Elaboración del modelo conceptual

Definición de términos de la ontología

En este paso se realiza un listado de todos los términos que tienen relación con el dominio; el cuadro denominadoGlosario de Términos (cuadro3.6y cuadro3.7) detalla el nombre de cada concepto acompañado de una breve descripción del mismo.

Los términos se han seleccionado a partir de la documentación (artículos, libros, sitios web, etc., en nuestro caso particular el mapa conceptual de la guía didáctica mostrado en la sección3.1.2) y de las respuestas a las “preguntas relevantes” obtenidas en la primera parte de este proceso.

Cuadro 3.6: Glosario de Términos (parte 1)

Nombre Descripción

Área Nombre del área a la que pertenece la carrera.

Carrera Nombre de la carrera a la que pertenece la asignatura.

Asignatura Nombre de la asignatura de la guía didáctica.

Ciclo Agrupación de asignaturas en un período de tiempo.

Período Espacio de tiempo en el que se desarrolla el ciclo (en nuestro caso cinco meses).

Guía didáctica Documento que facilita la comprensión del material didáctico por parte del estudiante y orienta y organiza el trabajo del educando integrando los elementos didácticos para el estudio de una asignatura.

Índice Lista ordenada que detalla los capítulos y secciones de la guía didáctica indicando el lugar (página) donde aparecen.

Introducción Sección inicial que establece el propósito y los objetivos del contenido de la guía didáctica.

Objetivos Elementos que identifican los resultados o logros que alcanzará el estudiante en la asignatura.

Cuadro 3.7: Glosario de Términos (parte 2)

Nombre Descripción

Contenido Conjunto secuencial de los temas fundamentales de la asignatura organizados por capítulo y sección.

Bibliografía Descripción de los libros o direcciones electrónicas consultadas para la elaboración de la guía didáctica.

Orientaciones Sugerencias al estudiante para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Glosario Definición de los términos nuevos.

Evaluación Elemento educativo cuyo fin es verificar los conocimientos adquiridos por el estudiante.

Dirección electrónica Elemento que hace referencia a un recurso digital en internet.

Capítulo División de la guía didáctica cuyo contenido pertenece a un mismo tema.

Sección División del capítulo.

Definición Proposición que reúne las propiedades generales y diferenciadoras de algo material o inmaterial.

Ejercicio Enunciado cuyo desarrollo permite la comprensión de la teoría. Es más sencillo que un problema.

Definición de las clases y de la jerarquía

Tomando como base el glosario de términos desarrollado en el apartado anterior, se selecciona aquellos conceptos que describen objetos independientes para constituir las clases, mientras que los vocablos que describen cómo son esos objetos se los deja para un análisis posterior (posiblemente puedan constituir las propiedades de una o más clases de la ontología).

Algunas reglas generales que nos ayudan a decidir cuándo introducir una clase nueva, según Noy & McGuiness (1995), se detallan a continuación:

Una nueva subclase de una clase generalmente:

1. Debería tener nuevas propiedades que no posee la clase

2. Debería tener diferentes valores para las propiedades que los de la clase 3. Debería participar en diferentes relaciones que la clase.

En jerarquías terminológicas, las nuevas clases no tienen por qué introducir nuevas propiedades.

Si un factor es importante en el dominio y pensamos en los objetos con diferentes valores para ese factor como diferentes clases de objetos, entonces deberíamos crear una nueva clase o clases considerando dicho factor.

Las instancias son los conceptos más específicos representados en una ontología. Si los conceptos de un dominio forman una jerarquía natural, debemos repre- sentarlos como clases, aunque sean clases abstractas.

Considerando las reglas mencionadas, a continuación se presentan las clases definidas para OntoWikiUTPL.

Cuadro 3.8: Listado de clases de la ontología

Asignatura Orientación Enlace Capítulo Objetivo Contenido Evaluación Sección Guía didáctica Bibliografía Autoevaluación Definición

Índice Glosario Solucionario Ejercicio Introducción Palabra clave Unidad de información Ejercicio propuesto

Ejercicio resuelto

Luego, deben organizarse las clases en una jerarquía de clases. Cuando desarro- llamos la taxonomía de clases se deben considerar ciertas reglas generales (Noy & McGuiness, 1995). Así:

Si una clase A es una superclase de la clase B, entonces toda instancia de B es también una instancia de A.

Una subclase de una clase representa un concepto que es un tipo especial o una subespecie dentro del concepto representado por la clase.

Si B es una subclase de A y C es una subclase de B, entonces C es una subclase de A.

No debemos emplear sinónimos de un mismo concepto para representar clases diferentes, sino que los sinónimos deben considerarse denominaciones diferentes para un mismo y único concepto.

No deben aparecer ciclos o bucles en la jerarquía de clases.

Los conceptos de un mismo nivel de la jerarquía o clases hermanas (excepto los que derivan directamente de la raíz) deben presentar el mismo nivel de generalidad.

Se debe recordar que no es necesario especializar o generalizar una ontología más de lo que se necesite para la aplicación. La jerarquía de clases de OntoWikiUTPL es:

Figura 3.8: Jerarquía de clases de la ontología

En un intento de clasificación y jerarquización de los diversos elementos que for- man la guía didáctica se propone el concepto unidad de información que facilita la

inclusión de varios componentes genéricos en los que cada autor divide al contenido. Otro factor importante en la definición de unidad de información es el grado de granularidad necesario para que la ontología pueda reutilizarse en diferentes asignatu- ras. Se propone tener tres tipos de unidad de información de diferente granularidad: capítulo, sección y, definición y ejercicio. Los capítulos tienen granularidad gruesa y estan formados por un conjunto de secciones (granularidad media). Las secciones se explican en base a una colección de definiciones y ejercicios (granularidad fina); estos últimos se eligen convenientemente por el autor de la guía. De esta forma se puede reutilizar la unidad de información en tres niveles distintos, es decir, se puede reutilizar un capítulo entero, secciones de un capítulo o las definiciones y ejercicios que componen una sección.

Definición de las propiedades de las clases

Definidas las clases se describen sus atributos y las relaciones existentes entre ellas mediante el diagrama de relaciones binarias.

Como las clases fueron seleccionadas del glosario de términos, la mayoría de los términos que quedan son probablemente sus propiedades.

En general, las características de los objetos que pueden convertirse en propiedades o slots en una ontología son las siguientes:

Todas las subclases de una clase heredan las propiedades de dicha clase, por lo que una propiedad debería ser adscrita a la clase más general que posea dicha propiedad.

Garantizar la consistencia de la base de conocimiento cuando existan propieda- des o relaciones inversas en una ontología.

El cuadro siguiente muestra el listado de las clases con sus respectivos atributos:

Cuadro 3.9: Listado de atributos de las clases de la ontología

Clase Atributos Clase Atributos

Asignatura Universidad, modalidad, área, carrera, docente,

estudiante.

Enlace Tipo

Objetivo Tipo, bimestre. Capítulo Bimestre Guía didáctica Ciclo, período, autor. Definición Texto, imagen. Orientación Tipo. Ejercicio Texto, imagen. Contenido Bimestre Autoevaluación Capítulo

ElDiagrama de Relaciones Binarias permite conocer el tipo de relaciones entre clases, las relaciones que se muestran a continuación son parte de OntoWikiUTPL.

Figura 3.9: Diagrama de relaciones binarias de la ontología

El Diccionario de Clases de la Ontología(cuadro3.10 y cuadro 3.11) permite definir las relaciones, los atributos de las clases y los atributos de las instancias.

Finalmente, en la figura 3.10 se presenta el Modelo Conceptual de OntoWikiUTPL.

Definición de las restricciones de las propiedades

En una ontología, las propiedades pueden tener diferentes facetas, éstas describen o caracterizan el tipo de valor que posee una propiedad.

Las restricciones más comunes aplicadas a las propiedades son: los valores per- mitidos y el número de valores posibles (cardinalidad). A continuación una breve descripción de cada una de ellas:

Cardinalidad: Establece cuántos valores puede tener una propiedad o slot. Algunos sistemas distinguen únicamente entre cardinalidad simple (como máximo un valor) y cardinalidad múltiple (se permiten cualquier número de valores).

Cuadro 3.10: Diccionario de clases de la ontología (parte 1)

Clase Instancia Atributos de clase Atributos de instancia Relaciones Asignatu- ra Matemáticas discretas

Universidad UTPL tiene guía didáctica Modalidad Abierta tiene objetivo

Área Técnica

Carrera Ingeniería en Sistemas Docente Paola Sarango Estudiante Fausto

Maldonado

Objetivo Objetivo 1 Tipo General o específico Bimestre Primero o segundo Guía didáctica Guía didáctica de matemáticas discretas

Período Abril - agosto, octubre - febrero alcanza objetivo; tiene unidad de información; tiene índice; Ciclo Primero, . . . décimo tiene introducción; tiene orientación; Autor Paola Sarango tiene

bibliografía; tiene glosario; tiene palabra clave; tiene enlace; Índice Índice 1 Introduc- ción Introducción 1 Orienta- ción

Orientación 1 Tipo General o específico

Cuadro 3.11: Diccionario de clases de la ontología (parte 2)

Clase Instancia Atributos de clase

Atributos de instancia

Relaciones Contenido Contenido 1 Bimestre Primero o

segundo

Bibliogra- fía

Libro 1 Tipo Básica,

complementaria o dirección electrónica

Glosario Entrada 1 tiene palabra

clave

Palabra clave

Palabra 1 tiene enlace

Enlace Enlace 1 Tipo Interno o externo

Evalua- ción Autoeva- luación Autoevalua- ción 1 Capítulo 1 Soluciona- rio Solucionario 1 Capítulo 1 Unidad de Informa- ción

Capítulo Capítulo 1 Bimestre Primero o segundo

tiene sección

Sección Sección 1 tiene

definición; tiene ejercicio

Definición Definición 1

Ejercicio Ejercicio 1 Tipo Propuesto o resuelto

ilustra definición

del

Mo

delo

Tipo de valor: Describe qué tipo de valores puede poseer una propiedad. Los más frecuentes son: String [Cadena de caracteres], Number, Boolean, Symbol, e Ins- tance.

Dominio y rango de una propiedad o slot:Se suele denominar rango de una propiedad a las clases permitidas para una propiedad de tipo instancia. El dominio de una propiedad es el conjunto de clases que describe o caracteriza dicha propiedad. En la construcción de OntoWikiUTPL se han considerado las restricciones siguientes:

Figura 3.11: Restricciones de las propiedades de la ontología

Como se puede apreciar en la tabla anterior, se ha detallado para cada una de las propiedades de cada clase, determinada en la sección 3.2, el tipo de valor requerido,

la cardinalidad (utilizando los valores simple y múltiple), y las restricciones propias del tipo de dato symbol.

Definición de los axiomas formales

La tabla de axiomas lógicos define las expresiones lógicas que, en la ontología, son siempre verdaderas. La definición de cada axioma incluye el nombre, la descripción de la regla en lenguaje natural, el concepto al que se refiere el axioma, la expresión lógica que describe formalmente el axioma utilizando FOPC (cálculo de predicados de primer orden) y la relación.

Figura 3.12: Axiomas de la ontología

Creación de instancias

El último paso consiste en crear las instancias individuales de cada una de las clases. La definición de una instancia individual para una clase determinada exige el siguiente proceso:

Elegir una clase

Crear una instancia individual para esa clase Llenar los valores de las propiedades.

A continuación se lista como ejemplo los valores de las instancias para las clases: asignatura, objetivo, guía didáctica, orientación, bibliografía, enlace y capítulo con sus respectivas propiedades.

Figura 3.13: Algunas instancias de la ontología