Diseño de un modelo computacional basado en objetos de aprendizaje como soporte en el proceso enseñanza aprendizaje del estudiante

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(1)Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. A. S. ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INFORMÁTICA. TESIS. AUTORES:. Br. HUERTAS SÁNCHEZ, ISRAEL DAVID. Br. RAMÍREZ BRAVO, CARLOS ALBERTO. B. IB. LI. O. T. E. “DISEÑO DE UN MODELO COMPUTACIONAL BASADO EN OBJETOS DE APRENDIZAJE COMO SOPORTE EN EL PROCESO ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DEL ESTUDIANTE”. ASESOR: Mg. Ing. CASTILLO DIESTRA, CARLOS. TRUJILLO – PERÚ 2014. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. DEDICATORIA. Gracias a Dios, a mi madre porque ella deseaba que mis hermanos y yo logremos ser profesionales y hombres de bien, dándonos consejos y mucho amor, a mi padre porque a pesar de todo se que me amaba. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. cuando mi madre partió a la presencia del señor. A. S. A mi tía Empera que supo guiarnos en nuestras vidas. IC. A. S. como yo a él y deseaba lo mismo.. toda mi familia en general porque creyeron en mí, a mis amigos que me incentivaron a poder cumplir este objetivo. Muchas GRACIAS!. B. IB. LI. O. T. E. Br. CARLOS ALBERTO RAMÍREZ BRAVO. Gracias a Jesucristo porque en los momentos más. difíciles de mi vida me mostró Su amor y lo hizo a. través de situaciones y personas maravillosas como mi madre quién tiene un amor incondicional hacia mí, mi padre y mis hermanos que sé cuánto me quieren y de Carmen que Dios me la envió en el momento más difícil para mí. Br. ISRAEL DAVID HUERTAS SÁNCHEZ. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. RESUMEN. En el presente proyecto se diseña un modelo computacional que servirá como soporte al estudiante universitario en el Proceso Enseñanza–Aprendizaje (PEA).. Para ello se hará un análisis del PEA, definiendo los objetivos de aprendizaje del estudiante y estableciendo una base de datos de exámenes y un repositorio de objetos. IC. A. S. de aprendizaje si es que aún no existen.. Luego se generará un examen inicial para medir el nivel de conocimiento previo del. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. estudiante, las preguntas estarán asociadas a temas específicos. Si es que el alumno falló en una o más preguntas se le brindarán los objetos de aprendizaje asociados a los temas errados para que complemente su aprendizaje y se generará un nuevo examen del mismo nivel.. Cuando el estudiante responda correctamente todo el examen, se generará una prueba de un nivel siguiente repitiéndose el paso anterior hasta llegar a un nivel máximo definido.. Para probar nuestra hipótesis planteada se desarrolló un prototipo de software en el lenguaje Java que fue aplicado a ocho (08) alumnos del curso de Estructura de Datos de la escuela de Informática de la Universidad Nacional de Trujillo. Se constató que el uso. E. de nuestro modelo brinda un soporte al estudiante para cumplir con los objetivos de. O. T. aprendizaje establecidos.. LI. En resumen, nuestro modelo es original pues difiere con todos los modelos analizados,. IB. aplicable, ya que su viabilidad quedó demostrada con la implementación del prototipo. B. de software y además es eficiente de acuerdo a los resultados de la experimentación.. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. ABSTRACT. In this project, a computational model that will serve as support college student in the TeachingLearning (PEA ) process is designed.. S. This will be an analysis of the PEA , defining the objectives of student learning and establishing. IC. A. a database of exams and a repository of learning objects if they do not already exist .. S. An initial test to measure the level of students' prior knowledge , the questions will be related to. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. specific topics are then generated. If the student failed in one or more questions will provide learning objects associated with the wrong topics to complement their learning and further consideration of the same level will be generated.. When the student correctly answers all the test , a test of the next level is generated repeating the previous step up to a defined maximum level .. To test our hypothesis proposed a software prototype was developed in the Java language that was applied to eight ( 08) students in the course of Data Structure Computer School , National University of Trujillo. It was found that using our model provides support to the student to meet. E. the learning objectives .. T. In summary, our model differs from the original because all analyzed applicable models and. O. their viability was demonstrated with the implementation of the software prototype is efficient. B. IB. LI. and also according to the results of experimentation.. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. TABLA DE CONTENIDO CAPITULO 1: INTRODUCCION ---------------------------------------------------------- 9 1.1. Realidad Problemática -------------------------------------------------------------------------- 9 1.2. Antecedentes ------------------------------------------------------------------------------------- 10. IC. A. S. 1.3. Objetivos------------------------------------------------------------------------------------------ 11 1.3.1. Objetivo General -------------------------------------------------------------------------------- 11 1.3.2. Objetivos Específicos --------------------------------------------------------------------------- 11. S. 1.4. Formulación del Problema -------------------------------------------------------------------- 11. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. 1.5. Hipótesis ------------------------------------------------------------------------------------------ 11 1.6. Justificación del Problema -------------------------------------------------------------------- 12 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ------------------------------------------------------ 13 2.1. Modelos y Arquitecturas de Software------------------------------------------------------- 13 2.1.1. Modelos ------------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.1.2. Arquitectura de Software ---------------------------------------------------------------------- 14. O. T. E. 2.2. Objetos de Aprendizaje ------------------------------------------------------------------------ 20 2.2.1. Definición----------------------------------------------------------------------------------------- 20 2.2.2. Atributos de los Objetos de Aprendizaje ------------------------------------------------- 21 2.2.2.1. La granularidad-------------------------------------------------------------------------------- 22 2.2.2.2. Reutilización de los Objetos de Aprendizaje -------------------------------------------- 23 2.2.3. Metadatos -------------------------------------------------------------------------------------- 24 2.2.4. Normalización de datos ----------------------------------------------------------------------- 25 2.2.5. Creación de Objetos de Aprendizaje -------------------------------------------------------- 26 2.2.6. Repositorios de Objetos de Aprendizaje ---------------------------------------------------- 29. B. IB. LI. 2.3. Proceso Enseñanza – Aprendizaje ----------------------------------------------------------- 30 2.3.1. Definición----------------------------------------------------------------------------------------- 30 2.3.2. Aprendizaje--------------------------------------------------------------------------------------- 30 2.3.3. Enseñanza----------------------------------------------------------------------------------------- 40 2.3.4 Uso de herramientas informáticas en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje ------------ 40 2.3.5. La evaluación en el Proceso Enseñanza - Aprendizaje ---------------------------------- 43. 2.4. Uso de objetos de aprendizaje en el proceso de enseñanza aprendizaje -------------- 44 CAPITULO 3: MATERIALES Y METODOS ------------------------------------------- 47 3.1. Tipo de Investigación--------------------------------------------------------------------------- 47 3.2. Diseño de la investigación -------------------------------------------------------------------- 47. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 3.4. Población y Muestra ---------------------------------------------------------------------------- 47 3.4.1. Población------------------------------------------------------------------------------------------ 47 3.4.2. Muestra -------------------------------------------------------------------------------------------- 47 3.5. Variables de estudio ---------------------------------------------------------------------------- 48 CAPITULO 4: RESULTADOS ------------------------------------------------------------ 49. A. S. 4.1. Análisis del Proceso Enseñanza-Aprendizaje para definir el dominio del problema 49. IC. 4.2. Análisis de los objetos de aprendizaje en el proceso enseñanza-aprendizaje -------- 50. S. 4.3 Diseño de un modelo computacional basado en objetos de aprendizaje. -------------- 51. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. 4.5. Formalización del Modelo --------------------------------------------------------------------- 57 CAPITULO 5: CONTRASTACIÓN DE HIPÓTESIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS. ------------------------------------------------------------------------------------------------ 68 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ---------------------------------------------------- 80. B. IB. LI. O. T. E. ANEXO-------------------------------------------------------------------------------------------------------------83. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. INDICE DE FIGURAS Figura 01: Arquitectura centrada en datos [Pressman, 2006]………………………………... 15 Figura 02: Arquitectura de flujo de datos [Pressman, 2006]……………………………….... 16 Figura 03: Arquitectura de programa Principal/Subprograma [Pressman, 2006]…………… 16 Figura 04: Arquitectura Orientada a Objetos [Acuña, 2009]…………………………………17. S. Figura 05: Arquitectura Estratificada [Pressman, 2006]…………………………………….. 17. IC. A. Figura. 06. Conceptuación de un OA [Rehak & Mason, 2003]……………………………... 19. S. Figura. 07. Objetos de aprendizaje de distinta granularidad (Duncan, 2003)……………….. 20. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Figura. 08. Taxonomía de un curso con OA (Duncan, 2003)……………………………….. 21 Figura. 09. Creación de un OA a partir de la composición de otros (Duncan, 2003)……….. 22 Figura. 10. Pasos a seguir para la creación de OAs (Hernández, 2005)……………………... 24 Figura. 11. Repositorios según su contenido (Hernández, 2005)…………………………… 28 Figura. 12. Proceso de Diagnóstico [Clancey, 1988]………………………………………... 35 Figura. 13. Diagnóstico del modelo del estudiante [Clancey, 1988]….…………………….. 37 Figura. 14. Base de Conocimiento e Interpretación [Clancey, 1988]……………………….. 37 Figura. 15. Definición etimológica de evaluar [Zarzar, 2005]………………………………. 42 Figura. 16. Gráfico del Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte. T. E. en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje del Estudiante [Fuente: Elaboración Propia]……….. 52. LI. O. Figura. 17. Vista Arquitectónica del modelo [Fuente: Elaboración Propia]……………..….. 65. IB. Figura. 18. Resultados de Araujo Sandoval Saúl [Fuente: Elaboración Propia]……………. 72. B. Figura. 19. Resultados de Fernández Segura Joel [Fuente: Elaboración Propia]…….……… 72 Figura. 20. Resultados de Moncada Ramos Bryan [Fuente: Elaboración Propia]………….. 73 Figura. 21. Resultados de Mostacero Sauceda Cristian [Fuente: Elaboración Propia]…….... 73 Figura. 22. Resultados de Ñiquen Cáceres David [Fuente: Elaboración Propia]…………… 73 Figura. 23. Resultados de Ortiz Reaño Jorddy [Fuente: Elaboración Propia]………………. 74 Figura. 24. Resultados de Plasencia Cárdenas Efraín [Fuente: Elaboración Propia]………... 74 Figura. 25. Resultados de Punto Cruz Cristhian [Fuente: Elaboración Propia]…….……….. 74. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. Figura. 26. Comparación de las notas del examen de la Unidad 1 y Unidad 2 de los alumnos que participaron en la aplicación del modelo. [Fuente: Elaboración Propia]…………………….. 76 Figura. 27. Comparación de las notas del examen de la Unidad 1 y Unidad 2 de 08 alumnos que no participaron en la aplicación del modelo. [Fuente: Elaboración Propia]………………….77 Figura. 28 Presentación inicial del Prototipo de Software [Fuente: Elaboración Propia]…… 83. S. Figura. 29. Examen de Entrada [Fuente: Elaboración Propia]………………………………. 83. IC. A. Figura. 30. Mensaje que indica que falta responder una pregunta. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Figura. 31. Ventana para descargar los Objetos de Aprendizaje. S. [Fuente: Elaboración Propia]………………………………………………………………… 84. [Fuente: Elaboración Propia]………………………………………………………………… 84 Figura. 32. Examen generado de nivel 1 [Fuente: Elaboración Propia]……………………. 85 Figura. 33. Examen generado de nivel 2 [Fuente: Elaboración Propia]……………………. 85 Figura. 34. Examen generado de nivel 3 [Fuente: Elaboración Propia]……………………. 86. B. IB. LI. O. T. E. Figura. 35. Mensaje Final al completar todos los niveles [Fuente: Elaboración Propia]…… 86. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. CAPITULO 1: INTRODUCCION 1.1. Realidad Problemática. La calidad educativa es uno de los grandes problemas en nuestros país, así lo demuestran diversas investigaciones (Grade, 2012) que coinciden en señalar que el problema más importante en la educación peruana continúa siendo la baja calidad, por. S. ejemplo, en las últimas cifras de la Evaluación Censal de Estudiantes (ECE) 2013, se. A. indica que solo una pequeña proporción de los estudiantes logra alcanzar el nivel de. IC. aprendizaje suficiente en matemáticas (15,1%), y comprensión de lectura (9,6%) que. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. corresponden al grado que cursan.. En educación superior, la Universidad Mayor de San Marcos, es la primera casa de estudios superior en aparecer en el ranking mundial de universidades, en el puesto 601, y a nivel latinoamericano, aparece en el puesto 95 (QS, 2012).. Ante esta realidad, se ha intentado establecer la solución mediante la incorporación de herramientas e infraestructura tecnológica como la implementación de laboratorios de cómputo con acceso a internet, pero no se ha logrado el éxito esperado. Un ejemplo concreto es el Proyecto Huascarán creado por el gobierno en el año 2001 y desde su creación hasta hoy ha otorgado más de 850 mil laptops educativas integrando a las comunidades rurales al mundo globalizado, a pesar de ello no se ha incrementado considerablemente la calidad educativa, permaneciendo aún como uno de los últimos en. E. el ranking de educación mundial.. T. El alcance que tiene estos tipos de proyectos no son suficientes para resolver el. O. problema de le educación nacional, debido a que la información en la red no es. LI. específica y el alumno pasaba horas tratando de encontrar lo que necesita, además la. IB. mayoría de las fuentes no son fiables porque no existen filtros para los autores de dicha. B. información. Algunas instituciones educativas han optado por usar Aulas Virtuales, las cuales son herramientas que permiten interactuar al alumno y al profesor en un ambiente colaborativo, donde el docente puede crear e integrar objetos de aprendizaje para usarlas en los cursos que dicta, soportando una enseñanza más didáctica y logrando que el alumno disponga de información específica. Sin embargo el aprendizaje del alumno no es personalizado y no dispone de niveles de enseñanza progresivos. Es decir no existe una medición de los saberes previos del alumno acerca de un tema en específico para luego poder facilitar los recursos digitales indicados en pro de que pueda adquirir nuevo conocimiento.. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 1.2. Antecedentes. Luego de hacer una búsqueda en las bibliotecas de la Universidad Nacional de Trujillo y a través de Internet, se encontró la siguiente información:  De Kereki Guerrero, I. (2003), en su tesis “Modelo para la creación de Entornos de Aprendizaje basados en Técnicas de Gestión del Conocimiento”, Recuperado de:. S. http://www.ort.edu.uy/fi/pdf/Tesis.pdf, se presenta el diseño y arquitectura de un. A. modelo de entornos de aprendizaje que se basan en la gestión del conocimiento,. S. IC. implementándose un sistema desarrollado en java y aplicado a estudiantes.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Dicha tesis aporta un análisis de la evolución de los entornos y modelos de aprendizaje, además, demuestra el impacto positivo de la aplicación de los entornos de aprendizaje en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje..  Alza Salvaterra, S. (2002), en su tesis “Aplicación de un Diseño Instruccional Basado en la Teoría de Procesamiento de la Información para la Construcción de Software Educativo Multimedial, en Alumnos del I Ciclo de Computación e Informática del Instituto Superior "Leonardo Da Vinci".” – Universidad Nacional de Trujillo, Escuela de Postgrado, se reorienta el empleo de la informática en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje del sector educativo peruano. El desarrollo de esta propuesta combina tanto métodos y técnicas pedagógicas como metodológicas que propone las. T. E. tecnologías de la Información.. O. Dicha tesis aporta una metodología que utiliza la informática como recurso. LI. educativo en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje. Además, se mide la mejora. B. IB. educativa de un grupo estudiante a los que se le aplica la metodología propuesta..  Del Moral, E., Cernea, D. (2007), en su artículo “Diseñando Objetos de Aprendizaje como facilitadores de la construcción del conocimiento”. Recuperado de: http://www.uoc.edu/symposia/spdece05/pdf/ID16.pdf, se analiza los Objetos de Aprendizaje y cómo pueden servir como soporte en la construcción del conocimiento.. Dicho artículo aporta el concepto, estructura y alcance de los Objetos de Aprendizaje, además se analiza las implicaciones de su uso en el aprendizaje del alumno. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante.  Boluda, P. (2011), en su tesis “Creación de conocimiento en el aula mediante el uso de las Tic. Un estudio de caso sobre el proceso de aprendizaje”. Universitat Rovira i Virgili, se analizan los modelos de aprendizaje existentes y el impacto de las Tic en este proceso.. Dicho artículo aporta el análisis de los modelos de aprendizaje y su relación con las Tic, además se muestran teorías que apoyan el uso de herramientas informáticas en. IC. A. S. el proceso de aprendizaje.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. 1.3. Objetivos. 1.3.1. Objetivo General. Diseñar un modelo computacional basado en objetos de aprendizaje como soporte en el proceso enseñanza-aprendizaje del estudiante.. 1.3.2. Objetivos Específicos. A. Analizar el proceso enseñanza-aprendizaje para definir el dominio del problema. B. Analizar los objetos de aprendizaje en el proceso enseñanza-aprendizaje C. Diseñar un modelo computacional basado en objetos de aprendizaje. D. Definir la arquitectura del modelo computacional.. E. E. Implementar un prototipo de software del modelo computacional en base a. T. objetos de aprendizaje que de un soporte al proceso enseñanza-aprendizaje del. LI. O. estudiante.. B. IB. 1.4. Formulación del Problema ¿Cómo brindar un soporte al estudiante en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje?. 1.5. Hipótesis. El Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje servirá de soporte en el Proceso Enseñanza-Aprendizaje del estudiante.. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 1.6. Justificación del Problema. Desde un punto de vista científico:  El modelo computacional planteado servirá como guía para futuros estudios del uso de objetos de aprendizaje en la mejora de la calidad educativa.  El modelo propuesto aportará un esquema formal para brindar un soporte al. S. estudiante en el proceso enseñanza-aprendizaje.. IC. A.  El modelo propuesto permitirá generar evaluaciones personalizadas de acuerdo al nivel académico del alumno.. alumno. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S.  Brindará recursos digitales personalizados de acuerdo al conocimiento evaluado del. Desde un punto de vista técnico:.  Se brindará un soporte automatizado al estudiante dentro del proceso enseñanzaaprendizaje. Desde un punto de vista Humanista:.  Servirá a las instituciones educativas en su labor de dar herramientas que den soporte en generar conocimiento autodidacta en los alumnos, ya que el prototipo de software. E. que implementa el modelo computacional permitirá personalizar de forma progresiva. B. IB. LI. O. T. el aprendizaje.. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO 2.1. Modelos y Arquitecturas de Software En este apartado detallaremos los modelos y su clasificación para definir el tipo de modelo que vamos a diseñar., además explicaremos los tipos de arquitectura de software existentes, los cuales nos ayudarán a definir la arquitectura que tendrá. A. S. nuestro modelo.. S. IC. 2.1.1. Modelos. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Un modelo es el resultado del proceso de generar una representación abstracta, conceptual, gráfica o visual de fenómenos, sistemas o procesos a fin de analizar, describir, explicar, simular y predecir esos fenómenos o procesos. La creación de un modelo es la parte esencial de toda actividad científica [Tamayo, 1991].. Clasificación. Según el tipo de modelo se tienen los siguientes:. a. Modelo Conceptual. E. Es la representación mental de estructuras y procesos [Ibáñez, 2008].. LI. O. T. b. Modelo Semántico. B. IB. Es la formalización lingüística del modelo conceptual [Ibáñez, 2008].. c. Modelo Matemático Es una descripción de un sistema, usando conceptos y lenguaje matemático con el objetivo de ayudar a explicar un sistema, estudiar los efectos de los diferentes componentes y hacer predicciones acerca de su comportamiento [Ibáñez, 2008].. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. d. Modelo Computacional Es el conjunto de formalismos de representación y métodos para procesarlos, materializados mediante estructuras de datos y algoritmos computacionales, debiendo presentar un flujo de entrada, proceso y salida [Moreira, 2007].. S. Según la información disponible se tienen los siguientes:. IC. A. - Modelo de Caja Negra. En este modelo no hay información previa disponible. Las relaciones entre. S. las variables y los valores de los parámetros pretenden ser determinadas. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. [Franchini, 2005].. - Modelo de Caja Blanca. Toda la información necesaria se encuentra disponible. Se pretende conocer las relaciones entre las variables cuyos valores son conocidos y por ello son considerados más fáciles [Franchini, 2005].. En lo general, los modelos típicos se encuentran en una posición intermedia entre ambos tipos, y siempre es preferible usar la mayor cantidad de información posible para hacer el modelo más exacto [Franchini, 2005].. E. 2.1.2. Arquitectura de Software. T. Shaw y Garlan [Shaw, 1996] analizan la arquitectura de software de la siguiente. LI. O. manera:. B. IB. “Desde la primera vez que un programa se dividió en módulos, los sistemas de software han tenido arquitecturas, y los programadores han sido responsables de las interacciones entre los módulos y las propiedades globales del ensamblaje. Históricamente, las arquitecturas han estado implícitas (como accidentes de implementación o sistemas heredados del pasado). Los buenos desarrolladores de software han adoptado con frecuencia uno o varios patrones arquitectónicos como estrategia para la organización del sistema, pero los emplean de manera informal y no tienen medios para hacerlos explícitos en el sistema resultante”. Con su análisis tenemos una visión general de este concepto, a continuación citaremos las definiciones más destacadas sobre la Arquitectura de Software.. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. La del estándar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) que indica: “La Arquitectura de Software es la organización fundamental de un sistema encarnada en sus componentes, las relaciones entre ellos y el ambiente y los principios que orientan su diseño y evolución” [IEEE, 2006]. Bass, Clements y Kazman definen la Arquitectura de Software como: “Una vista del sistema que incluye los componentes principales del mismo, la conducta de. S. esos componentes según se la percibe desde el resto del sistema y las formas en. A. que los componentes interactúan y se coordinan para alcanzar la misión del. IC. sistema. La vista arquitectónica es una vista abstracta, aportando el más alto nivel. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. de las abstracciones” [Bass, 2003].. S. de comprensión y la supresión o diferimiento del detalle inherente a la mayor parte. De la definición anterior, definimos un componente como: “Un componente es un bloque de construcción modular para el software de cómputo. De manera más formal, la especificación unificada de lenguaje de modelado de OMG define un componente como una parte modular, desplegable y reemplazable de un sistema que encapsula implementación y expone un conjunto de interfaces. Los componentes pueblan la arquitectura de software ayudando a cumplir con los objetivos y requisitos del sistema en construcción. Debido a que los componentes residen en el interior de la arquitectura de software, deben comunicarse y colaborar con otros componentes y con entidades (como otros sistemas, dispositivos,. E. personas) que existen fuera de los límites del software” [Pressman, 2006].. O. T. 2.1.2.1. Importancia de la Arquitectura de Software. LI. Pressman cita a Bass y colegas para identificar las tres razones por las cuales la. B. IB. arquitectura de software es importante [Pressman, 2006]:  Las representaciones de la arquitectura de software permiten la comunicación entre todas las partes (participantes) interesadas en el desarrollo de un sistema de cómputo.  La arquitectura destaca las decisiones iniciales relacionadas con el diseño que tendrán un impacto profundo en todo el trabajo de la ingeniería de software que le sigue y, lo que también resulta importante, en el éxito final del sistema como entidad operacional.  La arquitectura de software “constituye un modelo relativamente pequeño e intelectualmente comprensible de cómo está estructurado el sistema y cómo trabajan juntos sus componentes” 15. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 2.1.2.2. Estilos Arquitectónicos. Pressman establece el razonamiento sobre estilos de arquitectura como uno de los aspectos fundamentales de la disciplina de Arquitectura de Software, definiendo que: “Un estilo es un concepto descriptivo que define una forma de articulación u organización arquitectónica. El conjunto de los estilos cataloga las formas básicas posibles de estructuras de software, mientras que las formas complejas se articulan. A. S. mediante composición de los estilos fundamentales” [Pressman, 2006].. IC. Cada estilo arquitectónico describe una serie de sistemas que abarca [Pressman,. S. 2006]:. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ.  Un Conjunto de Componentes (por ejemplo, una base de datos, módulos computacionales) que realizan una función requerida por el sistema.  Un Conjunto de Conectores que permiten la “comunicación, coordinación y cooperación” entre los componentes..  Restricciones, que definen como se integran los componentes para formar el sistema..  Modelos semánticos que permiten a un diseñador, mediante el análisis de las propiedades conocidas de las partes que lo integran, comprender las propiedades generales de un sistema.. Aunque se han creado millones de sistemas de cómputo en los últimos 50 años, la gran mayoría puede clasificarse en un número relativamente pequeño de estilos. O. T. E. arquitectónicos:. LI. a. Arquitectura centrada en los datos. B. IB. Un almacén de datos (por ejemplo, un archivo o una base de datos) se encuentra en el centro de esta arquitectura; otros componentes tienen acceso a él y cuentan con la opción de actualizar, agregar, eliminar o, por otra parte, modificar los datos de ese almacén. En la Figura 01 se ilustra un estilo típico centrado en datos.. El software cliente tiene acceso a un almacén central. En algunos casos éste es pasivo. Es decir, el software cliente accede a los datos independientemente de cualquier cambio hecho a los datos o a las acciones de otro software cliente. Una variación de este enfoque transforma el depósito en un “pizarrón” que envía notificaciones al software cliente cuando cambian los datos de interés para el cliente. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. Esta arquitectura promueve la capacidad de integración, esto significa que es posible cambiar componentes existentes y agregar nuevos componentes cliente a. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. A. S. la arquitectura sin preocuparse por otros clientes.. Figura 01: Arquitectura centrada en datos [Pressman, 2006]. b. Arquitectura centrada en los flujos de datos. Esta arquitectura (Figura 02) se aplica cuando los datos de entrada se habrán de transformar en datos de salida mediante una serie de componentes para el cálculo o la manipulación. Se basa en el patrón “pipe and filter” (tuberías y filtros) que consta de un conjunto de componentes denominados “filtros” conectados entre sí por “tuberías” que transmiten datos desde un componente al siguiente.. Cada filtro trabaja independientemente de aquellos componentes que se. T. E. encuentran en el flujo de entrada o de salida; está diseñado para recibir la entrada. O. de datos de una cierta forma y producir una salida de datos (hacia el siguiente. LI. filtro) de una forma específica, sin la obligación de conocer el trabajo de los. B. IB. filtros vecinos.. Si el flujo degenera. en una sola línea de transformaciones se denomina. procesamiento por lotes secuencial. Esta estructura acepta un procesamiento por lotes de datos y luego aplica una serie de componentes secuenciales (filtros) para transformarlos.. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. A. S. (a) Tuberías y Filtros. (b) Secuencial por lotes. Figura 02: Arquitectura de flujo de datos [Pressman, 2006]. c. Arquitectura llamada y respuesta (call and return). Con esta arquitectura los diseñadores de software obtienen una estructura de programa que resulta relativamente fácil de modificar y escalar. Dentro de esta arquitectura encontramos dos estilos:.  Programa Principal / Subprograma: Esta estructura de programa clásica separa la función en una jerarquía de control donde un programa principal invoca a varios componentes de programa, los que a su vez pueden invocar a otros. En. E. la Figura 03 se observa una arquitectura de este tipo.. programa principal/subprograma se distribuyen entre varias computadoras de una red.. B. IB. LI. O. T.  Llamada de procedimiento remoto: Los componentes de una arquitectura de. Figura 03: Arquitectura de programa Principal/Subprograma [Pressman, 2006] 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. d. Arquitectura orientada a objetos Los componentes de un sistema encapsulan los datos y las operaciones que deben aplicarse para manipular los datos. La comunicación y coordinación entre componentes se consigue mediante el paso de mensajes.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. A. S. En la Figura 04 se observa una arquitectura de este tipo.. Figura 04: Arquitectura Orientada a Objetos [Acuña, 2009]. e. Arquitectura estratificada. Se define un conjunto de capas, cada una de ellas realiza operaciones que se acercan progresivamente al conjunto de instrucciones de la máquina. En la capa externa los componentes sirven a las operaciones de interfaz de usuario. En la capa interna los componentes sirven como interfaz con el sistema operativo. Las capas intermedias proporcionan servicios de utilería y de software de. E. aplicaciones.. B. IB. LI. O. T. En la Figura 05 se observa una arquitectura de este tipo.. Figura 05: Arquitectura Estratificada [Pressman, 2006]. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 2.2. Objetos de Aprendizaje Con el propósito de aprovechar al máximo el potencial de los contenidos digitales, en el ámbito educativo ha surgido un nuevo concepto que está causando cambios radicales en la forma de conceptuar y hacer contenidos, al cual se le denomina Objeto de Aprendizaje. Este tipo de recursos tienen características particulares que dan capacidades y funcionalidades a los sistemas de gestión de aprendizaje, principalmente. A. S. desde el punto de vista de la organización y reutilización de recursos.. IC. A continuación se desarrollará de manera extendida los objetos de aprendizaje teniendo. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. repositorios, estándares y especificaciones.. S. como contenido su definición, atributos, granularidad, reutilización, creación,. 2.2.1. Definición. “Un Objeto de Aprendizaje es cualquier entidad, digital o no digital, la cual puede ser usada, re-usada o referenciada durante el aprendizaje apoyado por tecnología […] Ejemplos de Objetos de Aprendizaje incluyen una lección, un simple archivo JPEG, contenidos multimedia, un video, simulaciones, cuadros digitales, animaciones…” [Balci, B. & Inceoglu, M., 2006].. Formalmente no hay una única definición del concepto de objeto de aprendizaje y las definiciones son muy amplias. El Comité de Estandarización de Tecnología. E. Educativa dice que los objetos de aprendizaje son “una entidad, digital o no digital,. T. que puede ser utilizada, reutilizada y referenciada durante el aprendizaje apoyado. O. con tecnología”; Según Wiley (2000) son “cualquier recurso digital que puede. aprendizaje que direcciona a un tema claramente identificable o. salida de. aprendizaje y que tiene el potencial de ser reutilizado en diferentes contextos”.. B. IB. LI. ser reutilizado para apoyar el aprendizaje, es una pieza digital de material de. De acuerdo a las definiciones señaladas, podemos concluir que los Objetos de Aprendizaje son unidades mínimas con significado por sí mismas que se encuentran constituidas por paquetes de información multiformato, dotado de las siguientes características: Orientado a brindar información para lograr un único objetivo educativo; reutilizable a otros contextos por su granularidad; relevante como experiencia de aprendizaje significativo e identificable a través de metadatos.. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. Ejemplos de Objetos de aprendizaje Se dan como ejemplos de objetos de aprendizaje los contenidos multimedia, el contenido instruccional, los objetivos de aprendizaje, software instruccional, personas, organizaciones o eventos referenciados durante el aprendizaje basado en tecnología. Como ejemplos se puede incluir una imagen, un mapa, una pieza de texto, una pieza de audio, una evaluación o más de uno de estos recursos, cabe. S. resaltar que se mencionan extractos o sólo parte de los recursos y es posible no. A. considerar el recurso completo, como asimismo hace hincapié en que un OA también. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. puede ser el conjunto de dos o más recursos.. Figura. 06. Conceptuación de un OA [Rehak & Mason, 2003]. 2.2.2. Atributos de los Objetos de Aprendizaje. Los Objetos de Aprendizaje no pueden ser creados como otro recurso más de información aislado, en su concepción debe pensarse que sean recursos con atributos específicos para su interacción en un entorno e-learning, fáciles de. E. localizar, utilizar, almacenar y compartir. Para ello, estos recursos deben ser. LI. O. T. (Rehak & Mason, 2003):. B. IB.  Reutilizables. El recurso debe ser modular para servir como base o componente de otro recurso. También debe tener una tecnología, una estructura y los componentes necesarios para ser incluido en diversas aplicaciones.  Accesibles. Pueden ser indexados para una localización y recuperación más eficiente, utilizando esquemas estándares de metadatos.  Interoperables. Pueden operar entre diferentes plataformas de hardware y software..  Portables. Pueden moverse y albergarse en diferentes plataformas de manera transparente, sin cambio alguno en estructura o contenido.  Durables. Deben permanecer intactos a las actualizaciones (upgrades) de software y hardware. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 2.2.2.1. La granularidad Aunque se menciona que un Objeto de Aprendizaje (OA) es “una pieza pequeña” o un recurso “modular” no se puede especificar una dimensión precisa. El tamaño de. OA2. OA3. IC. OA1. A. S. un OA es variable y esto se conoce como granularidad.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. Figura. 07. Objetos de aprendizaje de distinta granularidad (Duncan, 2003). En la Figura 07 se han representado, a través de hexágonos, lo que pueden ser unidades de contenido o elementos que componen al OA. Por ejemplo, el OA1 podría ser una imagen y el OA2 podría ser una página web que incluye texto e imágenes. El OA3 puede ser un recurso multimedia en el que se incluyen más unidades de contenido que en los objetos anteriores.. No es posible definir la cantidad de información o elementos que un OA debe contener, esto dependerá de las necesidades y habilidades del autor para trabajar y conceptuar trozos de contenidos que irán formando un curso, el reto es crear objetos que mantengan la unidad y sean auto contenidos. Por ejemplo (Figura 8), un curso se divide en módulos, un módulo en lecciones y las lecciones en temas; si la unidad. E. mínima en que se puede fraccionar ese curso es “tema” entonces la construcción de. O. T. OA para dicho curso estará orientado a la fracción o granularidad “tema”, en este. LI. ejemplo se construiría un OA para el TEMA1 y otro para el TEMA2, que. B. IB. seguramente tendrán un tamaño distinto.. La forma en la que los recursos se agregan o unen entre sí puede ayudar a definir su granularidad, también lo puede ser su tamaño en relación al número de páginas, de duración o tamaño del archivo. Sin embargo, el mejor criterio para definir la granularidad de un objeto es por sus propósitos u objetivos (Duncan, 2003).. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. S. IC. A. S. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Figura. 08. Taxonomía de un curso con OA (Duncan, 2003).. Se considera una buena práctica que los OA cubran un único objetivo de aprendizaje y para lograrlo deben mantener independencia del contexto y no requerir de otros recursos, es decir, que sean autosuficientes y contengan en sí mismos los recursos necesarios para poderse interpretar.. 2.2.2.2. Reutilización de los Objetos de Aprendizaje. La característica más notable en las diferentes definiciones de los OA es la reutilización. El concepto de reutilización en los OA, está altamente vinculado a las definiciones para la reutilización de componentes de software en informática. García. T. E. (2000) indica que la reutilización se trata de utilizar elementos de software. O. previamente desarrollados para generar un nuevo producto de software. Lograr la. LI. reutilización requiere de tener un diseño, un desarrollo y una documentación que. B. IB. aseguren un alto nivel en la calidad del producto y pueda éste trabajar de forma sencilla con otros. En los OA se requieren los mismos cuidados para lograr la reutilización.. La reutilización de un contenido aumenta su valor y produce ahorro, en diferentes sentidos, a nivel institucional o individual. El gran potencial de la reutilización de los OA es poder aprovechar los contenidos que han desarrollado otros para formar nuevos recursos. En la Figura 09 se ejemplifica cómo a partir de tres OA independientes se genera otro nuevo, no se tuvo que desarrollar nuevo contenido únicamente se reutilizó el que ya existía. Otro tipo de reutilización es la del mismo OA pero entre aplicaciones, 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. por ejemplo, si el OA 1 de la Figura 09 fuera “comportamiento de animales mamíferos” éste puede utilizarse tanto en un curso de biología como en un curso de psicología animal. El contenido no cambia, sólo se incluye en otro programa. OA4. S. IC. OA2 + OA1+ OA3. A. S. académico que le da un contexto diferente.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Figura. 09. Creación de un OA a partir de la composición de otros (Duncan, 2003). Para la reutilización, así como para lograr los otros atributos descritos, es necesario que el objeto de aprendizaje cuente con los metadatos que le permitan ser identificado, organizado y recuperado, entre otros aspectos como la categorización y calificación pedagógica del objeto, pero lo más importante es que esos metadatos estén basados en un estándar, a fin de asegurar su compatibilidad e interoperabilidad con los sistema que puedan reutilizarlo, ya sean estos plataformas de aprendizaje o repositorios que intercambien contenidos.. En resumen, para que un OA sea reutilizable debe tenerse siempre asociado al. E. recurso los metadatos que lo describen y quién lo utiliza debe encontrarle los. T. propósitos u objetivos en un contexto particular de aprendizaje (Rehak & Mason,. LI. O. 2003), sean estos compatibles o no con objetivos de su creador.. B. IB. Como se ha mencionado, una parte intrínseca de los OA son los metadatos y la reutilización en gran medida dependerá de éstos, por lo que a continuación se profundiza en este tema, así como en la normalización que se considera fundamental para tener un llenado homogéneo de los metadatos.. 2.2.3. Metadatos Los metadatos son un conjunto de atributos o elementos necesarios para describir un recurso. A través de los metadatos se tiene un primer acercamiento con el objeto, conociendo rápidamente sus principales características. Son especialmente útiles en. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. los recursos que no son textuales y en los que su contenido no puede ser indizado por sistemas automáticos, por ejemplo, los multimedios o un audio.. Caplan (2003) refiere el nacimiento del término a las ciencias computacionales, en donde el prefijo “meta” significa “acerca de”, así un metalenguaje es un lenguaje utilizado para describir otros lenguajes. A comienzos de la década de los años 90´s el término metadata como “datos acerca de los datos” estaba ya siendo utilizado para. S. identificar archivos digitales de conjuntos de datos científicos, sociales y. A. geoespaciales. Con la expansión de Internet y la Web, los metadatos comenzaron a. S. IC. ser utilizados para describir Objetos de Información (OI) en la Red.. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. Un símil más próximo de los metadatos para el ámbito educativo, se encuentra en una ficha bibliográfica, en la que se tiene toda la información que describe al recurso y se puede decidir si se consulta o no sin haber tenido contacto directo con el libro (u otro recurso documental), esto hace más fácil y ágil ubicar el recurso que se desea consultar dentro de una colección. Algunos de los descriptores que contiene la ficha son: ubicación, título, autor, editorial, año de edición, tema y número de páginas de un libro, estos descriptores tienen su origen en la catalogación bibliotecaria y se conocen ahora también como metadatos.. La selección correcta del esquema de metadatos, la asignación adecuada de sus valores y la tecnología compatible entre los sistemas dan a los contenidos las. E. propiedades necesarias para potenciarlos como recursos reutilizables, asequibles y. O. T. durables.. B. IB. LI. 2.2.4. Normalización de datos Se ha mencionado que los metadatos son un componente clave para la reutilización de los recursos y para poder considerar a éstos como OA, pero no sólo el tener un esquema de metadatos dará a los recursos las potencialidades mencionadas, la estructura en que se organizan los metadatos y el llenado de los valores de cada uno cumple un papel fundamental. Caplan (2003) señala que “la eficacia en la transferencia de la información sólo se consigue mediante sistemas previamente organizados que faciliten el análisis y la recuperación del objeto sistematizado”. La normalización es toda actividad que aporta soluciones para aplicaciones repetitivas que se desarrollan, fundamentalmente, en el ámbito de la ciencia, la tecnología. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. y la economía, con el fin de conseguir una ordenación óptima en un determinado contexto.. Dar valores a un metadato puede parecer trivial, sin embargo, esto es una tarea de expertos, principalmente especialistas en el manejo de información, ya que para la recuperación de dichos recursos la búsqueda se hará sobre los datos capturados, lo cual inyecta singular importancia a los valores que se introduzcan y a que se. A. S. introduzcan correctamente.. IC. La normalización como complemento a la aplicación de especificaciones y. S. estándares reporta importantes beneficios para la reutilización y la interoperabilidad. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. de recursos y sistemas, pero lo más importante es que deja los datos preparados para futuras aplicaciones.. 2.2.5. Creación de Objetos de Aprendizaje. La utilización de OAs en una organización implica una serie de consideraciones que es necesario tomar en cuenta. En primer lugar, la creación de OAs requiere una serie de pasos que van desde su diseño hasta su implementación, para lo cual se requiere de determinadas herramientas y conocimientos sobre estándares y especificaciones.. Para especificar cada una de estas cuestiones a continuación se explicarán cada uno de los pasos necesarios para la creación de OAs. La Figura 10 presenta el proceso de. T. E. creación en 5 pasos según Hernández (2005). Según este autor cada uno de los cinco. O. pasos puede ser ejecutado por diferentes organizaciones o incluso es posible obviar. B. IB. LI. algunos de estos pasos. A continuación se explicarán cada uno de ellos.. Figura. 10. Pasos a seguir para la creación de OAs (Hernández, 2005). 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. a) Construcción de objetos de aprendizaje. Los objetos de aprendizaje son en principio los recursos digitales de siempre (páginas Web, vídeos, animaciones, etc.), sin embargo, la construcción de OA hace referencia al uso de estándares para dotar a esos recursos de propiedades que permitan conseguir, entre otras cosas: . Contenidos totalmente reutilizables, que puedan ensamblarse y separarse para formar nuevas unidades. Taxonomía unificada que proporcione. A. Posibilidad de elaborar repositorios que permitan el acceso a más. IC. . S. consistencia en la descripción de los contenidos.. contenidos, de más fuentes y más fácilmente localizables.. S. Escalabilidad y portabilidad para una migración sencilla a nuevas versiones,. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. . e incluso a una nueva plataforma. Interoperabilidad con otros sistemas.. Con estos objetivos, diferentes organismos se han constituido para estipular los estándares y especificaciones que deben reunir los contenidos educativos para satisfacer estos objetivos, es así como la creación de OAs va a depender de la especificación que se vaya a considerar. Veremos a continuación los estándares de construcción de Objetos de Aprendizaje.. IMS/SCORM. El IMS - Global Learning Consortium (normalmente conocido como IMS) es. E. una organización sin ánimo de lucro creada en 2004 con el propósito de. T. estandarizar los objetos de aprendizaje y apoyar el uso de tecnologías. B. IB. LI. O. educativas distribuidas en Internet, basadas en estándares XML abiertos.. SCORM (Sharable Content Object Reference Model) es un conjunto de normas y especificaciones aparecidas en 2005 con el propósito de crear objetos de aprendizaje totalmente distribuibles entre plataformas educativas, comparte por tanto muchas de las características de IMS pero es mucho menos ambicioso en sus pretensiones dado que sólo se ocupa del empaquetamiento de los objetos y su integración con la plataforma (LMS), por lo tanto, resulta más sencilla su implementación lo que ha propiciado un mayor difusión que el IMS. Para crear un objeto de aprendizaje, en el sentido que venimos usando este concepto, existen varias herramientas, pero, fundamentalmente citaremos dos, Reload y eXeLearning. Ambas son de libre distribución y multiplataforma. 27. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. Obviamente, no documentaremos el uso de estas herramientas, dado que escapa a los objetivos de esta tesis, además que probablemente necesitaríamos un curso exclusivo dedicado a ellas.. Reload (Reusable eLearning Object Authoring & Delivery) Es un proyecto de la Universidad de Bolton y de la Universidad de Strathclyde. S. para dotar de herramientas de autor al profesorado y que sea capaz de elaborar. A. documentación.. (creación. de. Objetos. de. Aprendizaje). bajo. estándares. S. contenidos. IC. Es un editor de código abierto que permite editar, previsualizar y empaquetar. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. internacionales. Se puede instalar en tres sistemas operativos: Windows, Macintosh y Linux.. Existe abundante documentación en la red para aprender a manejar esta herramienta. Lógicamente, deberíamos empezar por la guía oficial disponible en la propia página web del proyecto.. eXeLearning. Es un proyecto liderado por la Universidad de Auckland - Nueva Zelanda, también con el propósito de desarrollar herramientas de autor para el profesorado.. Es una herramienta muy potente con un manejo muy sencillo. Desde el primer. E. momento seremos capaces de crear nuestra propia documentación sin apenas. O. T. esfuerzo.. B. IB. LI. Como contrapartida, cabe mencionar que su desarrollo se encuentra un tanto frenado puesto que sería necesaria una reescritura total del código fuente para adaptarla a las nuevas versiones de los navegadores y armonizarla con la evolución de las librerías utilizadas para su funcionamiento.. b) Etiquetado y empaquetado de OA. El etiquetado corresponde al proceso de agregación de metadatos a los objetos de aprendizaje. Este proceso se puede llevar a cabo una vez que ya ha sido creado el objeto, sin embargo podría considerarse como parte del proceso de creación porque para que un recurso se considere como OA debe tener incorporados metadatos que permitan su gestión.. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. c) La distribución de los OA. Consiste en la entrega a los estudiantes a través de una plataforma de los cursos que se hayan generado ya sea como paquetes de contenidos SCORM o paquetes de recursos IMS. Para realizar la distribución es necesario importar el paquete a una plataforma que lo soporte.. 2.2.6. Repositorios de Objetos de Aprendizaje. S. En el punto 2.2.4 se ha insistido en que la reutilización debe ser la característica. A. principal de los Objetos de Aprendizaje, es entonces casi intrínseco que se tenga un. IC. lugar destinado para su almacenamiento y clasificación para facilitar posteriormente. S. su mantenimiento, localización y, posiblemente, también compartir ese OA con otros. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. sistemas para aplicaciones diversas. Este almacén es lo que se conoce como Repositorio de Objetos de Aprendizaje (ROA).. Un Repositorio es un concepto tan amplio que va desde sencillos sistemas de almacenamiento hasta complejos entornos que incorporan, además de los sistemas de almacenamiento, conjuntos de herramientas que ayudan al proceso de reutilización.. El estándar IMS -Digital Repositories Interoperability, define los repositorios digitales como “una colección de recursos accesibles en la red”. Como se representa en la Figura 11, estos depósitos pueden:. 1. Mantener el contenido: Son ROAs que contienen los objetos de aprendizaje y sus metadatos, en éstos los objetos y sus descriptores se encuentran dentro de un. T. E. mismo sistema e incluso dentro de un mismo servidor (a). O. 2. Mantener sus metadatos: los que contienen sólo los metadatos, en este caso el. LI. repositorio contiene sólo los descriptores y se accede al objeto a través de una. B. IB. referencia a su ubicación física que se encuentra en otro sistema o repositorio de objetos (b). 3.. ROAs Mixtas: Es común encontrar repositorios mixtos, en los que se hace una combinación de los dos tipos de ROAs mencionados (c). Hoy en día existe gran cantidad de repositorios de objetos de aprendizaje, este hecho sin duda potencia el usar, compartir, indexar y recuperar recursos, aunque la gran cantidad y diversidad de ellos puede hacer más compleja la tarea de seleccionar los recursos más apropiados, es decir que satisfagan los requerimientos del profesor o del aprendiz.. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. S. IC. A. S. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. Figura. 11. Repositorios según su contenido (Hernández, 2005). 2.3. Proceso Enseñanza – Aprendizaje 2.3.1. Definición. El Proceso Enseñanza-Aprendizaje (PEA) constituye una unidad, en la que no existen dos procesos independientes que puedan sucederse uno después de otro, sino que son términos correlativos. La concepción sobre dos fases distintas:. E. primero la enseñanza y luego el aprendizaje, corresponde a ideas didácticas. T. antiguas.. O. En el acto educativo hay actividades que se dan simultáneamente: la actividad del. B. IB. LI. alumno que es dirigido, y la actividad del maestro que dirige. Por ningún motivo puede considerarse dos momentos en el mismo acto educativo. [Díaz, 2002]. 2.3.2. Aprendizaje Existen múltiples definiciones sobre el aprendizaje, las cuales han ido apareciendo con el paso de los años, esto debido a diferentes razones como el avance de la ciencia, que permite hacer estudios de mayor profundidad al cerebro, las diferentes teorías del aprendizaje existentes, los tipos de aprendizaje descubiertos, etc. Hace mucho tiempo atrás se concebía el aprendizaje como la capacidad de memorizar, “aprender a memorizar”. Actualmente se concibe al aprendizaje como un “proceso integral” que permite producir cambios conductuales en el sujeto. 30. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Diseño de un Modelo Computacional basado en Objetos de Aprendizaje como Soporte en el Proceso Enseñanza Aprendizaje del Estudiante. 2.3.2.1. Definición El aprendizaje se define como: Según Schunk [Schunk, 1997] modificación. aprender comprende la adquisición y la. de conocimiento, habilidades, estrategias, creencias, actitudes y. conductas. Exige capacidades cognoscitivas,. lingüísticas, motoras y sociales.. Aprender es un cambio perdurable de la conducta o en la capacidad de. S. conducirse de manera dada como resultado de la práctica o de otras formas de. IC. A. experiencia.. S. El matemático Norbert Wiener [Wiener, 1967], padre de la cibernética define “un. C Y A M D A E T C E IE M N Á C T I IC A A S S FÍ. sistema organizado es aquel que transforma un cierto mensaje de entrada en otro de salida de acuerdo con algún principio de transformación. Si tal principio está sujeto a cierto criterio de validez de funcionamiento y si el método de transformación se ajusta a fin de que tienda a mejorar el funcionamiento del sistema, se dice que el sistema aprende”. En otras palabras, aprender implica adquirir nuevos modelos mentales, conocimiento, habilidades, destrezas, etc., que permiten afrontar, con más posibilidades de éxito la solución de cualquier problema, mejorando la toma de decisiones en base a la experiencia.. Ausubel. y. colegas. [Ausubel, y otros,. 1990] diferencian los conceptos de. aprendizaje memorístico y aprendizaje significativo. El aprendizaje significativo es el proceso de adquirir significados nuevos. Es un proceso activo que requiere por. T. E. lo menos a) del tipo de análisis cognoscitivo necesario para averiguar cuáles. O. aspectos de la estructura cognoscitiva existente son más pertinentes al. LI. nuevo material potencialmente significativo; b) cierto grado de reconciliación. B. IB. con las ideas existentes en la estructura cognoscitiva y c) la reformulación. del material de aprendizaje. El aprendizaje de memoria es la adquisición de asociaciones arbitrarias al pie de la letra en situaciones de aprendizaje en donde el material de aprendizaje en sí no se puede relacionar de manera sustancial y no arbitraria con la estructura cognoscitiva o donde el aprendiz exhibe una actitud de aprendizaje no significativa.. Además para aprender significativamente,. el. individuo. debe. tratar. de. relacionar los nuevos conocimientos con los conceptos y las proposiciones relevantes que ya conoce. En el aprendizaje memorístico, el nuevo conocimiento puede adquirirse mediante. la memorización. verbal, y puede incorporarse. 31 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.