Classification calibration dimension for general multiclass losses

We study consistency properties of surrogate loss functions for general multiclass classification problems, defined by a general loss matrix. We extend the notion of classification calibration, which has been studied for binary and multiclass 0-1 classification problems (and for certain other specific learning problems), to the general multiclass setting, and derive necessary and sufficient conditions for a surrogate loss to be classification calibrated with respect to a loss matrix in this setting. We then introduce the notion of \emph{classification calibration dimension} of a multiclass loss matrix, which measures the smallest `size' of a prediction space for which it is possible to design a convex surrogate that is classification calibrated with respect to the loss matrix. We derive both upper and lower bounds on this quantity, and use these results to analyze various loss matrices. In particular, as one application, we provide a different route from the recent result of Duchi et al.\ (2010) for analyzing the difficulty of designing `low-dimensional' convex surrogates that are consistent with respect to pairwise subset ranking losses. We anticipate the classification calibration dimension may prove to be a useful tool in the study and design of surrogate losses for general multiclass learning problems.

Modelling cognitive impairment to improve universal access

The purpose of this study is to develop a model of cognitive impairment to help designers consider the range of issues which affect the lives of people living with such impairment. A series of interviews with experts of cognitive impairment was conducted to describe and assess the links between specific medical conditions, including learning disability, specific learning difficulties, autistic spectrum disorders, traumatic brain injury and schizophrenia, and the types of cognitive impairment associated with them. The results reveal some of the most prevalent and serious types of impairment, which - when transformed into design guidance - will help designers make mainstream products more inclusive also for people with cognitive impairment. © 2011 Springer-Verlag.

Slowness: an objective for spike-timing-dependent plasticity?

Our nervous system can efficiently recognize objects in spite of changes in contextual variables such as perspective or lighting conditions. Several lines of research have proposed that this ability for invariant recognition is learned by exploiting the fact that object identities typically vary more slowly in time than contextual variables or noise. Here, we study the question of how this "temporal stability" or "slowness" approach can be implemented within the limits of biologically realistic spike-based learning rules. We first show that slow feature analysis, an algorithm that is based on slowness, can be implemented in linear continuous model neurons by means of a modified Hebbian learning rule. This approach provides a link to the trace rule, which is another implementation of slowness learning. Then, we show analytically that for linear Poisson neurons, slowness learning can be implemented by spike-timing-dependent plasticity (STDP) with a specific learning window. By studying the learning dynamics of STDP, we show that for functional interpretations of STDP, it is not the learning window alone that is relevant but rather the convolution of the learning window with the postsynaptic potential. We then derive STDP learning windows that implement slow feature analysis and the "trace rule." The resulting learning windows are compatible with physiological data both in shape and timescale. Moreover, our analysis shows that the learning window can be split into two functionally different components that are sensitive to reversible and irreversible aspects of the input statistics, respectively. The theory indicates that irreversible input statistics are not in favor of stable weight distributions but may generate oscillatory weight dynamics. Our analysis offers a novel interpretation for the functional role of STDP in physiological neurons.

Dislexia

Dissertação apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências da Educação: Educação Especial, área de especialização em Domínio Cognitivo e Motor

Neural Dynamics Underlying Impaired Autonomic and Conditioned Responses Following Amygdala and Orbitofrontal Lesions

A neural model is presented that explains how outcome-specific learning modulates affect, decision-making and Pavlovian conditioned approach responses. The model addresses how brain regions responsible for affective learning and habit learning interact, and answers a central question: What are the relative contributions of the amygdala and orbitofrontal cortex to emotion and behavior? In the model, the amygdala calculates outcome value while the orbitofrontal cortex influences attention and conditioned responding by assigning value information to stimuli. Model simulations replicate autonomic, electrophysiological, and behavioral data associated with three tasks commonly used to assay these phenomena: Food consumption, Pavlovian conditioning, and visual discrimination. Interactions of the basal ganglia and amygdala with sensory and orbitofrontal cortices enable the model to replicate the complex pattern of spared and impaired behavioral and emotional capacities seen following lesions of the amygdala and orbitofrontal cortex.

A Transition Study to Support Curriculum Reform

This paper presents details of a project to support the transition from school to university for engineering students in the UK. The initial phases have already been disseminated by the project collaborators. The background, rationale, objectives and outcomes of this latter phase of the project are presented and specific data from a web-based transition diagnostic is discussed which verifies specific learning issues amongst engineering students enrolling in their first year of study. This prompted further investigations into these specific learning issues, which produced relevant data pertinent to enhancing learning through curriculum reform with the ultimate goal of accommodating the transition from school to university, improving the learning experience and increasing retention.

How to promote professional competence and identity in social work students

Background: Field placement experiences are frequently cited in the literature as having most impact on a student social worker’s learning as they emerge into the profession. Placements are integral to the development of practice competence and in acquiring a sense of social work identity. However research on the effectiveness of educational strategies used to deliver learning and assess competence during placement are scarce. Internationally, pressures to meet increasing numbers of student enrolments have raised concerns about the potential impact on the quality of placements and practice teaching provided. These pressures may also impact on the appropriate transfer and application of learning to the student’s practice.
Aim: To identify learning activities rated most useful for developing professional practice competence and professional identity of social work students.
Method: Data were collected from 396 students who successfully completed their first or final placement during 2013-2014 and were registered at one of two Universities in Northern Ireland. Students completed a self-administered questionnaire which covered: placement setting and service user group; type of supervision model; frequency of undertaking specific learning activities; who provided the learning; which activities contributed to their developing professional competence and identity and their overall satisfaction.
Our findings confirmed the centrality of the supervisory relationship as the vehicle to enable quality student learning. Shadowing others, receiving regular supervision and receiving constructive feedback were the tasks that students reported as ‘most useful’ to developing professional identity, competence and readiness to practice. Disturbingly over 50% of students reported that linking practice to the professional codes, practice foci and key roles were not valued as ‘useful’ in terms of readiness to practice, feeling competent and developing professional social work identity. These results offer strong insights into how both the University and the practice placement environment needs to better prepare, assess and support students during practice placements in the field.

O questionamento no alinhamento do ensino, aprendizagem e avaliação

O questionamento dos alunos é reconhecido como uma capacidade fundamental, de nível superior, associada ao desenvolvimento de outras competências centrais, como o pensamento crítico, a resolução de problemas ou a capacidade de reflexão, assumindo especial relevância no contexto de disciplinas científicas. O presente estudo surge no atual enquadramento de reestruturação curricular do ensino universitário em Portugal, como um caso de colaboração estreita entre investigadores do Departamento de Educação e professores das Unidades Curriculares de “Microbiologia”, “Genética” e “Temas e Laboratórios de Biologia”, do Departamento de Biologia, na Universidade de Aveiro. Estas unidades curriculares, dirigidas a alunos de várias licenciaturas, são sobretudo frequentadas por alunos do primeiro ano das licenciaturas em Biologia e Biologia/Geologia. Um dos principais objetivos era identificar contextos de prática no âmbito dos quais pudéssemos sugerir estratégias inovadoras de Ensino, Aprendizagem e Avaliação (EAA), que promovessem o questionamento dos estudantes, numa lógica de alinhamento construtivo. Outro dos objetivos era também o de analisar e caracterizar o questionamento dos alunos, associado à diversidade de estratégias adotadas. A presente investigação adota princípios dos paradigmas naturalista e sociocrítico, seguindo uma abordagem metodológica sobretudo de natureza qualitativa. As várias situações de EAA foram desenhadas, implementadas e adaptadas atendendo às particularidades de cada Unidade Curricular (UC), ao longo de dois estudos (2007/2008 e 2008/2009). O questionamento dos alunos foi caracterizado nos diversos contextos de EAA, atendendo ao seu nível cognitivo. Realizaram-se entrevistas semiestruturadas com alunos selecionados, no fim de cada estudo (17 alunos no total), e também com os professores envolvidos (4 professores), no fim do segundo estudo. A análise do questionamento dos alunos nos variados contextos, permitiu confirmar um questionamento espontâneo pouco frequente e tendencialmente de baixo nível cognitivo associado à expressão oral. No entanto, em situações com efeitos sumativos na avaliação, verificou-se um maior envolvimento e uma maior participação dos alunos, associados a uma maior frequência e qualidade do questionamento. Confirmamos o papel fundamental que a avaliação desempenha no decurso da aprendizagem, valorizando o seu papel formativo bem como o feedback proporcionado pelos professores no sentido de alcançar melhores desempenhos em termos de questionamento e, em última análise, em termos de aprendizagem. Todas as evidências recolhidas permitem afirmar que o questionamento constituiu um importante motor para um alinhamento construtivo entre o ensino, a aprendizagem e a avaliação, devidamente articulados com os objetivos de aprendizagem de cada UC. Comprovamos, também, que se não forem criadas situações em que os alunos sejam incentivados a questionar, situações que constituam para si um desafio, um estímulo extrínseco, apenas teremos acesso ao seu questionamento oral e espontâneo, com as características que já lhe são conhecidas. Afirmamos, assim, a relevância de se desenharem situações de ensino, aprendizagem e avaliação, que promovam nos alunos o desenvolvimento da competência de questionamento. Um outro objetivo central de investigação a que nos tínhamos proposto era a caracterização do questionamento dos alunos numa perspetiva mais holística, situando-o como uma competência fundamental que deverá ser desenvolvida em contextos educativos, mas também ao longo da vida. Avançamos com uma proposta de modelo de competência de questionamento, como um dos resultados principais do presente estudo. Este modelo surge de toda a experiência investigativa e, sobretudo, do estudo aprofundado de dois casos, correspondentes a dois alunos selecionados, que permitiu a elucidação das dimensões de competência. Assumindo o questionamento como competência, consideramos que o modelo proposto, e ainda em evolução, poderá representar um importante contributo para a teoria e para a prática do questionamento.

O impacto do desenvolvimento da consciência morfológica na escrita de crianças com e sem dislexia

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Educação Especial, ramo Multideficiência e Problemas de Cognição

Prática de ensino supervisionado no 1.º e 2.º ciclo do ensino básico: a evolução das conceções sobre o ciclo da água de alunos do 5º ano de escolaridade

Relatório final apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1º e 2º Ciclos do Ensino Básico

Dificuldades de aprendizagem na leitura e na escrita: o contributo de jogos eletrónicos na motivação e na aprendizagem

Projeto de Intervenção apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Educação Especial, Especialização em Problemas de Aprendizagem e Comportamento

Leitura - Dificuldades de aprendizagem, ensino e estratégias para o desenvolvimento de competências

O domínio da leitura é de extrema importância para as aprendizagens escolares. Um número significativo de alunos apresenta, no entanto, dificuldades de aprendizagem específicas (DAE) ao nível da leitura, que interferem com o processo global de ensino e aprendizagem. O presente artigo pretende rever os factores associados às DAE de leitura e apresentar estratégias que promovem o ensino eficaz e o domínio desta competência, nomeadamente, ao nível da consciência fonémica e da fluência da leitura, indicando metodologias e actividades que podem ser desenvolvidas em contexto de sala de aula.

Contributos das TIC para as Necessidades Educativas Especiais - Treino da Perceção Visual

As novas tecnologias de informação e comunicação vêm introduzir novas abordagens e orientações nas relações das pessoas no mundo global, ao mesmo tempo que vêm redefinir paradigmas diversos em várias áreas disciplinares, nomeadamente nas áreas da saúde e da educação. A massificação das tecnologias vem assim aproximar a informação e o conhecimento das pessoas e a sua utilização no apoio aos processos de ensino e de aprendizagem dos alunos com necessidades educativas especiais e dificuldades de aprendizagem específicas tem vindo a ser discutida cada vez mais com uma maior relevância. Pretende-se através da presente dissertação contribuir com soluções que apoiem a desmaterialização dos processos e desburocratização dos relacionamentos entres os diversos intervenientes num processo de terapia de uma criança. Apesar de poder ser extensível a outros cenários, o projeto desenvolvido aplica-se ao caso concreto de crianças com necessidades educativas especiais e dificuldades de aprendizagem específicas, motivadas por dificuldades de perceção visual, que obrigam, além da adoção de programas de treino, como jogos interativos, a um acompanhamento integrado de todos os intervenientes na sua terapia: terapeutas, professores, pais e educadores, assistentes sociais entre outros, tornando-se fundamental a utilização de uma plataforma universal que permita a troca e sistematização de informações. Inicialmente foi necessário um enquadramento desta temática por via da leitura, pesquisa e reuniões com elementos ligados a diferentes áreas que intervém no tratamento de necessidades educativas especiais. Depois de uma pesquisa bibliográfica inicial sobre as dimensões a explorar, recolheu-se informação sobre estudos e projetos desenvolvidos para apoiar esta área, e desenvolveu-se um projeto destinado a contribuir para o trabalho positivo de todos os profissionais que se dedicam à terapia/tratamento das crianças com necessidades educativas especiais, particularmente derivadas de dificuldades de perceção visual. Posteriormente, realizou-se a avaliação do protótipo de forma a validar o real contributo do sistema na melhoria da comunicação e partilha de informação entre todos os intervenientes no processo de terapia de crianças com necessidades educativas especiais e da utilização das tecnologias interativas no treino da perceção visual. Com vista a uma futura implementação de um recurso educativo deste âmbito, foram também recolhidos os pontos negativos e sugestões de melhoria a incorporar. Em suma, este trabalho valida os contributos das TIC, e deste sistema em particular, na relação dos intervenientes num processo de terapia interdisciplinar e no treino da perceção visual.

Implementation of Response to Intervention (RtI) Model in Spain : An example of a collaboration between Canarian universities and the department of education of the Canary Islands

Resumen tomado de la publicaci??n

Windows Colour Scheme

Windows offers several high contrast colour schemes which may be useful for users with vision impairments or specific learning difficulties such as dyslexia.