrá unas opciones u otras dentro del sistema. Los profesores podrán dar de alta, ver, modificar o dar de baja las configuraciones para los analizadores de los lenguajes correspondientes a las diferentes asignaturas que están configurados previamente en el sistema. Además, los profesores pueden dar de alta, ver, modificar o dar de baja los fragmentos de código que formarán los ficheros correspondientes a las plantillas de pruebas del analizador léxico que se les ofrece a los alumnos para realizar comprobaciones de las prácticas. Mediante la aplicación podrán establecer diferentes características y propiedades de los fragmentos que incorporen al sistema. Por otra parte, los alumnos podrán realizar la configuración del lenguaje, definido por los profesores, para la parte del analizador léxico de las prácticas. Esta configuración será guardada para el grupo al que corresponde el alumno, pudiendo realizar modificaciones cualquier miembro del grupo. De esta manera, se podrán posteriormente establecer las relaciones necesarias entre los elementos del lenguaje según la configuración de los profesores y los elementos referentes a las prácticas de los alumnos.Además, los alumnos podrán realizar comprobaciones de la parte léxica de sus prácticas mediante los ficheros que se generan por el sistema en función de sus opciones de práctica y los fragmentos añadidos por los profesores. De esta manera, se informará a los alumnos del éxito de las pruebas o bien de los fallos ocasionados con sus resultados, bien por el formato del archivo subido como resultado de la prueba o bien por el contenido incorrecto de este mismo. Todas las funciones que ofrece esta aplicación son completamente on-line y tendrán una interfaz llamativa y divertida, además de caracterizarse por su facilidad de uso y su comodidad. En el trabajo realizado para este proyecto se cumplen tanto las Pautas de Accesibilidad para Contenidos Web (WCAG 2.0), así como las propiedades de un código HTML 5 y CSS 3 de manera correcta, para así conseguir que los usuarios utilicen una aplicación fácil, cómoda y atractiva.---ABSTRACT---This Final Year Project (TFG) aims to contribute the educational system of the School of Computer Engineering at the Polytechnic University of Madrid, especially in subjects related with Language Processors. This project is an interactive learning system whose goal is to learn in an amusing environment. To realize this target, the system involves students, using environments of games in tasks and practices. The application developed in this project is designed for both professors of the subjects of Language Processors and students who have some relation to these subjects. This perspective achieve more interaction and a funny environment during the subject‘s tasks. The application is configured in order to the users can be identified by their credentials, checking whether the identification data are correct to have access to the system. According on what type of user is identified, they will have different options within the system. Professors will be able to register, modify or delete settings for the scanner of languages for all the subjects preconfigured in the system. Additionally, professors can register, show, modify or remove the code of the templates from scanner tests that are offered to students for testing the practical exercises. The professors may provide also different characteristics and properties of fragments incorporated in the system. Moreover, students can make the configuration of languages, getting in the systems by the administrators, for the scanner module of their practical exercises. This configuration will be saved for the group of the student. This model can also be changed by any group member. The system permits also establish later the relationships between the elements of language fixes by professors and elements developed by the students. Students could check the lexical part of their practical exercises through files that are created according to their practical options and the fragments added by professors. Thus students will be informed of success or failure in the uploaded files format and in the content of them. All functions provide by this application are completely on-line and will have a striking and funny interface, also characterized by its ease of use and comfort.The work reaches both the Web Content Accessibility Guidelines (WCAG 2.0), and the properties of an HTML 5 and CSS 3 code correctly, in order to get the users to get an easy, convenient application and attractive.

Innovación educativa en las redes sociales online: un estudio en la educación superior

Las redes sociales son tan antiguas como las relaciones entre los humanos, ya que las labores de cooperación siempre fueron imprescindibles en los procesos de asociación, tanto los formados por simples células hasta los constituidos por seres vivos. La sociedad está formada por una gran cantidad de situaciones que fomentan dicha colaboración. Desde la creación del Espacio Europeo de Educación Superior se ha promovido la utilización de entornos virtuales de aprendizaje que favorezcan una evaluación más transparente y objetiva. Las redes sociales online son las interfaces digitales más utilizadas por los estudiantes universitarios, por lo que son muchos los expertos que recomiendan analizar la utilidad educativa de este tipo de aplicaciones. Siguiendo estas recomendaciones se implementó una red social online, llamada Formatio, que se utilizó para apoyar el proceso de enseñanza y aprendizaje en la educación superior. El objetivo general de esta tesis doctoral fue valorar el nivel de aceptación de este entorno virtual de aprendizaje para los estudiantes universitarios que participaron en este estudio. Para evaluar el uso de la plataforma se analizaron las actividades generadas por los 172 estudiantes, seleccionados aleatoriamente, matriculados en la asignatura de Estadística y TIC en el curso 2010/2011, del Grado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. Con el objetivo de estimar la utilidad educativa de las redes sociales online se diseñó y validó el instrumento de Valoración de Recursos Educativos Online (VREO), que fue aplicado a otra muestra aleatoria de 452 estudiantes de la misma facultad durante el curso 2011/2012. Los resultados confirman el éxito de este tipo de espacios virtuales gracias a la alta frecuencia de uso conseguida y a las buenas puntuaciones obtenidas por los alumnos, quienes tienen una buena opinión sobre las ventajas de usar las redes sociales online en la educación superior. De todos los recursos analizados la red social online Formatio ha sido la opción mejor valorada, seguida de Moodle y Facebook en segundo y tercer lugar, y de Twitter y YouTube, en cuarta y en quinta posición. Este estudio establece un punto de partida para futuras investigaciones encaminadas a obtener ciertos indicadores cualitativos y cuantitativos que faciliten una evaluación más justa de los actores integrantes de los sistemas educativos, que ayude a abrir las puertas de nuestra sociedad a la responsabilidad, la eficiencia, la transparencia y la objetividad. ABSTRACT Social networks are as old as human relations, since cooperative work has always been indispensable in all processes of association, from those composed of simple cells to those formed by living beings. Society is shaped by a large amount of situations that stimulate this cooperation. Since the creation of the European Higher Education Area, the use of virtual learning environments that favor more transparent and objective evaluation has been promoted. On-line social networks are the digital interfaces most widely used by university students, which is the reason why many experts recommend an analysis of the educational utility of this type of applications. Following these recommendations, an on-line social network called Formatio was created, which was used in order to support the teaching and learning process in higher education. The general objective of this doctoral dissertation was to evaluate the level of acceptance of this virtual learning environment by the university students who participated in this study. In order to evaluate the use of the platform, the activity created by 172 students chosen at random was analyzed; they were registered in the course on Statistics and Information and Communication Technology of the degree program in Sciences of Physical Activity and Sport during the academic year 2010/2011. With the goal of appraising the educational utility of on-line social networks, a tool for Evaluation of On-line Educational Resources (EOER) was designed, validated, and applied to another random sample of 452 students from the same department during the academic year 2011/2012. The results confirm the success of this type of virtual spaces, thanks to the high frequency of use achieved and the good grades obtained by the students who had a favorable opinion of the advantages of using on-line social networks in higher education. Out of all the resources analyzed, the Formatio on-line social network was the option that received the best evaluation, followed by Moodle and Facebook, which were second and third, and Twitter and YouTube, in fourth and fifth place respectively. This study establishes a starting point for future research that aims to obtain certain qualitative and quantitative indicators that will make it easier to engage in a fairer evaluation of the parties involved in education systems, which will help open the doors of our society to responsibility, efficiency, transparency, and objectivity.

Development of The Readiness To Teach Online Scale

Despite the growing importance of online education, faculty acceptance has remained unchanged. Training programs developed for faculty to teach online have often focused on assessing their cognitive rather than affective and behavioral outcomes. The Readiness To Teach Online scale was developed as part of a multiphase mixed method research project to measure faculty perceptions and motivations toward teaching online. Items in the subcategory Teaching and Learning measured perceptions of technology and online teaching, and motivations regarding resources and other external factors. Items in the subcategories Social and Student Engagement, Faculty and Technology Support, Course Development and Instructional Design, and Evaluation and Assessment collected baseline data for current practices. The pilot study of this scale demonstrated strong internal consistency reliability estimates and support for validity, showing moderately to highly correlated significant relationships between faculty perceptions and motivation to teach online; both perception and motivation constructs were moderately to highly correlated with Social and Student Engagement.

Características del desarrollo de una mirada profesional en estudiantes para profesor de matemáticas en un contexto b-learning

Esta investigación presenta un estudio cuyo objetivo es identificar aspectos que apoyan el desarrollo de la mirada profesional en estudiantes para profesores de matemáticas en un contexto b-learning. Analizamos las producciones de un grupo de estudiantes para profesores de matemáticas de educación secundaria (documentos escritos y participaciones en un debate on-line) cuando analizaban el razonamiento proporcional de estudiantes de educación secundaria. Los resultados indican que la interacción en el debate en línea permitió a algunos estudiantes para profesor mejorar su capacidad de identificar e interpretar aspectos relevantes del pensamiento matemático de los estudiantes de educación secundaria. Estos resultados indican que el desarrollo de “una mirada profesional” del profesor es un proceso complicado pero que la posibilidad de construir un discurso progresivo en línea es un factor importante para su desarrollo.

A combined probabilistic framework for learning gestures and actions

In this paper we introduce a probabilistic approach to support visual supervision and gesture recognition. Task knowledge is both of geometric and visual nature and it is encoded in parametric eigenspaces. Learning processes for compute modal subspaces (eigenspaces) are the core of tracking and recognition of gestures and tasks. We describe the overall architecture of the system and detail learning processes and gesture design. Finally we show experimental results of tracking and recognition in block-world like assembling tasks and in general human gestures.

Constellations and the unsupervised learning of graphs

In this paper, we propose a novel method for the unsupervised clustering of graphs in the context of the constellation approach to object recognition. Such method is an EM central clustering algorithm which builds prototypical graphs on the basis of fast matching with graph transformations. Our experiments, both with random graphs and in realistic situations (visual localization), show that our prototypes improve the set median graphs and also the prototypes derived from our previous incremental method. We also discuss how the method scales with a growing number of images.

Design of online practical lessons in colorimetry

Applied colorimetry is an important module in the program of the elective subject "Colour Science: industrial applications”. This course is taught in the Optics and Optometry Degree and it has been used as a testing for the application of new teaching and assessment techniques consistent with the new European Higher Education Area. In particular, the main objective was to reduce the attendance to lessons and encourage the individual and collective work of students. The reason for this approach is based on the idea that students are able to work at their own learning pace. Within this dynamic work, we propose online lab practice based on Excel templates that our research group has developed ad-hoc for different aspects of colorimetry, such as conversion to different colour spaces, calculation of perceptual descriptors (hue, saturation, lightness), calculation of colour differences, colour matching dyes, etc. The practice presented in this paper is focused on the learning of colour differences. The session is based on a specific Excel template to compute the colour differences and to plot different graphs with these colour differences defined at different colour spaces: CIE ΔE, CIE ΔE94 and the CIELAB colour space. This template is implemented on a website what works by addressing the student work at a proper and organized way. The aim was to unify all the student work from a website, therefore the student is able to learn in an autonomous and sequential way and in his own pace. To achieve this purpose, all the tools, links and documents are collected for each different proposed activity to achieve guided specific objectives. In the context of educational innovation, this type of website is normally called WebQuest. The design of a WebQuest is established according to the criteria of usability and simplicity. There are great advantages of using WebQuests versus the toolbox “Campus Virtual” available in the University of Alicante. The Campus Virtual is an unfriendly environment for this specific purpose as the activities are organized in different sectors depending on whether the activity is a discussion, an activity, a self-assessment or the download of materials. With this separation, it is more difficult that the student follows an organized sequence. However, our WebQuest provides a more intuitive graphical environment, and besides, all the tasks and resources needed to complete them are grouped and organized according to a linear sequence. In this way, the student guided learning is optimized. Furthermore, with this simplification, the student focuses on learning and not to waste resources. Finally, this tool has a wide set of potential applications: online courses of colorimetry applied for postgraduate students, Open Course Ware, etc.

Assessing participation in online discussion forums: a proposal for multidimensional analysis

This paper aims to assess the discussion forums being used in the programme Especialista Universitario online sobre Tecnologías de la Información y la Comunicación, taught at the University of Alicante, on the basis of the analysis model suggested by Kay (2004). In such a model, it is essential to represent graphically the forum activity so that the visual representation may improve analysis. This research has allowed reaching results which define the forum activity and has contributed with a proposal for multi analysis in the area of assessing participation in communication within online discussion forums.

Recognition of online handwritten music symbols

Paper submitted to MML 2013, 6th International Workshop on Machine Learning and Music, Prague, September 23, 2013.

Medios online y publicidad: perfiles profesionales en Educación Superior

Los cambios tecnológicos producidos en la sociedad de la información, con especial atención a Internet, inciden también en el sistema educativo. Esta situación es especialmente significativa en aquellas carreras con perfiles profesionales definidos y que utilizan los medios para llegar a sus públicos, como es el caso de la Publicidad y las Relaciones Públicas. Se plantea un estudio exploratorio que pretende averiguar si la actual oferta educativa integra las competencias relacionadas con los perfiles profesionales en torno al medio online. Se utilizan las definiciones y competencias de los perfiles centrados en el medio online (ej. Community Manager, SEO, SEM) y otras ampliamente conocidas por el sector publicitario (planificador en Internet). La investigación se centra en las cinco universidades españolas con más alumnos en estudios de publicidad y relaciones públicas: UCM, RJC, UVA, UA y UOC. Se analizan los cursos de licenciatura aún vigentes, títulos propios, masteres universitarios y doctorado. Todos ellos en relación directa con la publicidad y las relaciones públicas. Los resultados permiten evaluar tanto la información disponible como la oferta educativa para el aprendizaje de las competencias de estos perfiles en el marco de la EEES.

EDUTIC-WQ: de la herramienta de autor hacia la Web 2.0. Evolución en la creación, diseño, accesibilidad y publicación online de WebQuest

Utilizar Internet como medio de aprendizaje, donde se crean, comparten y encuentran infinidad de recursos destinados a la educación es una realidad que se consolida cada día. En este artículo presentamos la evolución, en cuanto a características, uso y difusión, de la plataforma para el aprendizaje on-line EDUTIC-WQ. Esta plataforma, que proporciona una aplicación online para crear, diseñar, compartir y consultar WebQuests, fue creada como herramienta de autor en 2004 en el seno del grupo de investigación EDUTIC-ADEI de la Universidad de Alicante y actualmente ha sido orientada hacia la filosofía de la Web 2.0. EDUTIC-WQ ha superado con creces todas las expectativas de uso y consulta: aproximadamente 4 millones de páginas consultadas en 2011 y ha servido 647 Gigabytes de información consultada por más de 1 millón de personas distintas.

An explanatory model of academic achievement based on aptitudes, goal orientations, self-concept and learning strategies

As a result of studies examining factors involved in the learning process, various structural models have been developed to explain the direct and indirect effects that occur between the variables in these models. The objective was to evaluate a structural model of cognitive and motivational variables predicting academic achievement, including general intelligence, academic self-concept, goal orientations, effort and learning strategies. The sample comprised of 341 Spanish students in the first year of compulsory secondary education. Different tests and questionnaires were used to evaluate each variable, and Structural Equation Modelling (SEM) was applied to contrast the relationships of the initial model. The model proposed had a satisfactory fit, and all the hypothesised relationships were significant. General intelligence was the variable most able to explain academic achievement. Also important was the direct influence of academic self-concept on achievement, goal orientations and effort, as well as the mediating ability of effort and learning strategies between academic goals and final achievement.

Aprendiendo a interpretar el aprendizaje de las matemáticas en educación primaria. Características en un contexto B-Learning

El objetivo de esta investigación es identificar características del proceso de instrumentalización del conocimiento de didáctica de la matemática de profesores de educación primaria en un curso de especialización desarrollado en un contexto b-learning. Participaron 65 maestros en un entorno de aprendizaje b-learning integrando debates virtuales y centrados en el análisis del pensamiento matemático de alumnos de educación primaria. El análisis de las participaciones en los debates virtuales y la resolución de las tareas nos han permitido caracterizar el aprendizaje del conocimiento sobre el aprendizaje de las matemáticas como un cambio en el discurso de los estudiantes. Este cambio se puso de manifiesto por la integración paulatina del conocimiento de didáctica de la matemática en la interpretación del pensamiento matemático de los alumnos. Los resultados indican que las aportaciones a los debates en forma de refutaciones favorecieron el proceso de instrumentalización de las ideas teóricas.

Mentors’ implication in clinical learning and assessment of nursing students

Nursing Education in Europe is regulated by law from 2005. Clinical learning comprises at least 50% of the total degree program in nursing. It is necessary rely on professionals nurses involved in the learning process and skills development assessment. The level of implication in learning processes of these professional nurses is very important to ensure good results.