4. Contexto pr´ actico del dise˜ no de STIs
4.1.3. Razonamiento basado en casos (RBC)
El Razonamiento Basado en Casos (RBC) es un paradigma para resoluci´on de pro- blemas que posee una capacidad inherente de aprender. El principio b´asico de RBC es resolver nuevos problemas mediante la adaptaci´on de soluciones que fueron usadas para resolver problemas en el pasado [50]. Un razonador basado en casos usa una memoria basada en casos que almacena descripciones de problemas resueltos previamente y las soluciones aplicadas. El proceso principal de RBC consiste en la b´usqueda de casos simi- lares al problema presente y adaptar las soluciones halladas para ajustar la situaci´on actual. Un sistema basado en casos aprende desde sus experiencias que son almacenadas como nuevos casos.
La t´ecnica de RBC ha sido usada en el campo de AIED para prop´ositos diferentes, sobretodo para aplicaciones en aprendizaje basadas en el principio de ense˜nar mediante la presentaci´on de ejemplos (casos).
Otros investigadores [31, 49, 64] han aplicado este paradigma en planificaci´on ins- truccional. El caso define una pieza de un plan instruccional usado previamente y contiene: el contexto en el cual fue aplicado, el plan instruccional y los resultados al- canzados. La inclusi´on de RBC en un STI puede mejorar el enfoque previo. Para iniciar la presentaci´on, se describe a continuaci´on los elementos que se incluyen en un caso(ver figura 4.1):
] Figura 4.1: Componentes de un caso
El Contexto de Aplicaci´on describe la situaci´on instruccional en la cual el plan fue aplicado y es implementado como una lista de pares (atributo, valor). En ge- neral, contiene informaci´on extractada desde el Modelo del Estudiante sobre su conocimiento y preferencias. El contexto de aplicaci´on es usado para calcular la similitud entre situaciones instruccionales, as´ı como para estructurar toda la infor- maci´on como ´ındice.
El Plan Instruccional est´a compuesto de una secuencia variable (o grafo) de ´ıtems del plan instruccional, es decir, una lista de t´opicos o una lista de actividades de ense˜nanza.
LosResultados de la Aplicaci´on del plan instruccional definen la ´ultima componente del caso; contiene los elementos que describen los resultados de la sesi´on presente, esto es, los cambios detectados en el Modelo del Estudiante.
Para continuar con la presentaci´on de RBC como planificador instruccional, se analiza el
Planificador Instruccional Basado en Casos(PIBC). El PIBC puede ser integrado en STIs existentes a fin de mejorar su rendimiento. Este planificador podr´ıa agregarse
como un nuevo m´odulo a la arquitectura est´andar de los STIs. El PIBC se compone de una memoria para los planes instruccionales y tres m´odulos funcionales :
Memoria del Plan Instruccional(MPI): es el repositorio de las experiencias de ense˜nanza/aprendizaje anteriores al sistema basado en casos. Es responsable del mantenimiento de los casos de una manera organizada a fin de facilitar la recu- peraci´on de casos y de almacenar en la memoria.
Componente de Generaci´on: es responsable de la construcci´on de planes instruccio- nales que ser´an ejecutados a fin de producir sesiones de ense˜nanza
Componente de Aprendizaje: es responsable de la actualizaci´on de la MPI insertan- do los casos correspondientes a las sesiones ya desarrolladas. El aprendizaje se hace directamente mediante la incorporaci´on a la MPI de nuevas experiencias del PIBC para usos futuros. Este m´odulo ejecuta su tarea en dos fases: revisi´on y retenci´on, las dos ´ultimas fases de RBC.
Durante la fase de revisi´on este m´odulo eval´ua cada aplicaci´on de un plan ins- truccional observando los resultados de la sesi´on de ense˜nanza.
Durante la fase de retenci´on el componente de Aprendizaje agrega los nuevos ca- sos a la MPI; (se produce una reorganizaci´on y actualizaci´on de los enlaces como efectos colaterales). La MPI incluye mecanismos robustos para integrar nuevas ex- periencias en la memoria como tambi´en mantener su estructura y propiedades. Componente de Evaluaci´on: eval´ua la idoneidad de los elementos usados en la gene- raci´on del plan tomando en cuenta diferentes aspectos como el grado de similitud entre los contextos de aplicaci´on de los casos o los resultados obtenidos.
Para finalizar el tema RBC, se analiza la fase de reuso que combina y adapta los casos recuperados para formar un plan de la sesi´on apropiado a la situaci´on instruccional presente. La adaptaci´on de casos recuperados a la situaci´on actual es una tarea que necesita conocimiento espec´ıfico y por lo tanto, se necesitar´ıa un tratamiento diferente para cada STI a fin de proveer al PIBC con un mecanismo efectivo de adaptaci´on. Elorriaga y colegas [33] proponen y definen un enfoque basado en un cr´ıtico [41] para crear un mecanismo de adaptaci´on y fue elegido por su flexibilidad. Un cr´ıtico (ver figura 4.2) es un fragmento de c´odigo de prop´ositos especiales ´util para la adaptaci´on. La estructura del cr´ıtico ajusta perfectamente con sistemas basados en reglas. A la izquierda del cr´ıtico se definen las condiciones que necesita la adaptaci´on por medio de predicados sobre el plan actual, Modelo del Estudiante y el dominio. El lado derecho contiene el c´odigo de adaptaci´on del m´etodo.
] Figura 4.2: Esquema de un cr´ıtico