En los trabajos revisados sobre ontologías existentes (Sección 2.2.4) no fue posible hallar una útil para representar el conocimiento estructurado en los mapas de competencias. Por tal razón, fue necesario construir una ontología que permita introducir el conocimiento involucrado en tales entidades dentro del proceso de recomendación. Como se indicó al inicio del presente capítulo, las relaciones de subsunción existentes en los mapas pueden ser aprovechadas para inferir, por ejemplo, los contenidos asociados a las competencias que apoyan el aprendizaje de otras; lo cual representa conocimiento claramente aprovechable en un proceso de recomendación. Es así como se justifica en el presente trabajo la construcción de una nueva ontología para el modelado de mapas de competencias.
Siguiendo el mismo criterio considerado hasta ahora, se busca construir la ontología a partir de esquemas de metadatos. Para tal fin, se retoma la decisión justificada en el estado del arte (Sección 2.2.2) de usar el esquema SRCM [38].
Como paso inicial en el proceso de creación de la ontología, se presenta a continuación un grupo aspectos resultantes del análisis de los componentes y estructura de los mapas de competencias de SRCM con respecto a las características propias de las ontologías:
Los elementos más importantes de los mapas de competencias son nodos. Esto, acorde con la estructura de los Grafos Acíclicos Dirigidos (GAD). En consecuencia, su representación en la ontología estaría dada por un solo concepto y sus instancias, eliminando la posibilidad de crear unos conceptos para representar competencias generales, otros para competencias específicas y relacionarlos con alguna propiedad.
Tal como se plantea en [6], hay una necesidad de incorporar a los mapas las Actividades de Evaluación (AE) (por ejemplo, evaluaciones escritas y orales, talleres, mesas redondas, entre otras). Esto con el propósito establecer un método computacional centrado en la evaluación lingüística de competencias a partir de las calificaciones alcanzadas en la AE. Por esta razón, los nodos de los grafos pueden estar vinculados a competencias y actividades de evaluación. Además, los nodos de SRCM hacen referencia a descripciones de competencias en IEEE RCD, pero no hay nada formal en cuanto a los vínculos con las AE. Por esta razón, las AE son conceptualizadas en esta ontología.
La estructuración de las relaciones entre competencias generales y específicas no es un proceso rígido (una competencia no es general o específica siempre para las mismas competencias), por el contrario, es un proceso flexible en el que cada competencia puede tener diferentes roles (generales o específicos) en diferentes mapas de acuerdo a las necesidades. Entonces, la construcción de los mapas está marcada por la subjetividad y, por lo tanto, está basada en la representación de conocimiento semiformal.
En el contexto de cada mapa de competencias, las relaciones generales-específicas son definidas de nodo a nodo y en un solo sentido (A más general que B, o B más específica que A). Sin embargo, hay relaciones inversas y transitivas que pueden ser inferidas en la ontología y útiles en cualquier aplicación.
Con toda la información alrededor de los mapas de competencias y desarrollando la metodología introducida al inicio del capítulo, se construyó la nueva ontología, denominada OntoRCM, siendo esta un aporte de la presente investigación. La presente sección muestra resumidamente el proceso llevado a cabo. Una versión extendida de éste se puede consultar en el Anexo J.
Como resultado del proceso se obtuvo la red semántica de la Figura 4.10, la cual ilustra los conceptos, sus atributos y relaciones. Éstos son posteriormente aprovechados en la estrategia de recomendación para inferir conocimiento a partir de las relaciones de subsunción de los mapas.
Figura 4.10 Red semántica para OntoRCM. Fuente: propia.
Desde el punto de vista técnico, para representar la red semántica anterior se reutilizó del modelo de “Simple Knowledge Organisation System” (SKOS) [103], el cual define clases, propiedades y atributos que sintáctica y semánticamente tienen semejanzas
con los conceptos, atributos y relaciones del modelo de los mapas de competencias conseguido. Otra razón por la cual usar SKOS es que las relaciones existentes entre las competencias representan conocimiento semiformal en el marco de los mapas de competencias.
En concreto, SKOS define las propiedades skos:Broader y skos:Narrower, las cuales son usadas para la representación de vínculo jerárquicos, como la relación entre un todo y sus partes. skos:Broader es usada para establecer que un concepto es más amplio (o general) que otro, mientas que skos:Narrower sirve para definir que es más angosto (o específico). Con respecto a los mapas, estas propiedades están estrechamente relacionadas con las relaciones generales y específicas de las competencias. Además, define una estructura de relaciones semánticas (que incluye a skos:Broader y skos:Narrower) que permitiría obtener inferencias sobre las relaciones en los mapas.
Como se ha mencionadoo anteriormente, los mapas de competencias involucran relaciones de subsunción que vale la pena inferir. Después de un análisis de las posibilidades de inferencia sobre los mapas, se identificaron tres posibles escenarios así: inferencia de competencias generales y específicas; inferencia de competencias de las cuales depende una en particular; e inferencia de las competencias posibilitadas por una específica.
Con respecto al primer escenario, desde el punto de vista educativo, para la construcción de un mapa de competencias se consideran las relaciones entre competencias generales y específicas, las cuales pueden ser interpretadas como de dependencia. Entre otros ejemplos, las competencias específicas facilitan el desarrollo de las generales, o son sus prerrequisitos dentro de un plan de estudios. Entonces, podría ser de gran utilidad consultar en la ontología qué competencia es general o específica para una competencia determinada.
Dado que las relaciones skos:broader y skos:narrower pueden no ser intuitivas para las personas, cuando se trata de establecer competencias generales y específicas, se han definido dos nuevas “Object Properties” denominadas :isGeneralfor e :isSpecificFor. Cada una, subpropiedad de skos:narrower y skos:broader respectivamente, con lo cual se busca mantener enlazados los datos con la ontología base de SKOS. Además, al igual que skos:broader y skos:narrower, :isGeneralFor e :isSpecificFor también se definen como inversas. La Figura 4.11 presenta la estructura de lo realizado para obtener las inferencias buscadas.
Para ilustrar la situación, se consideran 3 nodos, representados por las instancias Node1, Node2 y Node3. En el mapa de competencias, se ha definido que Node1 es padre de Node2, y éste de Node3. Entonces, se definen las tripletas:
:Node2 :isSpecificFor :Node1. :Node2 :isGeneralFor :Node3.
Como :isGeneralFor e :isSpecificFor son subcompetencias de skos:narrower y skos:broader respectivamente, se infiere:
:Node2 skos:broader :Node1. :Node2 skos:narrower :Node3.
Entonces, como :isGeneralFor e :isSpecificFor son inversas entre sí, se infiere:
:Node1 :isGeneralFor :Node2. :Node3 :isSpecificFor :Node2.
Finalmente, como skos:broader y skos:narrower son inversas entre sí, se infiere:
:Node1 skos:narrower :Node2. :Node3 skos:broader :Node2.
Figura 4.11 Modelo para inferir competencias generales y específicas. Fuente: propia.
Los otros escenarios de inferencia se encuentran descritos en el Anexo J.
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Ejemplo 4.4. Se considera el mapa de competencias mostrado en la Figura 4.12. Como se puede observar, el mapa, denominado Mapa de competencias 1, está compuesto por cuatro competencias, siendo C1 la más general de todas. Al representar este mapa de acuerdo a la ontología para el modelado de mapas de competencias propuesta (OntoRCM) se obtiene el modelo de la Figura 4.13. En éste, el mapa está representado por la instancia
MapaCompetencias1, la cual es del tipo skos:ConceptScheme.
El mapa está compuesto por nodos, los cuales están representados por las instancias Nodo1,
Nodo2, Nodo3 y Nodo4, vinculados al mapa de competencias por la propiedad :hasNode. En
el ejemplo observa que los nodos están vinculados a las competencias (formalizadas en la adaptación de “Competency Model Ontology”) por medio de la propiedad
:hasCompetencyRef. Entonces, cualquier relación entre competencias que quiera consultarse, debe realizarse primero en el ámbito de los nodos y posteriormente en el de las competencias. Tal como se adelantó, esto favorece que en una aplicación real las instancias de las competencias puedan estar asociadas a múltiples mapas a la vez, favoreciendo la reutilización del conocimiento consignado en la base de conocimiento. No así con los nodos, cuyas instancias sólo pueden ser formalizadas como parte de un solo mapa. En cuanto a la estructura de éste, los nodos se inter-relacionan por medio de propiedades como
:hasChildVeryHighWeight y :hasChildLowWeight.
Figura 4.12 Ejemplo de un mapa de competencias
De acuerdo con los modelos de inferencias planteados (ver Figura 4.11 y Figura J.3, Figura J.4 en Anexo J), con solo aseverar las dos anteriores propiedades, se pueden inferir relaciones tales como: Nodo2 y Nodo3 son más específicos que Nodo1, siendo :isSpecific una propiedad inferida; el Nodo1 es general para el Nodo2, Nodo3 y Nodo4, siendo :isGeneral
la propiedad inferida; el Nodo1 depende del Nodo2, Nodo3 y Nodo4, siendo :dependsOn la propiedad inferida.
Figura 4.13 Ejemplo de aplicación de la ontología para el modelado de mapas de competencias. Fuente: propia.
Con respecto al último caso, la dependencia que pueda tener el Nodo1 del Nodo4 se obtiene de la transitividad de las relaciones, en este caso, las relaciones Nodo1-Nodo2 y Nodo2-
Nodo4. En la práctica, dado que el concepto de mapa de competencias sugiere que las
competencias de niveles más bajos apoyan el desarrollo de las de niveles más altos, conviene descubrir estre tipo de relaciones en la base de conocimiento.