Learning Preferences with Kernel-Based Methods

Learning of preference relations has recently received significant attention in machine learning community. It is closely related to the classification and regression analysis and can be reduced to these tasks. However, preference learning involves prediction of ordering of the data points rather than prediction of a single numerical value as in case of regression or a class label as in case of classification. Therefore, studying preference relations within a separate framework facilitates not only better theoretical understanding of the problem, but also motivates development of the efficient algorithms for the task. Preference learning has many applications in domains such as information retrieval, bioinformatics, natural language processing, etc. For example, algorithms that learn to rank are frequently used in search engines for ordering documents retrieved by the query. Preference learning methods have been also applied to collaborative filtering problems for predicting individual customer choices from the vast amount of user generated feedback. In this thesis we propose several algorithms for learning preference relations. These algorithms stem from well founded and robust class of regularized least-squares methods and have many attractive computational properties. In order to improve the performance of our methods, we introduce several non-linear kernel functions. Thus, contribution of this thesis is twofold: kernel functions for structured data that are used to take advantage of various non-vectorial data representations and the preference learning algorithms that are suitable for different tasks, namely efficient learning of preference relations, learning with large amount of training data, and semi-supervised preference learning. Proposed kernel-based algorithms and kernels are applied to the parse ranking task in natural language processing, document ranking in information retrieval, and remote homology detection in bioinformatics domain. Training of kernel-based ranking algorithms can be infeasible when the size of the training set is large. This problem is addressed by proposing a preference learning algorithm whose computation complexity scales linearly with the number of training data points. We also introduce sparse approximation of the algorithm that can be efficiently trained with large amount of data. For situations when small amount of labeled data but a large amount of unlabeled data is available, we propose a co-regularized preference learning algorithm. To conclude, the methods presented in this thesis address not only the problem of the efficient training of the algorithms but also fast regularization parameter selection, multiple output prediction, and cross-validation. Furthermore, proposed algorithms lead to notably better performance in many preference learning tasks considered.

Learning in later life: participation in formal, non-formal and informal activities in a nationally representative Spanish sample

This article examines the participation of Spanish older people in formal, non-formal and informal learning activities and presents a profile of participants in each kind of learning activity. We used data from a nationally representative sample of Spanish people between 60 and 75 years old (n = 4,703). The data were extracted from the 2007 Encuesta sobre la Participación de la Población Adulta en Actividades de Aprendizaje (EADA, Survey on Adult Population Involvement in Learning Activities). Overall, only 22.8 % of the sample participated in a learning activity. However, there was wide variation in the participation rates for the different types of activity. Informal activities were far more common than formal ones. Multivariate logistic regression indicated that education level and involvement in social and cultural activities were associated with likelihood of participating, regardless of the type of learning activity. When these variables were taken into account, age did not predict decreasing participation, at least in non-formal and informal activities. Implications for further research, future trends and policies to promote older adult education are discussed.

Näkökulmia kielen oppimisen käytäntöihin. Turun yliopiston kielikeskus 30 vuotta - Perspectives on Language Learning in Practice. University of Turku Language Centre 30-year Celebration

Tämä julkaisu ilmestyy Turussa 18.–19.5.2009 järjestettävien valtakunnallisten kielikeskuspäivien yhteydessä. Turun yliopiston kielikeskus viettää samaan aikaan 30-vuotisjuhlaansa. Erään luokittelun mukaan 30–45-vuotias elää varsinaista keski-ikäänsä, kun taas joissakin katsotaan, että 28–35 vuoden ikä on vasta ns. jäsentymisen vaihe ja että varhainenkin keski-ikä sijoittuu vasta ikävuosiin 35–42. Voitaneen siis sanoa, että kielikeskus on ainakin ohittanut nuoruusvuodet ja on jäsentymässä tai siirtymässä keski-ikään. Tämä tuo mukanaan tietynlaista kypsymistä, itsensä varaan asettumista, imagon ja profiilin vakiintumista. Tähän kasvuun saattaa liittyä myös jonkinlainen aikuistumisen kriisi. Sen myötä kuitenkin ymmärrys lisääntyy ja oman paikan rakentaminen yliopistoyhteisössä voimistuu. Arvo- ja ajatusmaailmaan tulee uusia kehityspiirteitä: olemassaolon ja toiminnan syvemmät perustelut, illuusioiden väheneminen, hallinnan tunne, tyydytys onnistuneesta toiminnasta ja realistinen voiman tunto. Laitos esittäytyy julkaisussa 13 kirjoituksen välityksellä. Tekstit ovat sisällöltään ja käsittelytavaltaan hyvin erilaisia, mutta juuri sellaisina ne valottavat monipuolisesti laitoksen ja sen henkilökunnan toimintaa ja tuntemuksia. Kuvaukset valaisevat laitoksen erikoisluonnetta ja kuvailevat henkilökunnan erilaisia tehtäviä. Kielikeskus paljastuu dynaamisemmaksi ja heterogeenisemmaksi yksiköksi kuin ensi silmäyksellä saattaa luulla, mutta juuri siinä piilee sen voima ja rikkaus. Juhlakirjaan toivottiin kirjoituksia kielikeskuksen opetukseen tai toimintaan liittyvistä aiheista. Kirjaan sisältyy selontekojen ja kuvausten lisäksi muutamia tiukan tieteellisiä artikkeleita. Joukossa on myös joitakin esseitä, jotka koskettelevat kielen ja kulttuurin välisiä suhteita ja luovat katsauksia kielikeskuksen monikulttuuriseen arkeen. Useassa kirjoituksessa käsitellään kielipedagogisia ja -didaktisia kysymyksiä. Erityisesti tulee esiin kielikeskuksessa viime vuosina tehty uudistustyö opetuksen ja oppimisedellytysten parantamiseksi. Samalla kun muun muassa opetusteknologiaa ja kielen oppimisen käytäntöjä virtuaalisissa oppimisympäristöissä on kehitetty, opettajan rooli on muovautunut uudentyyppiseksi: perinteisen opetushenkilöstön ja muun henkilökunnan tehtävät ja toimenkuva ovat selvästi lähentyneet toisiaan. Tämä suuntaus on jatkunut jo kauan ja jatkunee tulevaisuudessakin. Kolmekymmentä viime vuotta ovat olleet yliopistossa erittäin nopean muutoksen aikaa. Tämä on näkynyt erityisesti kielikeskuksen toiminnan laajenemisessa ja kehityksessä, joissa tosin on ollut notkahduksiakin. Varsinkin nopea kansainvälistyminen, Euroopan yhteisön laajentuminen ja koko maailman avautuminen ovat tuoneet mukanaan uusia haasteita, joihin kielikeskus on heti tarttunut: kielivalikoimaa on laajennettava, kielitaitoa kohennettava ja erilaisia kulttuureja tunnettava ja ymmärrettävä syvällisemmin. Turun yliopiston kielikeskus pyrkii omalta osaltaan täyttämään nämä velvoitteet ja luomaan toiminnallaan mahdollisimman hyvät edellytykset yliopiston kansainvälistymiselle. Nämä seikat on otettu huomioon laitoksen toimintalinjojen suunnittelussa ja kehittämisessä. Kieli-ja viestintäopintojen rakenteiden uudistamista jatketaan yhteistyössä tiedekuntien kanssa. Opintojen valinnaisuutta ja vapaaehtoisuutta pyritään lisäämään sekä turvaamaan kielivalintojen monipuolisuus ja kieliosaamisen laajaalaisuus resurssien mukaan. Toimintaa kehitetään niin, että siinä otetaan entistä paremmin huomioon yhteiskunnan monikulttuuristuminen ja Euroopan komission tavoite, jonka mukaan jokaisen EU- kansalaisen tulisi osata oman äidinkielensä lisäksi vähintään kahta yhteisön kieltä. Samalla otetaan huomioon globalisaation tuomat uudet haasteet tukemalla tärkeimpien Euroopan yhteisön ulkopuolisten kielten opetusta (mm. venäjä, kiina, japani, arabia). Edelleen kielikeskus seuraa tarkoin keskustelua Suomen kielikoulutuspolitiikan perusteista ja tavoitteista ja ottaa toimintansa suunnittelussa huomioon valtakunnalliset suositukset Suomen kielikoulutuksen uudistamiseksi vastaamaan nykypäivän ja tulevaisuuden tarpeita ja tavoitteita. Se että kielikeskus on viime vuosina selvästikin vakiinnuttanut asemansa yliopiston strategisesti tärkeänä yksikkönä, ei tarkoita sitä, että nyt voitaisiin turvautua pelkästään vanhoihin toimintamalleihin ja rutiineihin. Päinvastoin, koko maailmassa, suomalaisessa yhteiskunnassa ja yliopistojen toiminnassa tapahtuneet ja tapahtuvat suuret muutokset edellyttävät kielikeskustoimintojen vireää kehittämistä ja uudistusmieltä. Laitos onkin ilmoittanut tulossopimuksessaan tukevansa opetuskokeiluja ja innovatiivisia ratkaisuja. Opettajajohtoisen opetuksen ohella on voimakkaasti kehitetty myös ohjattua itseopiskelua, monimuotoopetusta sekä vaihtoehtoisia ja uudentyyppisiä oppimismuotoja. Uutta opetusteknologiaa käytetään tehokkaasti hyväksi ja kehitetään edelleen. Opetuksessa ja ohjauksessa käytetään suomalaisten ja ulkomaisten opiskelijoiden työpanosta. Laitoksen suunnittelu- ja kehittämistyössä opiskelijat ovat toimineet viime vuosina aktiivisesti ja ansiokkaasti: yhteistyö ylioppilaskunnan kanssa toimii erinomaisesti, ja sitä on tarkoitus vielä tehostaa. Laitos on saanut runsaasti kiitosta korkealaatuisesta toiminnastaan: muun muassa v. 1998 ja 2008 Turun yliopiston vuoden opettajan palkinnon, v. 1999 Turun yliopiston parhaan koulutusyksikön palkinnon ja v. 2007 vuoden opintojaksopalkinnon. On toivottavaa, että tämä tuloksellinen työ jatkuisi ja entisestäänkin paranisi tulevina vuosina. Hyvät tulokset on saavutettu kovilla ponnistuksilla ja tiukalla sitoutumisella työhön. Aina se ei ole ollut aivan helppoa nopeiden muutosten myllerryksessä, tiukentuneessa resurssitilanteessa ja vaatimusten ja odotusten ristiriidoissa. Toivon, että pääosin hyvin sujunut yhteistyö yliopiston johdon, tiedekuntien ja opiskelijoiden kanssa sekä henkilökunnan keskuudessa voisi säilyä ja kehittyä ja että alkava vuosikymmen kielikeskuksen historiassa voisi olla entistä parempi. Hyvä yhteistyö on hyvien tulosten edellytys. Suurten uudistusten vuosi 2010 sisältää mahdollisuuden parempaan, mutta se on samalla myös riski ehkä hyvinkin paljon muuttuvassa toimintaympäristössä. Lainaan lopuksi roomalaisen historioitsijan Sallustiuksen sanat: Concordia res parvae crescunt, discordia maximae dilabuntur. Yksimielisyys saa pienetkin asiat kukoistamaan, eripura suuretkin tuhoaa. Turun yliopistolla on hyvä kielikeskus, jota kannattaa vaalia ja tukea. Kiitän kaikkia kirjoittajia ja juhlajulkaisun toimittajia Minna Maijalaa, Timo Hulkkoa ja Jane Honkaa tämän julkaisun synnystä. Samoin esitän kiitokset kielikeskuksen kirjallisen viestinnän lehtoreille, Markus Lahdelle ja Arja Lampiselle, jot ka ovat nähneet vaivaa tekstien kielellisinä korjaajina. Koko kielikeskuksen nykyistä ja aikaisempaa henkilökuntaa kiitän työstä, jota laitoksen hyväksi on tehty kuluneiden 30 vuoden aikana. Erityisen kiitoksen ansaitsee laitoksen juhlatoimikunta kaikista juhlavuoden järjestelyistä.

Inter organizational learning within and by innovation networks

The thesis deals with the phenomenon of learning between organizations in innovation networks that develop new products, services or processes. Inter organizational learning is studied especially at the level of the network. The role of the network can be seen as twofold: either the network is a context for inter organizational learning, if the learner is something else than the network (organization, group, individual), or the network itself is the learner. Innovations are regarded as a primary source of competitiveness and renewal in organizations. Networking has become increasingly common particularly because of the possibility to extend the resource base of the organization through partnerships and to concentrate on core competencies. Especially in innovation activities, networks provide the possibility to answer the complex needs of the customers faster and to share the costs and risks of the development work. Networked innovation activities are often organized in practice as distributed virtual teams, either within one organization or as cross organizational co operation. The role of technology is considered in the research mainly as an enabling tool for collaboration and learning. Learning has been recognized as one important collaborative process in networks or as a motivation for networking. It is even more important in the innovation context as an enabler of renewal, since the essence of the innovation process is creating new knowledge, processes, products and services. The thesis aims at providing enhanced understanding about the inter organizational learning phenomenon in and by innovation networks, especially concentrating on the network level. The perspectives used in the research are the theoretical viewpoints and concepts, challenges, and solutions for learning. The methods used in the study are literature reviews and empirical research carried out with semi structured interviews analyzed with qualitative content analysis. The empirical research concentrates on two different areas, firstly on the theoretical approaches to learning that are relevant to innovation networks, secondly on learning in virtual innovation teams. As a result, the research identifies insights and implications for learning in innovation networks from several viewpoints on organizational learning. Using multiple perspectives allows drawing a many sided picture of the learning phenomenon that is valuable because of the versatility and complexity of situations and challenges of learning in the context of innovation and networks. The research results also show some of the challenges of learning and possible solutions for supporting especially network level learning.

Efficiency and Equity in Learning Communities and schools

Traditionally, school efficiency has been measured as a function of educational production. In the last two decades, however, studies in the economics of education have indicated that more is required to improve school efficiency: researchers must explore how significant changes in school organization affect the performance of at-risk students. In this paper we introduce Henry Levin’s adoption of the X-efficiency approach to education and we describe the efficient and cost-effective characteristics of one Learning Communities Project School that significantly improved its student outcomes and enrollment numbersand reduced its absenteeism rate to zero. The organizational change that facilitatedthese improvements defined specific issues to address. Students’ school success became the focus of the school project, which also offered specific incentives, selected teachers, involved parents and community members in decisions, and used the most efficient technologies and methods. This case analysis reveals new two elements—family training and community involvement—that were not explicit parts of Levin’s adaptation. The case of the Antonio Machado Public School should attract the attention of both social scientists and policy makers

Learning and selection processes

In this paper I defend a teleological explanation of normativity, i. e., I argue that what an organism (or device) is supposed to do is determined by its etiological function. In particular, I present a teleological account of the normativity that arises in learning processes, and I defend it from some objections

The Transformation of Practical Teaching Focusing on Dialogic Learning

This study investigates the transformation of practical teaching in a Catalan school, connected to the design, implementation and development of project-based learning, and focusing on dialogic learning to investigate its limits and possibilities. Qualitative and design-based research (DBR) methods are applied. These methods are based on empirical educational research with the theory-driven of learning environments. DBR is proposed and applied using practical guidance for the teachers of the school. It can be associated with the current proposals for Embedding Social Sciences and Humanities in the Horizon 2020 Societal Challenges. This position statement defends the social sciences and the humanities as the most fundamental and important ideas to face all societal challenges. The results of this study show that before the training process, teachers apply dialogic learning in specific moments (for example, when they speak about the weekend); however, during the process and after the process, they work systematically with dialogic learning through the PEPT: they start and finish every activity with a individual and group reflection about their own processes, favouring motivation, reasoning and the implication of all the participants. These results prove that progressive transformations of teaching practice benefit cooperative work in class

Feedback-related Brain Potential Activity Complies with Basic Assumptions of Associative Learning Theory

Feedback-related negativity (FRN) is an ERP component that distinguishes positive from negative feedback. FRN has been hypothesized to be the product of an error signal that may be used to adjust future behavior. In addition, associative learning models assume that the trial-to-trial learning of cueoutcome mappings involves the minimization of an error term. This study evaluated whether FRN is a possible electrophysiological correlate of this error term in a predictive learning task where human subjects were asked to learn different cueoutcome relationships. Specifically, we evaluated the sensitivity of the FRN to the course of learning when different stimuli interact or compete to become a predictor of certain outcomes. Importantly, some of these cues were blocked by more informative or predictive cues (i.e., the blocking effect). Interestingly, the present results show that both learning and blocking affect the amplitude of the FRN component. Furthermore, independent analyses of positive and negative feedback event-related signals showed that the learning effect was restricted to the ERP component elicited by positive feedback. The blocking test showed differences in the FRN magnitude between a predictive and a blocked cue. Overall, the present results show that ERPs that are related to feedback processing correspond to the main predictions of associative learning models. ■

Socio-Cultural Transformation and the Promotion of Learning

The main premise of Vygotsky’s cultural-historical theory is that to promotelearning, and thus development, educators must intervene in, and change, the students’ socio-cultural context. Vygotsky’s theory, however, has been misinterpreted and the opposite approach has been accepted: the teaching is adapted, according to the context. The result is widespread failure in schools. This article reclaims the true transformative meaning of Vygotskian theory and shows how successful schools in several countries implement various actions to transform their social and cultural environment. Data is presented from six casestudies of successful schools conducted in five European countries. The analysis showsthat these actions improve instrumental learning and, consequently, cognitive development. All these efforts focus on teaching methods that aim to increase the amount that students learn

Funciones y uso de metáforas en el diseño de entornos e-learning

El objeto de esta comunicación es presentar un estudio exploratorio sobre las funciones y tipologías de metáfora estructurales presentes en productos de e-learning, para estudiar con más detalle dos ejemplos: Geolearning y Activewolds. Estos servirán para realizar un ejercicio de identificación de los elementos audiovisuales presentes en la interface, el tratamiento de las dimensiones espacio y tiempo; el uso de 'avatares' y de las posibilidades de navegación e interacción dentro de los dos sistemas. La teoría de la muldimodalidad (Kress i van Leeuwen) es el marco teórico que conduce la reflexión sobre la representación, orientación y organización de la comunicación. Desde la misma perspectiva teórica, el trabajo de Burn y Parker nos indica pautas metodológicas para el análisis de los productos

Student experiences in a course blended learning

Fascination is a project for design students, developed jointly by the Technical University of Catalonia (UPC) and the University of Technology Thonburi (KMUTT), which works with two groups of students, one group of participants in Spain and another group in Thailand where, hands-on activities, a range of technologies are used to prepare students for the lessons, through learning activities and content. This research paper presents the test of both a general model and a tool for measuring the participants’ experiences in a course that uses a blended learning methodology, with the aim of collecting empirical evidence to justify the effort of applying this methodology, based on the participants’ satisfaction. The procedure used in the conceptualization of the survey, the generation of topics, the collection of data, and the validation of the scale of various items are described here. The information, provided by the 26 people surveyed about the course and the virtual environment that was used, was analyzed to measure their perceptions and explore possible relations. Finally the conclusions of the research and the future work are presented.

Learning in Digital Media: the legacy of McLuhan and his Impact on Formal Education

This paper describes a bibliographic analysis of the vision of Marshal McLuhan and the vision adopted by diverse current authors regarding the use of new interactive learning technologies. The paper also analyzes the transformation that will have to take place in the formal surroundings of education in order to improve their social function. The main points of view and contributions made by diverse authors are discussed. It is important that all actors involved in the educational process take in consideration these contributions in order to be ready for future changes.

Entornos e-learning como soporte de aprendizaje a la asignatura educación musical en infancia

The music is a compulsory subject in the first stage of primary education. We detected several teachers from different educational areas, including the area of music, using e-learning platforms and web tools for teaching the curriculum that marks the “Department of Education of the Generalitat de Catalunya”. From the body of analysis has drawn the picture in e-learning platforms, analyzing the types and uses. Through the sample of e-learning platforms in music education, have identified four schools with e-learning platforms in advanced stage. We performed a case study on one of these platforms for content analysis and validate the interview format used; this has served to create a model that can be used in other centers with e-learning platform for music subject.

The Connectivity of Musical Aptitude and Foreign Language Learning Skills: Neural and Behavioural Evidence

Given the structural and acoustical similarities between speech and music, and possible overlapping cerebral structures in speech and music processing, a possible relationship between musical aptitude and linguistic abilities, especially in terms of second language pronunciation skills, was investigated. Moreover, the laterality effect of the mother tongue was examined with both adults and children by means of dichotic listening scores. Finally, two event-related potential studies sought to reveal whether children with advanced second language pronunciation skills and higher general musical aptitude differed from children with less-advanced pronunciation skills and less musical aptitude in accuracy when preattentively processing mistuned triads and music / speech sound durations. The results showed a significant relationship between musical aptitude, English language pronunciation skills, chord discrimination ability, and sound-change-evoked brain activation in response to musical stimuli (durational differences and triad contrasts). Regular music practice may also have a modulatory effect on the brain’s linguistic organization and cause altered hemispheric functioning in those who have regularly practised music for years. Based on the present results, it is proposed that language skills, both in production and discrimination, are interconnected with perceptual musical skills.

Blended learning and student time-use in engineering education

Aiheen laajempi artikkeli on julkaistu konferenssi-CD:llä.