Prácticas de clase con TIC en el segundo ciclo de Educación Infantil. Estudio de casos

[ES]La irrupción de las TIC en todos los órdenes de la vida social y económica está provocando cambios que afectan a cuestiones personales, a los intercambios comunicativos, a las instituciones, a la producción de bienes y servicios... La educación es uno de los ámbitos que está siendo afectada por la incorporación de tecnologías y el efecto se puede apreciar, entre otros aspectos, en cuestiones claves como la evolución de lo que se entiende por ¿sujeto alfabetizado¿, la aparición de nuevos filtros y criterios para seleccionar la información que se considera valiosa para ser enseñada, el surgimiento de nuevos agentes de creación de contenidos o el desarrollo de nuevos recursos en la práctica de enseñanza. Este estado de cosas lleva consigo en el ámbito académico y, más en concreto, en la investigación un incremento notable del interés por explicar el efecto que los recursos TIC puedan ejercer sobre múltiples elementos implicados en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Inscrito en ese interés registramos el trabajo que se presenta en esta ocasión. De hecho, esta investigación forma parte de un proyecto más amplio dirigido a estudiar la incorporación de un recurso de aprendizaje basado en las TIC en la etapa de Educación Infantil. En dicho proyecto se abordan aspectos relativos al conocimiento pedagógico relacionado con las TIC que tienen los profesores de la etapa, atendiendo no sólo a sus pensamientos y creencias sino también a sus prácticas de aula. Asimismo, se estudia la repercusión que las prácticas de aula con las TIC tienen en lo que aprenden los alumnos de infantil del estudio. Como parte de ese proyecto genérico, en este trabajo se abordan de forma específica el análisis de las prácticas de aula con el recurso digital, profundizando en lo que a nuestro modo de ver constituye el núcleo clave para explicar los procesos de enseñanza y sus cambios, si es que se producen: el desarrollo del currículum en la propia práctica del aula. El marco teórico del que partimos para explicar cómo los profesores incorporan el recurso TIC en las tareas de desarrollo del currículum en las prácticas de aula se apoya en una serie de ejes que constituyen los pilares sobre los que se asienta la explicación del fenómeno de la integración de las TIC, desde nuestro punto de vista. Por un lado, entendidos como materiales curriculares, los recursos TIC pueden desempeñar distintos papeles en el desarrollo del currículum en el aula dependiendo del concepto o modelo de currículum al que sirven. Para comprender el sentido de los recursos es preciso entender su funcionamiento en el marco de las distintas concepciones sobre el currículum que van asociadas a enfoques diversos de la práctica curricular. Los aspectos relacionados con este elemento se explican en el primer capítulo del marco teórico. Pero, el desarrollo del currículum y el papel de los recursos curriculares en la práctica viene definido en buena medida por las peculiaridades, sobre todo de orden metodológico y organizativo, que caracterizan a las distintas etapas educativas. De ahí que en el capítulo 2 de la fundamentación teórica se incluyan aspectos didácticos relativos a la etapa de Educación Infantil, para entender con mayor rigor lo que constituirían las particularidades curriculares de la etapa. Otro de los ejes básicos del marco teórico de este trabajo lo constituye la idea denominada ¿conocimiento profesional del docente¿. A partir de dicho constructo, tratamos de explicar cómo los profesores utilizan los recursos y cómo los integran en sus prácticas de clase. En definitiva, cómo les dan sentido en su práctica profesional. Este aspecto aparece ampliamente desarrollado en el capítulo 3 del marco teórico del trabajo. Por último, en el capítulo 4 de dicha fundamentación teórica, se retoman ideas previas en relación a la planificación del currículum, la estructura de las actividades en el desarrollo del currículum y el papel del docente en la materialización de la acción en el aula para explicar y justificar cómo la práctica se constituye en la dimensión protagonista del análisis de nuestro estudio y cómo el sistema de análisis de la práctica refleja no sólo lo que entendemos por las dimensiones más características de la actuación de los profesores en los contextos reales, sino también, las dimensiones referidas a la gestión de los elementos del currículum en la acción directa del aula por parte del docente. Desde la fundamentación teórica se plantea el objetivo general de la investigación que en su formulación más genérica se enfoca hacia el análisis de cómo los docentes de Educación Infantil configuran sus prácticas de aula cuando introducen recursos TIC en el desarrollo del currículum. Para conseguir ese objetivo se tomaron decisiones metodológicas especificas para el estudio, tanto en el diseño elegido como en el registro de los datos más adecuado a fin de conseguir el mayor rigor y precisión posible. Todos estos aspectos se desarrollan extensamente en el capítulo 6, capítulo que se considera fundamental para poder comprender el alcance, las posibilidades y las limitaciones de la investigación desde un punto de vista empírico y metodológico. A partir de este capítulo 6 se presentan los resultados obtenidos organizados en torno a tres niveles: el primero de ellos permite determinar el orden y el tipo de actividades que se concatenan en las prácticas de clase; el segundo nivel, nos indica cuáles son las acciones que los docentes realizan en cada una de las actividades; y el tercer nivel permite establecer cuáles son los elementos del currículum sobre los que recaen las actuaciones del profesor y simultáneamente su distribución en las actividades. Todos estos datos se han analizado a través del programa estadístico SPSS han permitido analizar y discutir cómo se secuencian las actividades en las sesiones de clase, cómo se distribuyen las acciones del profesor tanto en su conjunto como en cada actividad, y cómo estas acciones se ejecutan y afectan a los distintos elementos del currículum, entre los que se encuentran las TIC. Estos resultados finales, explicados en la discusión y las conclusiones, vienen a ratificar los presupuestos teóricos explicados en el marco teórico en relación al conocimiento profesional docente y a la integración de las TIC en el currículum. Se concluye cómo cada profesor incorpora el recurso digital ajustándolo a su estilo docente o su enfoque de gestión de la práctica. Cada uno de esos enfoques se refleja en los distintos patrones de actividades vinculados de forma más característica a cada profesor que a otras variables como el nivel del curso o la naturaleza de la propia actividad. Asimismo los resultados demuestran que, aunque el uso de las TIC es habitual en las aulas del estudio, para ninguno de los docentes juegan un papel protagonista en el proceso de enseñanza-aprendizaje. De ahí que la idea de las TIC como recurso curricular dentro del desarrollo de la clase se perfile como una de las conclusiones destacadas. Sin embargo, pese a estas diferencias en la forma de estructurar las clases, también se han puesto de relieve tendencias similares en el conjunto de los profesores. Por ejemplo, el predominio de actuaciones de supervisión del trabajo del alumno y de puntualizaciones breves sobre el mismo, durante el discurrir de la clase. En este mismo sentido, el desarrollo del currículum en el aula por parte del conjunto de los maestros subraya la importancia de las tareas en el trabajo que alumnos y docentes llevan a cabo en colaboración en las sesiones de clase. Estos dos resultados son plenamente coherentes con las peculiaridades metodológicas de la etapa explicadas en el marco teórico. Lo mostrado en este trabajo viene a aportar una perspectiva anclada en los contextos reales de integración de las TIC en la etapa de Educación Infantil, convirtiendo a la práctica docente en el núcleo central de la investigación y abriendo nuevas líneas de indagación ligadas a este campo y a esta etapa. Asimismo se ha puesto de relieve que el sistema de categorías que hemos utilizado permite de forma ajustada categorizar e interpretar la realidad de lo que sucede en las aulas, ofreciendo su utilidad para futuras investigaciones

Parallelization of ARACNe, an Algorithm for the Reconstruction of Gene Regulatory Networks

[Abstract] Gene regulatory networks are graphical representations of molecular regulators that interact with each other and with other substances in the cell to govern the gene expression. There are different computational approaches for the reverse engineering of these networks. Most of them require all gene-gene evaluations using different mathematical methods such as Pearson/Spearman correlation, Mutual Information or topology patterns, among others. The Algorithm for the Reconstruction of Accurate Cellular Networks (ARACNe) is one of the most effective and widely used tools to reconstruct gene regulatory networks. However, the high computational cost of ARACNe prevents its use over large biologic datasets. In this work, we present a hybrid MPI/OpenMP parallel implementation of ARACNe to accelerate its execution on multi-core clusters, obtaining a speedup of 430.46 using as input a dataset with 41,100 genes and 108 samples and 32 nodes (each of them with 24 cores).Ministerio de Economía y Competitividad; TIN2016-75845-PXunta de Galicia; ED431G/01Xunta de Galicia; ED431C 2017/0

Fiuncho: a program for any-order epistasis detection in CPU clusters

Financiado para publicación en acceso aberto: CRUE/CISUG[Abstract]: Epistasis can be defined as the statistical interaction of genes during the expression of a phenotype. It is believed that it plays a fundamental role in gene expression, as individual genetic variants have reported a very small increase in disease risk in previous Genome-Wide Association Studies. The most successful approach to epistasis detection is the exhaustive method, although its exponential time complexity requires a highly parallel implementation in order to be used. This work presents Fiuncho, a program that exploits all levels of parallelism present in x86_64 CPU clusters in order to mitigate the complexity of this approach. It supports epistasis interactions of any order, and when compared with other exhaustive methods, it is on average 358, 7 and 3 times faster than MDR, MPI3SNP and BitEpi, respectively.Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. This work was supported by the Ministry of Science and Innovation of Spain (PID2019-104184RB-I00 / AEI / 10.13039/501100011033), the Xunta de Galicia and FEDER funds of the EU (CITIC-Centro de Investigación de Galicia accreditation 2019–2022, Grant no. ED431G 2019/01), Consolidation Program of Competitive Research (Grant no. ED431C 2021/30), and the FPU Program of the Ministry of Education of Spain (Grant no. FPU16/01333).Xunta de Galicia; ED431G 2019/01Xunta de Galicia; ED431C 2021/3

Species-specific effects of epigeic earthworms on microbial community structure during first stages of decomposition of organic matter

Background: Epigeic earthworms are key organisms in organic matter decomposition because of the interactions they establish with microorganisms. The earthworm species and the quality and/or substrate availability are expected to be major factors influencing the outcome of these interactions. Here we tested whether and to what extent the epigeic earthworms Eisenia andrei, Eisenia fetida and Perionyx excavatus, widely used in vermicomposting, are capable of altering the microbiological properties of fresh organic matter in the short-term. We also questioned if the earthworm-induced modifications to the microbial communities are dependent on the type of substrate ingested. Methodology/Principal Findings: To address these questions we determined the microbial community structure (phospholipid fatty acid profiles) and microbial activity (basal respiration and microbial growth rates) of three types of animal manure (cow, horse and rabbit) that differed in microbial composition, after being processed by each species of earthworm for one month. No differences were found between earthworm-worked samples with regards to microbial community structure, irrespective of type of manure, which suggests the existence of a bottleneck effect of worm digestion on microbial populations of the original material consumed. Moreover, in mesocosms containing cow manure the presence of E. andrei resulted not only in a decrease in bacterial and fungal biomass, but also in a reduced bacterial growth rate and total microbial activity, while no such reduction was found with E. fetida and P. excavatus. Conclusions/Significance: Our results point to the species of earthworm with its associated gut microbiota as a strong determinant of the process shaping the structure of microbial communities in the short-term. This must nonetheless be weighed against the fact that further knowledge is necessary to evaluate whether the changes in the composition of microbiota in response to the earthworm species is accompanied by a change in the microbial community diversity and/or function.Ministerio de Ciencia e Innovación | Ref. CTM2009-0847

A SIMD Algorithm for the Detection of Epistatic Interactions of Any Order

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade da Coruña/CISUG[Abstract] Epistasis is a phenomenon in which a phenotype outcome is determined by the interaction of genetic variation at two or more loci and it cannot be attributed to the additive combination of effects corresponding to the individual loci. Although it has been more than 100 years since William Bateson introduced this concept, it still is a topic under active research. Locating epistatic interactions is a computationally expensive challenge that involves analyzing an exponentially growing number of combinations. Authors in this field have resorted to a multitude of hardware architectures in order to speed up the search, but little to no attention has been paid to the vector instructions that current CPUs include in their instruction sets. This work extends an existing third-order exhaustive algorithm to support the search of epistasis interactions of any order and discusses multiple SIMD implementations of the different functions that compose the search using Intel AVX Intrinsics. Results using the GCC and the Intel compiler show that the 512-bit explicit vector implementation proposed here performs the best out of all of the other implementations evaluated. The proposed 512-bit vectorization accelerates the original implementation of the algorithm by an average factor of 7 and 12, for GCC and the Intel Compiler, respectively, in the scenarios tested.This work is supported by the Ministry of Science and Innovation of Spain (PID2019-104184RB-I00/AEI/10.13039/501100011033), the Xunta de Galicia and FEDER funds of the EU (Centro de Investigación de Galicia accreditation 2019-2022, grant no. ED431G2019/01), Consolidation Program of Competitive Research (grant no. ED431C 2021/30), the FPU Program of the Ministry of Education of Spain (grant no. FPU16/01333), and the Universidade da Coruña/CISUG for funding the open access chargeXunta de Galicia; ED431G2019/01Xunta de Galicia; ED431C2021/3

Parallel definition of tear film maps on distributed-memory clusters for the support of dry eye diagnosis

[Abstract] Background and objectives The analysis of the interference patterns on the tear film lipid layer is a useful clinical test to diagnose dry eye syndrome. This task can be automated with a high degree of accuracy by means of the use of tear film maps. However, the time required by the existing applications to generate them prevents a wider acceptance of this method by medical experts. Multithreading has been previously successfully employed by the authors to accelerate the tear film map definition on multicore single-node machines. In this work, we propose a hybrid message-passing and multithreading parallel approach that further accelerates the generation of tear film maps by exploiting the computational capabilities of distributed-memory systems such as multicore clusters and supercomputers. Methods The algorithm for drawing tear film maps is parallelized using Message Passing Interface (MPI) for inter-node communications and the multithreading support available in the C++11 standard for intra-node parallelization. The original algorithm is modified to reduce the communications and increase the scalability. Results The hybrid method has been tested on 32 nodes of an Intel cluster (with two 12-core Haswell 2680v3 processors per node) using 50 representative images. Results show that maximum runtime is reduced from almost two minutes using the previous only-multithreaded approach to less than ten seconds using the hybrid method. Conclusions The hybrid MPI/multithreaded implementation can be used by medical experts to obtain tear film maps in only a few seconds, which will significantly accelerate and facilitate the diagnosis of the dry eye syndrome.Ministerio de Economía y Competitividad; TIN2013-42148-PPortugal. Fundação para a Ciência e a Tecnologia; POCI-01-0145-FEDER-006961Portugal. Fundação para a Ciência e a Tecnologia; UID/EEA/50014/2013Portugal. Fundação para a Ciência e a Tecnologia; SFRH/BPD/111177/2015

Diversity, structure and sources of bacterial communities in earthworm cocoons

Animals start interactions with the bacteria that will constitute their microbiomes at embryonic stage. After mating, earthworms produce cocoons externally which will be colonized with bacteria from their parents and the environment. Due to the key role bacterial symbionts play on earthworm fitness, it is important to study bacterial colonization during cocoon formation. Here we describe the cocoon microbiome of the earthworms Eisenia andrei and E. fetida, which included 275 and 176 bacterial species, respectively. They were dominated by three vertically-transmitted symbionts, Microbacteriaceae, Verminephrobacter and Ca. Nephrothrix, which accounted for 88% and 66% of the sequences respectively. Verminephrobacter and Ca. Nephrothrix showed a high rate of sequence variation, suggesting that they could be biparentally acquired during mating. The other bacterial species inhabiting the cocoons came from the bedding, where they accounted for a small fraction of the diversity (27% and 7% of bacterial species for E. andrei and E. fetida bedding). Hence, earthworm cocoon microbiome includes a large fraction of the vertically-transmitted symbionts and a minor fraction, but more diverse, horizontally and non-randomly acquired from the environment. These data suggest that horizontally-transmitted bacteria to cocoons may play an important role in the adaptation of earthworms to new environments or diets.Ministerio de Economía y Competitividad | Ref. CTM2013-42540-RMinisterio de Economía y Competitividad | Ref. AGL2017-86813-RXunta de Galicia | Ref. ED431B-2016/04

MPI-dot2dot: A Parallel Tool to Find DNA Tandem Repeats on Multicore Clusters

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade da Coruña/CISUG[Abstract] Tandem Repeats (TRs) are segments that occur several times in a DNA sequence, and each copy is adjacent to other. In the last few years, TRs have gained significant attention as they are thought to be related with certain human diseases. Therefore, identifying and classifying TRs have become a highly important task in bioinformatics in order to analyze their disorders and relationships with illnesses. Dot2dot, a tool recently developed to find TRs, provides more accurate results than the previous state-of-the-art, but it requires a long execution time even when using multiple threads. This work presents MPI-dot2dot, a novel version of this tool that combines MPI and OpenMP so that it can be executed in a cluster of multicore nodes and thus reduces its execution time. The performance of this new parallel implementation has been tested using different real datasets. Depending on the characteristics of the input genomes, it is able to obtain the same biological results as Dot2dot but more than 100 times faster on a 16-node multicore cluster (384 cores). MPI-dot2dot is publicly available to download from https://sourceforge.net/projects/mpi-dot2dot.This work was supported by the Ministry of Science and Innovation of Spain (PID2019-104184RB-I00 / AEI / 10.13039/501100011033), and by Xunta de Galicia and FEDER funds (Centro de Investigación de Galicia accreditation 2019-2022 and Consolidation Program of Competitive Reference Groups, under Grants ED431G 2019/01 and ED431C 2021/30, respectively). The authors would like to thank the Galician Supercomputing Center (CESGA) for providing access to the Finis Terrae II supercomputer. Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer NatureXunta de Galicia; ED431G 2019/01Xunta de Galicia; ED431C 2021/3