Implementació de cursos d'Electrònica i Tècniques de Microscòpia en modalitat docent semipresencial amb estratègies de treball cooperatiu i avaluació continuada en entorn de programari lliure Moodle

L’objectiu principal del present projecte MQD és la implementació de cursos semipresencials en el campus virtual MOODLE per a la docència de les assignatures d’Electrònica troncals de l’ensenyament de Física que depenen del nostre departament i de l’assignatura Tècniques de Microscòpia, que és optativa i comuna als Màsters de Nanociència i Nanotecnologia i d’Enginyeria Física. Plantegem metodologies docents basades en: (1) reduir la presencialitat, (2) afavorir l'autoaprenentatge, (3) aplicar estratègies d’avaluació formativa i avaluació acreditativa continuada i (4) fer ús de les TIC com a suport a la docència. La versatilitat de la plataforma Moodle per compartir recursos permetrà generar un material docent accessible per altres professors. D’altra banda, la possibilitat de Moodle per a la gestió de grups, organització i revisió de tasques facilitarà el seguiment de l’activitat d’autoaprenentatge i de treball cooperatiu així com de l’avaluació final dels aprenentatges. Durant la duració d'aquest projecte MQD s'han implementat els segúents entorns: - Curs d'Electrònica Física, semipresencial, amb treball cooperatiu i amb implantació d'avaluació continuada - Entorn de Coordinació del Master de Nanociència i Nanotecnologia - Curs de l'assignatura optativa de Màster Oficial de Nanociència i Nanotecnologia "Tècniques de Microscòpia"

Ús de l'entorn virtual LAMS per a la creació de seqüències didàctiques col·laboratives i personalitzables

LAMS (Learning Activity Management System), com a projecte de programari lliure basat en tecnologies web, va ser alliberat a la comunitat d'usuaris i desenvolupadors el Febrer del 2005, des d'aquesta data fins avui s'han produït una sèrie d'avenços i innovacions que ha permès fer extensiu l'ús d'aquest entorn a persones amb pocs coneixements de programació i relacionades amb la pedagogia i el disseny instruccional. La investigació portada a terme ha permès a un grup d'investigadors de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) aprofundir en el disseny instruccional de seqüències didàctiques amb LAMS potenciant dos aspectes clau, el treball col·laboratiu virtual i també la personalització de l'aprenentatge per part de l'estudiant. Durant la recerca es va elaborar una guia de disseny instruccional per implementar activitats didàctiques amb LAMS que tinguin les dos característiques anteriorment descrites, i va servir com a referència per portar a terme una prova pilot amb estudiants de la universitat per tal de valorar el seu grau de satisfacció amb el procés d'aprenentatge mitjançant l'ús de l'entorn virtual LAMS. L'estudi revela un elevat grau de satisfacció en quant als dos factors examinats, d'una banda, els estudiants consideren que les activitats proporcionades afavoreixen la construcció de coneixement col·lectiu i, d'altra banda, també consideren que és molt positiu que es pugui personalitzar l'aprenentatge mitjançant l'elecció de les activitats a fer per adquirir una competència específica.

Personalized modeling for drug concentration prediction using Support Vector Machine

Building a personalized model to describe the drug concentration inside the human body for each patient is highly important to the clinical practice and demanding to the modeling tools. Instead of using traditional explicit methods, in this paper we propose a machine learning approach to describe the relation between the drug concentration and patients' features. Machine learning has been largely applied to analyze data in various domains, but it is still new to personalized medicine, especially dose individualization. We focus mainly on the prediction of the drug concentrations as well as the analysis of different features' influence. Models are built based on Support Vector Machine and the prediction results are compared with the traditional analytical models.

Classification of urban multi-angular image sequences by aligning their manifolds

When dealing with multi-angular image sequences, problems of reflectance changes due either to illumination and acquisition geometry, or to interactions with the atmosphere, naturally arise. These phenomena interplay with the scene and lead to a modification of the measured radiance: for example, according to the angle of acquisition, tall objects may be seen from top or from the side and different light scatterings may affect the surfaces. This results in shifts in the acquired radiance, that make the problem of multi-angular classification harder and might lead to catastrophic results, since surfaces with the same reflectance return significantly different signals. In this paper, rather than performing atmospheric or bi-directional reflection distribution function (BRDF) correction, a non-linear manifold learning approach is used to align data structures. This method maximizes the similarity between the different acquisitions by deforming their manifold, thus enhancing the transferability of classification models among the images of the sequence.

Aprendizaje colaborativo en entornos virtuales

Este articulo revisa el campo del denominado "Aprendizaje colaborativo ayudado por ordenador", mostrando algunos de los problemas, así como sus posibilidades. En segundo lugar, realiza un análisis de los tipos de tareas que son adecuadas para poder ser colaborativas, dentro de la idea de encontrar tareas que sean auténticamente interdependientes y no simples agregados de subtareas. Finalmente, plantea algunas ideas sobre los problemas que se derivan de considerar el aprendizaje colaborativo en relación a una zona de desarrollo próximo de naturaleza grupal.

Análisis y resolución de casos-problema mediante el aprendizaje colaborativo

El artículo presenta y discute una experiencia de innovación de la docencia universitaria en el ámbito disciplinar de la Psicología de la Educación, basada en una metodología de análisis y resolución de casos-problema en pequeños grupos colaborativos, y en el uso de tecnologías de la información y de la comunicación (TIC). La experiencia, que se ha desarrollado a lo largo de dos cursos académicos, se fundamenta en una visión constructivista y sociocultural de los procesos de enseñanza y aprendizaje. Se describe en detalle el diseño instruccional desarrollado, que prioriza tres formas de uso de las TIC: 1) como apoyo al trabajo colaborativo en pequeñogrupo de los estudiantes; 2) como soporte al seguimiento, el apoyo y la tutorización por parte del profesor, y 3) como apoyo a la reflexión y regulación de los estudiantes sobre su propio proceso de trabajo y aprendizaje. Estas formas de uso extienden y amplifican la actividad presencial de profesor y estudiantes, y dan lugara un contexto híbrido (presencial y virtual) de enseñanza y aprendizaje. La valoración global de la experiencia es muy positiva, tanto desde el punto de vista del rendimiento académico de los estudiantes como desde el de la satisfacción de éstos y de profesores. Con todo, se identifican también algunos aspectos susceptibles de revisióny mejora; en particular, se señala la dificultad que supone integrar herramientas y espacios virtuales de enseñanza y aprendizaje en una "cultura institucional" y de los estudiantes centrada en la presencialidad, y sedestaca la necesidad de ayudar y enseñar explícitamente a los alumnos habilidades específicas para el trabajo y el aprendizaje en entornos virtuales.

KulTIC 08. Paradoxes del contacte entre cultures: l'ús pedagògic de la webquest

A Catalunya, la presència de persones immigrades d'arribada recent ha significat un canvi substancial en les percepcions individuals i les representacions socials sobre la diversitat cultural. Aquest canvi ha resultat més destacat entre la població jove, en fase de construcció de la seva identitat, que ha hagut d'abordar les paradoxes del contacte entre cultures a partir d'estratègies de relació poc estructurades i planificades amb aquesta finalitat. La recerca KulTic¿08 ha explorat l'impacte de determinades paradoxes que es produeixen en el contacte amb altres realitats diferents a la pròpia i ha aplicat experimentalment un material en webquest, amb un enfocament socioafectiu i cognitiu i seguint els plantejaments pedagògics de l'aprenentatge cooperatiu.

KulTIC 08. Paradoxes del contacte entre cultures: l'ús pedagògic de la webquest

A Catalunya, la presència de persones immigrades d'arribada recent ha significat un canvi substancial en les percepcions individuals i les representacions socials sobre la diversitat cultural. Aquest canvi ha resultat més destacat entre la població jove, en fase de construcció de la seva identitat, que ha hagut d'abordar les paradoxes del contacte entre cultures a partir d'estratègies de relació poc estructurades i planificades amb aquesta finalitat. La recerca KulTic¿08 ha explorat l'impacte de determinades paradoxes que es produeixen en el contacte amb altres realitats diferents a la pròpia i ha aplicat experimentalment un material en webquest, amb un enfocament socioafectiu i cognitiu i seguint els plantejaments pedagògics de l'aprenentatge cooperatiu.

Més enllà de l'avaluació continuada: creació de recursos docents en accés obert pels estudiants

Es presenta l'experiència duta a terme durant el curs 11/12 dins l'assignatura Plantes d'Ús Alimentari, optativa de les llicenciatures de Farmàcia i de Ciència i Tecnologia dels Aliments, consistent en l'elaboració per part dels estudiants dels materials d'una part del temari, en aquest cas una presentació. Aquest material ha estat dipositat al Dipòsit Digital de la UB i s'utilitzarà com a material docent a partir del curs 12/13, dins la mateixa assignatura.

Més enllà de l'avaluació continuada: creació de recursos docents en accés obert pels estudiants

Es presenta l'experiència duta a terme durant el curs 11/12 dins l'assignatura Plantes d'Ús Alimentari, optativa de les llicenciatures de Farmàcia i de Ciència i Tecnologia dels Aliments, consistent en l'elaboració per part dels estudiants dels materials d'una part del temari, en aquest cas una presentació. Aquest material ha estat dipositat al Dipòsit Digital de la UB i s'utilitzarà com a material docent a partir del curs 12/13, dins la mateixa assignatura.

El aprendizaje cooperativo respuesta pedagógica a la educación en la sociedad de la información

El final del siglo XX dio paso de una sociedad industrial a una sociedad de la información. Estecambio implicó enormes transformaciones en el ámbito económico, pero especialmente en elámbito social, destacando como el desarrollo vertiginoso de las tecnologías de la informacióny la comunicación influenció e influencia en los espacios de nuestras vidas, desde la producciónindustrial hasta las prácticas cotidianas.Durante el Siglo XXI, se ha desarrollado aún más el mundo mediático en el que estamosinmersos y el hecho de disponer de tantos conocimientos al alcance, ha generado quelas políticas europeas defiendan y generen un cambio de paradigma educativo. La escuela nopuede abanderar la transmisión contenidos que están al alcance de todos y se inventa a símisma como un lugar donde las individualidades puedan encontrar recursos adecuados paraconvivir en comunidad. El matiz nada despreciable se sitúa en el trasfondo ético, competitivo,humanístico o tecnológico que orienta esta intención y, sobretodo, en el desfase entre la voluntad,no siempre compartida, y la realidad. En este contexto, tener un espíritu crítico o sercapaz de reflexionar y de establecer unos criterios inequívocos, para argumentar y actuar, resultan hoy herramientas más importantes en los centros que su capacidad de almacenar actividades y muchos otros datos...

El aprendizaje cooperativo respuesta pedagógica a la educación en la sociedad de la información

El final del siglo XX dio paso de una sociedad industrial a una sociedad de la información. Estecambio implicó enormes transformaciones en el ámbito económico, pero especialmente en elámbito social, destacando como el desarrollo vertiginoso de las tecnologías de la informacióny la comunicación influenció e influencia en los espacios de nuestras vidas, desde la producciónindustrial hasta las prácticas cotidianas.Durante el Siglo XXI, se ha desarrollado aún más el mundo mediático en el que estamosinmersos y el hecho de disponer de tantos conocimientos al alcance, ha generado quelas políticas europeas defiendan y generen un cambio de paradigma educativo. La escuela nopuede abanderar la transmisión contenidos que están al alcance de todos y se inventa a símisma como un lugar donde las individualidades puedan encontrar recursos adecuados paraconvivir en comunidad. El matiz nada despreciable se sitúa en el trasfondo ético, competitivo,humanístico o tecnológico que orienta esta intención y, sobretodo, en el desfase entre la voluntad,no siempre compartida, y la realidad. En este contexto, tener un espíritu crítico o sercapaz de reflexionar y de establecer unos criterios inequívocos, para argumentar y actuar, resultan hoy herramientas más importantes en los centros que su capacidad de almacenar actividades y muchos otros datos...

COMLIN: un model d'acció formativa

Es un artículo que expone un modelo de acción formativo con profesores de infantil y primaria sobre el trabajo de la lengua escrita en el aula. Está fundamentado sobre un modelo innovador de formación.

Educación física y promoción de la salud: estrategias de intervención en la escuela

Este trabajo pretende profundizar, desde una perspectiva multidisciplinar, en las posibilidades de estrategias e intervenciones que ofrece la Educación Física en el contexto educativo, concretamente en la educación primaria, y que contribuyen al establecimiento de hábitos saludables en el alumnado y que pueden extenderse más allá del propio alumnado. La identificación de tales intervenciones se ha realizado a partir de una revisión profunda de las bases de datos que recogen las publicaciones de más impacto internacional a través de la Web of Knowledge. Asimismo, se presenta la potencial aplicabilidad de estas prácticas, por compartir algunas de las características que las definen o por ser propuestas ya compartidas, en centros educativos que se han transformado en Comunidades de Aprendizaje

Error models in hydrogeology applications

Notre consommation en eau souterraine, en particulier comme eau potable ou pour l'irrigation, a considérablement augmenté au cours des années. De nombreux problèmes font alors leur apparition, allant de la prospection de nouvelles ressources à la remédiation des aquifères pollués. Indépendamment du problème hydrogéologique considéré, le principal défi reste la caractérisation des propriétés du sous-sol. Une approche stochastique est alors nécessaire afin de représenter cette incertitude en considérant de multiples scénarios géologiques et en générant un grand nombre de réalisations géostatistiques. Nous rencontrons alors la principale limitation de ces approches qui est le coût de calcul dû à la simulation des processus d'écoulements complexes pour chacune de ces réalisations. Dans la première partie de la thèse, ce problème est investigué dans le contexte de propagation de l'incertitude, oú un ensemble de réalisations est identifié comme représentant les propriétés du sous-sol. Afin de propager cette incertitude à la quantité d'intérêt tout en limitant le coût de calcul, les méthodes actuelles font appel à des modèles d'écoulement approximés. Cela permet l'identification d'un sous-ensemble de réalisations représentant la variabilité de l'ensemble initial. Le modèle complexe d'écoulement est alors évalué uniquement pour ce sousensemble, et, sur la base de ces réponses complexes, l'inférence est faite. Notre objectif est d'améliorer la performance de cette approche en utilisant toute l'information à disposition. Pour cela, le sous-ensemble de réponses approximées et exactes est utilisé afin de construire un modèle d'erreur, qui sert ensuite à corriger le reste des réponses approximées et prédire la réponse du modèle complexe. Cette méthode permet de maximiser l'utilisation de l'information à disposition sans augmentation perceptible du temps de calcul. La propagation de l'incertitude est alors plus précise et plus robuste. La stratégie explorée dans le premier chapitre consiste à apprendre d'un sous-ensemble de réalisations la relation entre les modèles d'écoulement approximé et complexe. Dans la seconde partie de la thèse, cette méthodologie est formalisée mathématiquement en introduisant un modèle de régression entre les réponses fonctionnelles. Comme ce problème est mal posé, il est nécessaire d'en réduire la dimensionnalité. Dans cette optique, l'innovation du travail présenté provient de l'utilisation de l'analyse en composantes principales fonctionnelles (ACPF), qui non seulement effectue la réduction de dimensionnalités tout en maximisant l'information retenue, mais permet aussi de diagnostiquer la qualité du modèle d'erreur dans cet espace fonctionnel. La méthodologie proposée est appliquée à un problème de pollution par une phase liquide nonaqueuse et les résultats obtenus montrent que le modèle d'erreur permet une forte réduction du temps de calcul tout en estimant correctement l'incertitude. De plus, pour chaque réponse approximée, une prédiction de la réponse complexe est fournie par le modèle d'erreur. Le concept de modèle d'erreur fonctionnel est donc pertinent pour la propagation de l'incertitude, mais aussi pour les problèmes d'inférence bayésienne. Les méthodes de Monte Carlo par chaîne de Markov (MCMC) sont les algorithmes les plus communément utilisés afin de générer des réalisations géostatistiques en accord avec les observations. Cependant, ces méthodes souffrent d'un taux d'acceptation très bas pour les problèmes de grande dimensionnalité, résultant en un grand nombre de simulations d'écoulement gaspillées. Une approche en deux temps, le "MCMC en deux étapes", a été introduite afin d'éviter les simulations du modèle complexe inutiles par une évaluation préliminaire de la réalisation. Dans la troisième partie de la thèse, le modèle d'écoulement approximé couplé à un modèle d'erreur sert d'évaluation préliminaire pour le "MCMC en deux étapes". Nous démontrons une augmentation du taux d'acceptation par un facteur de 1.5 à 3 en comparaison avec une implémentation classique de MCMC. Une question reste sans réponse : comment choisir la taille de l'ensemble d'entrainement et comment identifier les réalisations permettant d'optimiser la construction du modèle d'erreur. Cela requiert une stratégie itérative afin que, à chaque nouvelle simulation d'écoulement, le modèle d'erreur soit amélioré en incorporant les nouvelles informations. Ceci est développé dans la quatrième partie de la thèse, oú cette méthodologie est appliquée à un problème d'intrusion saline dans un aquifère côtier. -- Our consumption of groundwater, in particular as drinking water and for irrigation, has considerably increased over the years and groundwater is becoming an increasingly scarce and endangered resource. Nofadays, we are facing many problems ranging from water prospection to sustainable management and remediation of polluted aquifers. Independently of the hydrogeological problem, the main challenge remains dealing with the incomplete knofledge of the underground properties. Stochastic approaches have been developed to represent this uncertainty by considering multiple geological scenarios and generating a large number of realizations. The main limitation of this approach is the computational cost associated with performing complex of simulations in each realization. In the first part of the thesis, we explore this issue in the context of uncertainty propagation, where an ensemble of geostatistical realizations is identified as representative of the subsurface uncertainty. To propagate this lack of knofledge to the quantity of interest (e.g., the concentration of pollutant in extracted water), it is necessary to evaluate the of response of each realization. Due to computational constraints, state-of-the-art methods make use of approximate of simulation, to identify a subset of realizations that represents the variability of the ensemble. The complex and computationally heavy of model is then run for this subset based on which inference is made. Our objective is to increase the performance of this approach by using all of the available information and not solely the subset of exact responses. Two error models are proposed to correct the approximate responses follofing a machine learning approach. For the subset identified by a classical approach (here the distance kernel method) both the approximate and the exact responses are knofn. This information is used to construct an error model and correct the ensemble of approximate responses to predict the "expected" responses of the exact model. The proposed methodology makes use of all the available information without perceptible additional computational costs and leads to an increase in accuracy and robustness of the uncertainty propagation. The strategy explored in the first chapter consists in learning from a subset of realizations the relationship between proxy and exact curves. In the second part of this thesis, the strategy is formalized in a rigorous mathematical framework by defining a regression model between functions. As this problem is ill-posed, it is necessary to reduce its dimensionality. The novelty of the work comes from the use of functional principal component analysis (FPCA), which not only performs the dimensionality reduction while maximizing the retained information, but also allofs a diagnostic of the quality of the error model in the functional space. The proposed methodology is applied to a pollution problem by a non-aqueous phase-liquid. The error model allofs a strong reduction of the computational cost while providing a good estimate of the uncertainty. The individual correction of the proxy response by the error model leads to an excellent prediction of the exact response, opening the door to many applications. The concept of functional error model is useful not only in the context of uncertainty propagation, but also, and maybe even more so, to perform Bayesian inference. Monte Carlo Markov Chain (MCMC) algorithms are the most common choice to ensure that the generated realizations are sampled in accordance with the observations. Hofever, this approach suffers from lof acceptance rate in high dimensional problems, resulting in a large number of wasted of simulations. This led to the introduction of two-stage MCMC, where the computational cost is decreased by avoiding unnecessary simulation of the exact of thanks to a preliminary evaluation of the proposal. In the third part of the thesis, a proxy is coupled to an error model to provide an approximate response for the two-stage MCMC set-up. We demonstrate an increase in acceptance rate by a factor three with respect to one-stage MCMC results. An open question remains: hof do we choose the size of the learning set and identify the realizations to optimize the construction of the error model. This requires devising an iterative strategy to construct the error model, such that, as new of simulations are performed, the error model is iteratively improved by incorporating the new information. This is discussed in the fourth part of the thesis, in which we apply this methodology to a problem of saline intrusion in a coastal aquifer.