Computational Structure of Human Language

The central thesis of this report is that human language is NP-complete. That is, the process of comprehending and producing utterances is bounded above by the class NP, and below by NP-hardness. This constructive complexity thesis has two empirical consequences. The first is to predict that a linguistic theory outside NP is unnaturally powerful. The second is to predict that a linguistic theory easier than NP-hard is descriptively inadequate. To prove the lower bound, I show that the following three subproblems of language comprehension are all NP-hard: decide whether a given sound is possible sound of a given language; disambiguate a sequence of words; and compute the antecedents of pronouns. The proofs are based directly on the empirical facts of the language user's knowledge, under an appropriate idealization. Therefore, they are invariant across linguistic theories. (For this reason, no knowledge of linguistic theory is needed to understand the proofs, only knowledge of English.) To illustrate the usefulness of the upper bound, I show that two widely-accepted analyses of the language user's knowledge (of syntactic ellipsis and phonological dependencies) lead to complexity outside of NP (PSPACE-hard and Undecidable, respectively). Next, guided by the complexity proofs, I construct alternate linguisitic analyses that are strictly superior on descriptive grounds, as well as being less complex computationally (in NP). The report also presents a new framework for linguistic theorizing, that resolves important puzzles in generative linguistics, and guides the mathematical investigation of human language.

A Virtual Machine for a Type-omega Denotational Proof Language

In this thesis, I designed and implemented a virtual machine (VM) for a monomorphic variant of Athena, a type-omega denotational proof language (DPL). This machine attempts to maintain the minimum state required to evaluate Athena phrases. This thesis also includes the design and implementation of a compiler for monomorphic Athena that compiles to the VM. Finally, it includes details on my implementation of a read-eval-print loop that glues together the VM core and the compiler to provide a full, user-accessible interface to monomorphic Athena. The Athena VM provides the same basis for DPLs that the SECD machine does for pure, functional programming and the Warren Abstract Machine does for Prolog.

Procedures as a Representation for Data in a Computer Program for Understanding Natural Language

This paper describes a system for the computer understanding of English. The system answers questions, executes commands, and accepts information in normal English dialog. It uses semantic information and context to understand discourse and to disambiguate sentences. It combines a complete syntactic analysis of each sentence with a "heuristic understander" which uses different kinds of information about a sentence, other parts of the discourse, and general information about the world in deciding what the sentence means. It is based on the belief that a computer cannot deal reasonably with language unless it can "understand" the subject it is discussing. The program is given a detailed model of the knowledge needed by a simple robot having only a hand and an eye. We can give it instructions to manipulate toy objects, interrogate it about the scene, and give it information it will use in deduction. In addition to knowing the properties of toy objects, the program has a simple model of its own mentality. It can remember and discuss its plans and actions as well as carry them out. It enters into a dialog with a person, responding to English sentences with actions and English replies, and asking for clarification when its heuristic programs cannot understand a sentence through use of context and physical knowledge.

The Logical Problem of Language Change

This paper considers the problem of language change. Linguists must explain not only how languages are learned but also how and why they have evolved along certain trajectories and not others. While the language learning problem has focused on the behavior of individuals and how they acquire a particular grammar from a class of grammars ${cal G}$, here we consider a population of such learners and investigate the emergent, global population characteristics of linguistic communities over several generations. We argue that language change follows logically from specific assumptions about grammatical theories and learning paradigms. In particular, we are able to transform parameterized theories and memoryless acquisition algorithms into grammatical dynamical systems, whose evolution depicts a population's evolving linguistic composition. We investigate the linguistic and computational consequences of this model, showing that the formalization allows one to ask questions about diachronic that one otherwise could not ask, such as the effect of varying initial conditions on the resulting diachronic trajectories. From a more programmatic perspective, we give an example of how the dynamical system model for language change can serve as a way to distinguish among alternative grammatical theories, introducing a formal diachronic adequacy criterion for linguistic theories.

A Dynamical Systems Model for Language Change

Formalizing linguists' intuitions of language change as a dynamical system, we quantify the time course of language change including sudden vs. gradual changes in languages. We apply the computer model to the historical loss of Verb Second from Old French to modern French, showing that otherwise adequate grammatical theories can fail our new evolutionary criterion.

Educación Musical en EGB.

Elaborar una programación para la enseñanza de Música en los tres ciclos de EGB: Preescolar y ciclo inicial, ciclo medio y ciclo superior. Objetivos y actividades a realizar en EGB relacionadas con los siguientes bloques temáticos: educación auditiva, educación vocal, ritmo e instrumentación y movimiento y danza. Sobre los tres primeros bloques temáticos aporta únicamente objetivos y actividades globales para cada ciclo. En el bloque de movimiento y danza abarca aspectos específicos para cada ciclo, así, con respecto al ciclo inicial trata del esquema corporal, de la percepción y estructuración espacial y de la relación espacio-tiempo (la danza); con respecto al ciclo medio, además de tratar los temas anteriores, trata también de conceptos espaciales, relaciones lógico-matemáticas, escribir con posturas corporales y aprender a escuchar; en el ciclo superior trata dos bloques temáticos, la expresión y el gesto corporal y la danza. Basado en bibliografía especializada en juegos educativos, danza, expresión corporal, psicomotricidad, Educación Física y gimnasia rítmica. Propone utilizar en el aula elementos como juegos, canciones, ejercicios individuales con pelotas, aros, cuerdas, etc. Se describen los objetivos y actividades que pueden ser realizados para la adquisición de los conceptos musicales básicos de los alumnos de EGB. Realiza una programación completa de Educación Musical en EGB. Aporta un listado de actividades y materiales para utilizar en el aula como pueden ser instrucciones de varios juegos, canciones, etc. No deja constancia de que dicha programación haya sido aplicada de forma práctica por lo que no se pueden aportar otros resultados.

Complexity of Human Language Comprehension

The goal of this article is to reveal the computational structure of modern principle-and-parameter (Chomskian) linguistic theories: what computational problems do these informal theories pose, and what is the underlying structure of those computations? To do this, I analyze the computational complexity of human language comprehension: what linguistic representation is assigned to a given sound? This problem is factored into smaller, interrelated (but independently statable) problems. For example, in order to understand a given sound, the listener must assign a phonetic form to the sound; determine the morphemes that compose the words in the sound; and calculate the linguistic antecedent of every pronoun in the utterance. I prove that these and other subproblems are all NP-hard, and that language comprehension is itself PSPACE-hard.

L'Audició musical

Propostes i recursos per treballar l'audició musical a l'escola

Implicaciones de la expresión musical para el desarrollo de la creatividad en educación infantil.

Investigar la relación entre música y creatividad y la relación con el desarrollo intelectual del alumno. Fundamentar teóricamente la importancia de la Educación Musical para el desarrollo del alumno. Identificar los factores e índice motivacional, contextual y cognitivo que influyen en el alumno cuando está en el aula en el momento de la clase de música. Averiguar si la formación y conocimientos musicales que tienen los maestros tutores de Educación Infantil son suficientes para la enseñanza musical en el alumno de 3 a 6 años. Conocer la propuesta didáctica que bajo el punto de vista de la Educación Musical puede realizarse en la escuela para potenciar en los niños el desarrollo de la creatividad. Analizar qué propuesta didáctica realizan los maestros de infantil para trabajar la música en el aula. Fomentar la Creatividad artística mediante una enseñanza musical, teniendo el juego, canciones, etc. como elementos importantes para potenciar la Educación Musical y la creatividad. Se han empleado dos tipos de metodologías, una metodología experimental y una metodología de encuesta, que permite describir de forma sistemática hechos y características de una población y acontecimientos concretos, de forma objetiva y comprobable. La población objeto de estudio está compuesta por: A.- Maestros encuestados, un total de 998.B.- Maestros entrevistados, un total de 56. C.- Alumnos de Infantil, 25 de un aula y 26 de otra aula de Infantil de 3 a 6 años del último curso de Educación Infantil de un colegio público de la ciudad de Málaga. Uno de estos grupos actuó como grupo control o de referencia, y el otro como grupo experimental o de intervención. Se utiliza un diseño longitudinal de tipo cuasiexperimental de comparación de grupos con medición pretest-postest, con un grupo experimental y un grupo control. Los instrumentos utilizados para la recogida de datos, han sido la observación participante, la entrevista, el cuestionario Test QGT (Test de generación de cuestiones). El análisis de datos cuantitativo se realiza a través del programa estadístico SPSS 15.01, mientras que para la entrevista se utiliza un análisis cualitativo a través del programa AQUAD fve. Con el primero se pretende conocer y explicar la realidad de forma numérica, llegando a generalizaciones y explicaciones ajenas a nuestra persona, mientras que con el análisis cualitativo se trata de comprender e interpretar los significados de los fenómenos estudiados. Después de comprobar que se cumplen las hipótesis planteadas, da respuesta a los objetivos propuestos: A. La importancia de la Educación Musical en el desarrollo del alumno viene fundamentada por diversos estudios y autores. B. Trabajar la música en el aula de Infantil de manera creativa puede mejorar la calidad de la enseñanza-aprendizaje del alumno. C. Se contrasta y valora la gran importancia de formar maestros creativos que apliquen su creatividad en la escuela, influyendo éstos en la formación y capacidad inventiva de los niños-as. D. Se propone una asignatura de música creativa para infantil a impartir en la Titulación de Maestro, Especialista en Educación Infantil. E. Gracias a los resultados obtenidos, se analizan y proponen los factores que caracterizan a los alumnos creativos. Así mismo se presenta como propuesta didáctica un programa de asignatura de 'Creatividad a través de la música'. Una propuesta para trabajar fundamentalmente la creatividad, el manejo de instrumentos, la improvisación, el acompañamiento de canciones, una base teórica musical, acompañamiento de canciones y piezas musicales infantiles, y conseguir así, una formación inicial del profesorado más acorde a los alumnos de Educación Infantil donde van a desarrollar su docencia (trabajando conceptos como creatividad, objetivos del aprendizaje creador, ambiente favorecedor, actitudes del educador infantil, condiciones de una metodología creativa, juegos para el desarrollo de la creatividad, técnicas de diagnóstico de la creatividad, y aspectos musicales).

Educación Musical con TIC para centros de secundaria : evaluación de un modelo de gestión del conocimiento educativo-musical (El Modelo Bordón).

Evaluar el diseño del modelo de gestión del conocimiento educativo-musical cuyo eje principal está ubicado en el empleo de la herramienta de aprendizaje online utilizado en el modelo pedagógico que se presenta. El segundo objetivo consiste en evaluar el proceso de aplicación de un modelo pedagógico-músical con nuevas tecnologías en la Educación Secundaria Obligatoria (ESO). El tercer objetivo se basa en la evaluación del impacto y la incidencia que tiene la aplicación de un modelo de Educación Musical con nuevas tecnologías para el alumnado de la Educación Secundaria. El diseño de la investigación se divide en tres: la evaluación del diseño del modelo pedagógico, la evaluación del proceso llevado a cabo con el modelo pedagógico y la evaluación del impacto del modelo pedagógico. Se emplea una metodología integrada que abarca técnicas analíticas de corte cualitativo y corte cuantitativo. El centro de investigación es un centro de la ESO ubicado en una zona céntrica de la localidad sevillana de Dos Hermanas, dicho centro recibe alumnado de diferentes niveles socieconómicos, es un centro TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación). Para la evaluación del diseño de la plataforma online la muestra es de 12 expertos de distintas especialidades (pedagogía, psicología, informática, música). En la evaluación del proceso de aprendizaje con el Modelo Bordón (con 250 sujetos), se utiliza una plataforma de teleformación musical, que contiene 200 tablas, 60 variables y 50.000 registros de actividad de los usuarios. Se emplea un grupo de discusión de 10 alumnos-as de diferentes tipologías y características. En relación a la evaluación del impacto, cuenta con una muestra de 136 sujetos que acumulan un total de 676 medidas correctivas en todas las materias del currículo de la ESO, la muestra para el estudio de las ejecuciones musicales es de 15 sujetos que tocan distintos instrumentos musicales, con un nivel medio de competencias musicales y de danza. Las técnicas de recogida de información son tales como técnicas de prueba, técnicas de encuesta, técnicas narrativas, y de técnicas de observación. En cuanto a la evaluación del diseño, después de someter a la herramienta principal de formación online del estudio, Moodle, a un juicio de expertos en Ingeniería Informática, Pedagogía, Psicología y Música, los resultados que arrojan los análisis muestran el alto grado de consenso en las respuestas de los jueces y las juezas, los cuales valoran muy positivamente esta herramienta de aprendizaje. La evaluación del proceso, muestra un mayor grado de trabajo, motivación y mejora de la actitud en el modelo educativo con TIC. En segundo lugar, la mayor frecuencia de uso aparece en los foros (herramientas de comunicación asincrónica), el chat (herramientas de comunicación sincrónica), las lecciones musicales y los test de conocimientos musicales. Respecto a la evaluación del impacto, los resultados del Modelo Bordón, de gestión del conocimiento educativo-musical, reflejan la correlación entre la mejora de la actitud del alumnado, el mayor volumen de trabajo y el mayor aprendizaje musical mediante las TIC.

Didáctica de la educación musical.

El presente CD-ROM incluye 29 pistas de canciones infantiles con el objetivo de servir como material didáctico de apoyo en las actividades de formación del profesorado en el área didáctica de educación musical. La educación musical es una disciplina educativa de una demostrada ayuda en la educación integral de la persona, ya sea niño o adulto. El presente recurso pretende ser una guía y referencia para todas aquellas personas interesadas en esta materia (estudiantes, docentes) o bien gente ajena a este mundo que quiera conocer algo más sobre la educación musical.

De la creatividad musical al videoclip : música, imagen y sonido.

Seleccionado en la convocatoria: Ayudas a la innovación e investigación educativa en centros docentes de niveles no universitarios, Gobierno de Aragón 2008-09

De la creatividad musical al videoclip II.

Seleccionado en la convocatoria: Ayudas a la innovación e investigación educativa en centros docentes de niveles no universitarios, Gobierno de Aragón 2009-10

Blog musical.

Seleccionado en la convocatoria: Ayudas a la innovación e investigación educativa en centros docentes de niveles no universitarios, Gobierno de Aragón 2010-2011

Metodología y didáctica en la formación del especialista en Educación Musical.

Resumen tomado de la publicación