Formación Pedagógica Taller #2 Tema: Principios y Leyes de la Didáctica. Relación con el Proceso EnseñanzaAprendizaje. Equipo #1: Introducción: La Didáctica es una disciplina que abarca los principios más generales de la enseñanza aplicable a todas las asignaturas en su relación con los procesos educativos y cuyo objeto de estudio lo constituye el proceso docente – educativo a veces también llamado de enseñanza – aprendizaje. Hopfield (RNA) Una red de Hopfield es una forma de red neuronal artificial recurrente inventada por John Hopfield. Las redes de Hopfield se usan como sistemas de Memoria asociativa con unidades binarias. Están diseñadas para converger a un mínimo local, pero la convergencia a uno de los patrones almacenados no está garantizada. En el campo de la Didáctica de la Educación Superior, cuando se expresa cómo se desarrolla la sistematización del proceso formativo en el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje, lo que constituye el objeto de la Didáctica y que permite revelar la unidad entre la Pedagogía y la Didáctica para el proceso educativo-formativo, en que la Pedagogía de la Educación Superior aporta la interpretación y explicación de los procesos y fenómenos, que son empáticos a la formación profesional y social. El problema de las leyes de la enseñanza (leyes didácticas) constituye una de las cuestiones más importantes para considerar la Pedagogía como ciencia. En la teoría didáctica que se considera más tradicional no se plantea un sistema de leyes acabadas que fundamente el Proceso Enseñanza Aprendizaje (PEA) por completo. Este enfoque de la Didáctica centra su estructura teórica en un sistema de principios didácticos. Una de las tareas fundamentales de la didáctica comprende el estudio profundo de las regularidades y leyes del proceso pedagógico, para poder establecer el sistema de principios didácticos que responda a las necesidades de la educación. La Didáctica como Ciencia implica reconocerla como Teoría del Proceso Enseñanza Aprendizaje, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: • Estudia integralmente el Proceso Enseñanza Aprendizaje. • Es una ciencia social y sus leyes son de naturaleza dialéctica. • Posee un objeto de estudio dinámico, complejo y multifactorial. El siguiente sistema de principios didácticos es el más generalizado: Principio del carácter educativo de la enseñanza. Principio de carácter científico de la enseñanza. Principio de la asequibilidad. Principio de la sistematicidad de la enseñanza. Principio de la relación teórica – práctica. Principio del carácter consciente y activo de los alumnos bajo la guía del docente. 7. Principio de la solidez en la asimilación de los conocimientos, habilidades y hábitos. 8. Principio de la atención de las diferencias individuales dentro del carácter colectivo del proceso de enseñanza – aprendizaje. 9. Principio del carácter audiovisual de la enseñanza: unidad de lo concreto y lo abstracto. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Una de las tareas fundamentales de la didáctica comprende el estudio profundo de las regularidades y leyes del proceso pedagógico, para poder establecer el sistema de principios didácticos que responda a las necesidades de la educación. Primera ley de la didáctica. Relaciones del proceso docente-educativo con el contexto social: La escuela en la vida Esta ley establece la relación entre el proceso docente-educativo y la necesidad social. Es el proceso docente un subsistema de la sociedad que establece sus fines y aspiraciones. Sobre la base de nuestra concepción pedagógica, en esa relación entre el todo y la parte lo fundamental es lo primero. Sin embargo, esto no significa que el proceso docente se identifique con el proceso social en su conjunto. El proceso docente-educativo tiene su propio objeto, su propia personalidad, aunque dependa en un plano mayor de la sociedad. La segunda ley de la didáctica. Relaciones internas entre los componentes del proceso docente-educativo: La educación a través de la instrucción Como consecuencia de la primera ley cada unidad organizativa del proceso docente-educativo, como sistema, debe preparar al estudiante para enfrentarse a un tipo de problema y resolverlo. La organización del proceso en cada asignatura se hará en correspondencia con los distintos tipos o familias de problemas que en el contexto de esa asignatura se enfrentará el escolar A partir de los problemas esta segunda ley establece las relaciones entre los componentes que garantizan que el estudiante alcance el objetivo, que sepa resolver los problemas. Y se formula por medio de la triada. Estructura Red Hopfield Red Hopfield con cuatro nodos. Las unidades de las redes Hopfield son binarias, es decir, solo tienen dos valores posibles para sus estados y el valor se determina si las unidades superan o no un determinado umbral. Los valores posibles pueden ser 1 ó -1, o bien 1 ó 0. Así, las dos definiciones posibles para la unidad i de activación, ai, son las siguientes: (1) (2) Donde: wij es la fuerza del peso de la conexión de la unidad j a la unidad i (peso de conexión). Sj es el estado de la unidad j. Ɵi es el umbral de la unidad i. Las conexiones en una red de Hopfield suelen tener las siguientes restricciones: Normalmente se requiere que los pesos sean simétricos para que la función de energía disminuya de forma monótona mientras sigue las reglas de activación, ya que si se utilizan pesos no simétricos la red podría mostrar un comportamiento periódico o caótico. Sin embargo, Hopfield consideró que este comportamiento caótico se limita a zonas relativamente pequeñas del espacio de fases, no influyendo en la capacidad de la red para actuar como contenido direccionable en el sistema de memoria asociativa. Las redes Hopfield poseen un valor escalar asociado a cada estado de la red, conocido como energía (E) de la red, donde: Este valor se denomina energía, porque la definición asegura que si las unidades son elegidas al azar para actualizar sus valores de activación la red convergerá a estados que son mínimos locales de la función de energía (que se considera una función de Lyapunov). Así, si un estado es un mínimo local en la función de energía será un estado estable de la red. Hay que tener en cuenta que esta función de energía pertenece a una clase general de modelos en física, denominados Modelos de Ising, los cuales a su vez son un caso particular de las redes de Markov, donde la medida de probabilidad asociada, llamada medida de Gibbs, tiene la propiedad de Márkov. Ejecución En cada paso se escoge un nodo al azar. El comportamiento del nodo es entonces determinista: se mueve a un estado para minimizar la energía de él mismo y de los nodos circundantes. (a diferencia de la máquina de Boltzmann cuya regla de actualización es estocástica.) Entrenamiento El entrenamiento de una red de Hopfield consiste en reducir la energía de los estados que la red debe "recordar". Esto convierte a la red en un sistema de memoria direccionable, es decir, la red "recordará" un estado si se le da solo parte de dicho estado. Esto la hace útil para recuperar una entrada distorsionada usando un estado de la red obtenido durante el entrenamiento y que es más similar al estado obtenido con la entrada actual. Esto se llama memoria asociativa, ya que recupera la memoria sobre la base de la similitud. Por ejemplo, si entrenamos una red Hopfield con cinco unidades para que el estado (1, 0, 1, 0, 1) sea un mínimo de energía, y le damos a la red el estado (1, 0, 0, 0, 1) esta convergerá a (1, 0, 1, 0, 1). Así, la red estará adecuadamente capacitada cuando la energía de los estados que la red debe recordar son mínimos locales. Ventajas y desventajas de las redes Hopfield. Prácticamente no existe tiempo de entrenamiento, ya que este no es un proceso adaptativo, sino simplemente el cálculo de una matriz (T). Las redes de Hopfield son bastante tolerantes al ruido, cuando funcionan como memorias asociativas. El número de patrones a almacenar (o aprender) es bastante limitado comparado con el número de nodos en la red. Según Hopfield, el número de clases a aprender no puede ser mayor a 0.15 veces el número de nodos en la red. La red se vuelve inestable si los patrones se parecen entre sí. Conclusiones La conclusión de este trabajo nos lleva a tomar como referente la importancia de los principios y leyes de la didáctica en relación con el proceso enseñanzaaprendizaje en las redes de Hopfield en [nuestra vida diaria, en el entorno que nos rodea, en el desarrollo y evolución de la tecnología, en la interacción del ser humano en la sociedad, etc.], de forma que nutre en gran medida nuestro progreso, no sólo académico sino como personas, etc
