Módulo de ejercitación y práctica para ambientes virtuales de aprendizaje

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(1)MODULO DE EJERCITACION Y PRÁCTICA PARA AMBIENTES VIRTUALES DE APRENDIZAJE. Proyecto de tesis. Natalia Camargo F.. Universidad de los Andes. Bogotá, Junio 23 de 2005.

(2) Contenido 1. Marco referencial............................................................................................................. 3 1.1 Introducción................................................................................................................ 3 1.2 Teorías de aprendizaje y su aproximación a la ejercitación y a la práctica .... 4 1.2.1 El modelo conductista........................................................................................... 4 1.2.2 El modelo cognitivo y el procesamiento de la información................... 6 1.2.3 El modelo constructivista............................................................................ 7 1.2.4 El aprendizaje significativo......................................................................... 7 1.3 Sistemas de ejercitación y práctica ................................................................10 1.4 Clasificación de los sistemas de ejercitación y práctica según el enfoque educativo.........................................................................................................................12 1.5 Estado del arte...................................................................................................14 2. Diseño educativo .......................................................................................................20 2.1 Objetivos generales................................................................................................20 2.2 Objetivos específicos..............................................................................................20 2.3 Conducta de entrada..............................................................................................21 2.4 Ambientes de ejercitación......................................................................................21 2.5 Evaluación del aprendizaje y nivel de logro........................................................22 Aprendizaje por niveles de dificultad......................................................................22 2.6 Retroalimentación y refuerzo ................................................................................24 2.7 Moti vación ................................................................................................................25 3. Diseño computacional...............................................................................................27 3.1 Definición funcional.................................................................................................27 Casos de uso Profesor.............................................................................................27 Casos de uso estudiante..........................................................................................28 3.2 Definición estructural..............................................................................................28 3.3 Definición de tecnología.........................................................................................31 3.4 Diseño comunicacional de la interfaz..................................................................32 3.5 Integración y comunicación...................................................................................33 4. Desarrollo y pruebas.................................................................................................34 4.1 Implementación del sistema..................................................................................34 4.2 Pruebas ....................................................................................................................37 5. Conclusiones..............................................................................................................37 ANEXOS .............................................................................................................................41 Diagrama de clases inicial............................................................................................41 Diagramas de secuencia..............................................................................................42 Diagramas de componentes........................................................................................55 REFERENCIAS..................................................................................................................57. 2.

(3) 1. Marco referencial. 1.1 Introducción La tarea de diseñar y desarrollar un ambiente de aprendizaje o un componente de este no es nada sencillo, ni debe hacerse sin una base teórica educativa sustentada. Para que el aprendizaje sea efectivo y duradero, es necesaria la evaluación de los contenidos del área a estudiar, de los objetivos de aprendizaje que se persiguen, de las características del entorno físico de aprendizaje, de los recursos disponibles y de las restricciones, para poder escoger la(s) teoría(s) o modelo(s) de aprendizaje que se adapte(n) mejor a dichas características y que cumpla(n) más eficazmente los objetivos de aprendizaje. Entre las diferentes teorías de aprendizaje existentes, se distingue una clasificación según el centro de atención de cada una. En un primer grupo se hallan los modelos conductistas, los cuales ponen toda su atención en la conducta o comportamiento humano. Para conducir al aprendiz de donde se supone que está o conoce, a donde debiera estar o conocer, el conductismo utiliza dos herramientas básicas: la teoría del reforzamiento y la programación en pequeños pasos (Galvis: 2000). En el segundo grupo se encuentran los modelos de estructura cognoscitiva, que se caracterizan por poner su foco de atención en el aprendiz, en sus estructuras mentales cognitivas y en sus expectativas. “Desde el punto de vista de la psicología cognoscitivista lo importante en la vida del hombre no es su conducta sino las modificaciones que ocurren en sus estructuras cognoscitivas” (citado por Galvis: 2000). Además es posible encontrar un enfoque entre los dos anteriores, en el que “se comparten algunas características. Ya no se habla de caja negra como en el primer enfoque, pero tampoco se considera al aprendiz, como único elemento de relevancia (enfoque de "caja traslúcida")” (Salcedo: 2002).. Un grupo más moderno es el de los modelos constructivistas, que parten de la teoría de Piaget. Los principios de esta teoría han sido elaborados por Papert, quien se refiere al construccionismo como una teoría que maximiza lo aprendido y minimiza lo enseñado (Salcedo: 2002).. 3.

(4) Además de los anteriores, e xisten cada vez más modelos nuevos de aprendizaje, que sirven como guía para la elaboración de pedagogías y metodologías de enseñanza en diferentes campos de interés, así como para la creación de variados materiales educativos.. A partir de una profundización en los principios de las teorías de aprendizaje existentes, se busca implementar un sistema de ejercitación y práctica como material educativo de apoyo, el cual tendrá su base en los principios de aprendizaje que se encuentren más adecuados para que dicho aprendizaje sea lo más efectivo y significativo posible. Este sistema permitirá principalmente que el estudiante pueda aplicar sus conocimientos o habilidades sobre uno o más temas, por medio de diferentes actividades de ejercitación. Adicionalmente, se pretende que el sistema sea un facilitador del proceso de diseño de dichas prácticas, ayudando al profesor o diseñador para que desarrollen estrategias didácticas completas que incluyan una actividad de ejercitación. Es por esto, que para la elaboración de una herramienta computarizada de ejercitación y práctica, es necesaria una evaluación de dichas teorías de aprendizaje, para tomar el camino más conveniente frente a estas.. 1.2 Teorías de aprendizaje y su aproximación a la ejercitación y a la práctica. 1.2.1 El modelo conductista. Dentro de los diferentes autores que se identifican con este modelo, Skinner es sin duda su principal fundador y representante, en especial por su formulación del condicionamiento operante y la enseñanza programada. Entre las teorías conductistas, se encuentran varias en las que la teoría de la ejercitación es una pieza clave dentro de sus preceptos. Los más destacados son el modelo de la instrucción directa, la simulación como modelo teórico-práctico de entrenamiento, el aprendizaje social y la instrucción programada. Sin embargo, sólo se profundizará un poco el primero, que es el que más se interrelaciona con el tema en cuestión.. 4.

(5) La instrucción directa proviene de los psicólogos del entrenamiento y los psicólogos de la conducta. De los primeros, tomó las ideas de conceptualización de metas y de tareas de aprendizaje, el desglosamiento de tareas en componentes más pequeños, el desarrollo de actividades de entrenamiento y la organización de las actividades en secuencias. De los segundos, adaptó los principios de interacción docente-alumnos, modelización, refuerzo, realimentación y aproximación sucesiva (Calhoun: 2002). Según Martí (1992), de esta tendencia se pueden obtener las siguientes características educativas: Papel pasivo del sujeto. Organización externa de los aprendizajes. Los aprendizajes pueden ser representados en unidades elementales. Leyes de aprendizaje comunes a todos los individuos.. básicas. En cuanto al tema de la ejercitación, esta teoría subraya ciertas normas. Entre las más importantes están: el docente debe brindar asistencia al alumno en 3 niveles (altamente estructurada, guiada e independiente), dependiendo de la etapa en el proceso de aprendizaje, se deben promover las prácticas breves e intensas frente a las prolongadas ya que son más efectivas, se debe monitorear con cuidado la etapa inicial de la práctica para evitar que una ejecución incorrecta se fije en la memoria, entre otras. Otros fundamentos importantes que propone para la ejercitación son acerca del nivel de éxito que deben presentar los estudiantes antes de pasar al siguiente nivel de aprendizaje (entre el 85% - 90) y la cantidad de tiempo óptimo entre las sesiones de práctica, para que la información no se olvide, que debe ser reducido al comienzo y puede ir aumentando a medida que el estudiante se desenvuelve independientemente (Calhoun: 2002).. Las primeras utilizaciones del computador como apoyo al proceso de aprendizaje se basaron en la enseñanza programada de Skinner, y consistían generalmente en la presentación de una secuencia de preguntas, y un reforzamiento positivo o negativo dependiendo de la respuesta del alumno (Martí, 1992, 66). A este tipo de materiales computarizados se les clasifica en el modelo de EAO (Enseñanza 1 asistida por ordenador), y pertenecen a la categoría de MECs de ejercitación y práctica, basados en la precisión y en la repetición.. No obstante, esta aproximación a la ejercitación de los modelos conductistas solo busca el automatismo de ciertas conductas o respuestas frente a determinadas 1. Material Educativo Computarizado. 5.

(6) situaciones por medio de la repetición de ejercicios y el reforzamiento, y no se preocupa por la interiorización de los conceptos e ideas en la mente del aprendiz, ni de la asociación de estos con los preconceptos que ya existen en él, sino que intenta fijar los contenidos de manera aislada a la experiencia del sujeto. Esto ocasiona que los conocimientos nuevos sean susceptibles al olvido, ya que no se asocian correctamente con los hechos reales y ya conocidos, y no se comprenden totalmente. Asimismo, la individualización que intenta lograr este modelo no es conveniente dado que no tiene en cuenta el ritmo del alumno y no busca guiar al estudiante durante el proceso de aprendizaje.. 1.2.2. El modelo cognitivo y el procesamiento de la información. Dentro de las teorías pertenecientes a este modelo, la que más aporta en cuanto al tema de la ejercitación y la práctica en el proceso de aprendizaje es la del “Procesamiento de la información”. Planteada por Gagné, este enfoque busca estudiar conjuntamente instrucción y aprendizaje, tomando elementos no sólo del modelo cognitivo sino también de otras teorías. Según Gros (1997), los principios adaptados por Gagné de otras teorías son: -. Conductismo: Resalta la importancia de los refuerzos.. Aprendizaje significativo: Resalta la importancia de este y de la motivación intrínseca. Teorías del procesamiento de la información: Da importancia al esquema explicativo básico sobre las condiciones internas. La base fundamental de esta teoría es que para lograr determinados resultados en un proceso de aprendizaje, se necesitan conocer tanto las condiciones internas que intervienen en el proceso, como las condiciones externas que se requieren para que el aprendizaje sea óptimo. Los aportes de Gagné respecto al diseño de materiales educativos computarizados son valiosos, en especial las pautas de trabajo que proporciona para la selección y ordenación de contenidos y para las estrategias de enseñanza. Pero más específicamente, en el tema de la ejercitación, Gros (1997) señala como una de las dos contribuciones más importantes de este autor, a la concerniente al tipo de motivación (los refuerzos). Destaca como factor importante en el diseño de software educativo la consideración del refuerzo como motivador intrínseco, que. 6.

(7) proporcione realimentación de tipo informativa, que sirva de orientación a futuras respuestas, y no de tipo sancionadora que lo que promueve es una motivación extrínseca.. 1.2.3 El modelo constructivi sta. En los enfoques constructivistas, el aprendizaje y la enseñanza se abordan desde unos principios educativos distintos. La base de todo aprendizaje son los conocimientos previos y e xperiencias del aprendiz, y a partir de estos, se lleva a cabo una reestructuración de esquemas mentales mediante la asociación de lo que ya se sabe sobre determinado tema, con lo que es conocimiento nuevo. Más importante aún, para que se dé un aprendizaje efectivo, se debe presentar una contextualización, donde los aprendices ejecuten tareas significativas que tengan sentido dentro del ambiente que les rodea, por medio de materiales de aprendizaje potencialmente significativos. (Díaz: 2001) Así, el aprendizaje de un concepto comienza con la asignación de un significado, y finaliza con la construcción de un esquema mental a través de imágenes, enunciaciones verbales o modelos mentales. Está construcción de significados con sentido, nos lleva a la teoría del aprendizaje significativo que se examinará a continuación.. 1.2.4 El aprendizaje significativo. Este enfoque, centrado en el aprendizaje de materias escolares fundamentalmente, fue planteado por el psicólogo educativo David P. Ausubel en la década de los sesenta, y afirma que el proceso de aprendizaje esta acompañado por la reestructuración de las percepciones, conceptos, ideas y esquemas que el aprendiz posee en su estructura cognitiva. Existe una interacción entre la información proveniente del exterior, los esquemas de conocimiento previo y las características personales del que aprende. Además, en el aprendizaje significativo no se concibe al alumno como un receptor pasivo de la información, sino como un procesador activo de esta, que se encarga de relacionar cada concepto nuevo con conocimientos pertinentes existentes en su mente que sirvan de anclaje para los nuevos.. 7.

(8) “En síntesis, el aprendizaje significativo es aquel que conduce a la creación de estructuras de conocimiento mediante la relación sustantiva entre la nueva información y las ideas previas de los estudiantes” (Díaz: 2001). Según Shuell (1990), este tipo de aprendizaje se da principalmente en 3 fases. Una fase inicial en la que el conocimiento es poco sobre el dominio en cuestión, pero que a partir de los conocimientos previos de este o de otro dominio similar, y de las analogías entre estos, se va formando una visión global progresiva del tema. En la fase siguiente o intermedia, ocurre una mayor comprensión de los conceptos dada la aplicación que se les da en diversas situaciones; el conocimiento es abstraído y generalizado, y se retroalimenta reflexivamente sobre la aplicación de este. Por último, en la fase final, se da una mayor integración de las estructuras y los esquemas cognitivos, almacenando los nuevos hechos a los esquemas preexistentes, y se presenta una elevada aplicación de los nuevos conceptos de forma automática y con poco o ningún esfuerzo. Respecto al papel del software educativo, Ausubel se refiere a la instrucción programada y a la EAO como medios eficaces para el desarrollo del aprendizaje por descubrimiento mediante simulaciones, aunque esto finalmente no se pueda comparar con la realidad del laboratorio. Considera que la utilización de los ordenadores en la enseñanza debe estar respaldada por "una teoría validada empíricamente de la recepción significativa y el aprendizaje por descubrimiento" (Ausubel, Novak y Hanesian, 1989, 339). Pero a la vez, destaca como problemas principales de la EAO el hecho de que no permite la interacción entre alumnos ni de estos con el profesor, y que además, nunca será posible programar a una computadora para que responda todas las posibles preguntas que pueda formular un estudiante, por lo que el papel del profesor en la enseñanza es fundamental.. A continuación se presentan los factores específicos que según Ausubel (2002) se deben presentar en las sesiones de práctica (ejercitación) para que se de un aprendizaje significativo.. Factores específicos de la práctica Fundamentalmente, son necesarias tres condiciones para que la práctica produzca un dominio significativo del tema. La primera de ellas es que la actividad de aprendizaje sea lógicamente significativa, es decir, que represente un contexto 8.

(9) auténtico de la realidad que tenga que ver con el alumno y que se pueda abstraer de forma sencilla su finalidad. El segundo requisito es que el estudiante presente una postura de recepción al aprendizaje significativo y que posea las ideas “de anclaje” necesarias. Esto implica que el estudiante no tenga una actitud de aprendizaje memorista o repetitivo frente a los contenidos que se le exponen y que tenga en su estructura cognitiva ideas relacionadas con los nuevos conceptos, que le permitan asociar a estos últimos y anclarlos al sistema de conocimientos. La última condición necesaria es que el número, la distribución, la secuencia y la organización de los ensayos de práctica se ajusten a ciertos principios empíricamente establecidos, algunos de los cuales se abordarán más adelante.. En cuanto a la distribución de las sesiones de ejercitación y práctica, Ausubel(2002) recomienda que estas tengan una duración en lo posible breve y que estén separadas entre sí. La explicación de esto es que el olvido (reducido) que se produce entre sesión y sesión, brinda la oportunidad de encontrar las falencias y desconocimientos del tema y así aprovechar las prácticas posteriores para corregirlos. Así mismo, dicho descanso permite disipar confusiones y olvidar conceptos errados que interfieran en el aprendizaje.. La retroalimentación debe proporcionar efectos como condición incentiva, de confirmación, de corrección, de clarificación, y de evaluación cognitiva. “Una consecuencia inmediata de la retroalimentación […] es que, como resultado del descubrimiento de las partes de la tarea de aprendizaje que no se han dominado todavía de una manera suficiente, podemos centrar mejor nuestra atención y nuestro esfuerzo de una forma selectiva en estos últimos aspectos” (Ausubel, 2002, 291). Es decir, los efectos cognitivos que debe provocar este conocimiento de resultados son el refuerzo de la respuesta correcta, la corrección de errores, la confirmación de conceptos y de asociaciones apropiadas, la clarificación de ideas falsas y la indicación del grado de exactitud con que se dominan los distintos componentes de la tarea de aprendizaje. Según Ausubel (2002), el mayor resultado de este tipo de retroalimentación es que “aumenta la confianza del sujeto en la validez de los productos de su aprendizaje y sus aprendizajes se consolidan”.. Otro factor que debe ser tenido en cuenta para un aprendizaje significativo que se apoye en la práctica y ejercitación, es la heterogeneidad de los tipos de ejercicios o tareas de aprendizaje. La utilización de diversos contextos o ejemplos de la misma tarea permite la interiorización de conceptos con más rapidez, dada la disminución de la particularidad y el aumento de la generalidad, y e vita además el aburrimiento. Sin embargo, hay que tener especial cuidado en que esta heterogeneidad no impida un dominio global de la tarea de aprendizaje cuando se busca cantidad de conocimientos sobre la calidad en la profundidad de estos. 9.

(10) También es necesaria una orientación del alumno durante el proceso de ejercitación, pero que permita tanto la guía en momentos de incertidumbre, como la independencia de este en las situaciones en que pueda resolver por sí solo los ejercicios planteados. Por esto, Ausubel (2002) propone un descubrimiento semiautónomo u orientado que permita el desarrollo de aptitudes, la formación de principios generales y su respectiva aplicación, y que a la vez sensibilice al estudiante a los aspectos destacados del problema, lo oriente hacia el objetivo y fomente la economía del aprendizaje. El nivel de ayuda que se debe brindar al alumno en estas situaciones depende de factores como su grado de conocimiento de la materia, su madurez cognitiva, la naturaleza de la tarea de aprendizaje y de su objetivo (adquirir conocimientos, mejorar habilidades en la resolución de problemas/ejercicios, obtener una noción del método científico, etc.). Por último, otros factores indispensables para que se de una práctica significativa son la intención explícita de aprender del alumno junto con actitudes mentales que faciliten el aprendizaje significativo, y un grado mínimo de atención que lo permita.. 1.3. Sistemas de ejercitación y práctica. La ejercitación se puede definir como una herramienta de aprendizaje que básicamente está en función de garantizar la aplicación del conocimiento y de proporcionar retroinformación acerca de dicha aplicación. Por su parte, la práctica se define como la acción de hacer algo repetidamente para adquirir o refinar una habilidad o destreza. Los sistemas de ejercitación y práctica son usados en las dos últimas fases del proceso de aprendizaje: la aplicativa y la de retroalimentación. Su uso debe ser antecedido por la enseñanza de los conocimientos y destrezas que se van a practicar, a través de otro medio computacional o no (Galvis: 2000). Este tipo de MECs se utilizan en aprendizajes que requieren aplicación de algoritmos y en contenidos que requieren práctica (Gros: 1997). Estos sistemas pueden ser cerrados, en el caso en que a través de ejercicios y prácticas predeterminadas se pretenda que el estudiante asimile cierta información o desarrolle ciertas habilidades. En caso contrario, son sistemas abiertos cuando le presentan al docente un marco abierto donde puede crear ejercicios y actividades de cierto tema. También existen algunos intermedios o semiabiertos. 10.

(11) que permiten introducir algunos cambios como el nivel de dificultad, el plan a seguir, etc. Según Galvis, los requisitos básicos que debe cumplir un sistema de ejercitación y práctica son: • Suficiente cantidad de ejercicios variados por resolver. • Proporcionar información de retorno diferencial según el proceso que se siguió en la solución del ejercicio. • Disponer de variedad en los formatos en que se presentan los ejercicios. Adicionalmente, Galvis propone sobre la retroinformación “No optar por simplemente darle la respuesta al estudiante al segundo o tercer intento, […]. Dar la oportunidad de reprocesar la respuesta, dando pistas o criterios aplicables a la misma; cuando esto ya no es posible, cabe una solución guiada, pero no una respuesta directa”. Dos elementos igualmente importantes en estos sistemas son la motivación y el refuerzo, para que se promuevan las prácticas efectivas del aprendiz y se repriman las erróneas. La motivación debe buscar atraer al usuario a realizar una cantidad significativa de ejercicios bien resueltos y sin ayudas externas. Esto se puede lograr a través de motivadores de competencia (contra otros o contra el computador), interfaces gráficas variadas y despliegues de pantalla llamativos (gráficos, sonidos, etc.), suministro de recompensas por cumplimiento de metas, y por medio de castigos asociados a comportamientos no deseados (Galvis: 2000). Más aún, los sistemas de ejercitación en forma de juego resultan ser muy motivadores, en especial para la población joven, debido a sus características interactivas y entretenidas. Se puede decir que los simuladores hacen parte también de esta categoría de sistemas de ejercitación, ya que a tra vés de escenarios creados en el computador con base en los escenarios reales, se busca que el usuario practique destrezas y habilidades usando un aprendizaje por descubrimiento. Este tipo de software logra generalmente un alto grado de motivación debido en ocasiones al aprendizaje tipo “ensayo y error” que el aprendiz aplica, y que le permite descubrir cosas por sí solo, y a la sensación de autenticidad que aparenta por medio de gráficos, animaciones, entre otros, que asemejan características de los escenarios de la vida real.. 11.

(12) Adicionalmente, una razón por la cual estos sistemas pueden reforzar la motivación de manera intrínseca en sus usuarios, es que permiten que estos realicen la cantidad de intentos que quieran sin importar la cantidad de errores que cometan, y sin ningún tipo de juicios ni impaciencia. De esta forma, el usuario se siente más cómodo en el proceso de ejercitación y ol vida otros factores como la presión que se puede presentar en una sesión de ejercitación asistida por el profesor directamente.. 1.4 Clasificación de los sistemas de ejercitación y práctica según el enfoque educativo Según el enfoque educativo que se desee utilizar, algorítmico o heurístico, se pueden obtener diferentes tipos de sistemas de ejercitación y práctica, cada uno de los cuales satisface necesidades particulares de enseñanza y de aprendizaje. Se pueden clasificar en tres grupos: sistemas de ejercitación predominantemente 2 transmisivos, activos e interactivos. Los ejercitadores principalmente transmisivos, o los medios educativos computarizados transmisivos en general, se caracterizan por apoyar la entrega efectiva de conceptos, ideas o conocimientos del educador al aprendiz. Por ejemplo, en este grupo se encuentran los tutoriales computarizados para la apropiación de contenidos, los demostradores de procesos o productos, y las enciclopedias digitales. Específicamente a la aplicación de conocimientos y habilidades, según el estado del arte, se clasifican en este grupo los ejercitadores de reglas o principios, con retroalimentación directa o indirecta. Entre este delimitado grupo de ejercitadores se encuentran: • Cuestionarios de preguntas tipo selección múltiple con única o múltiple (doble) respuesta, o de preguntas de análisis de relación. • Ejercicios tipo “llenar los espacios en blanco”. • Ejercicios de relacionar conceptos o ideas con otros similares o afines, en formatos diferentes como texto, imágenes, gráficos, sonidos, etc. • Todos los demás tipos de preguntas de cuestionario.. 2. Tomado de la clasificación de TIC tomando en cuenta tipos de medios y enfoques educativos, hecha por Alvaro Galvis en Oportunidades educativas de las TIC. Junio 2004, Concord, MA. En http://www.colombiaaprende.edu.co/investigadores/1609/articles-73523_archivo.pdf. 12.

(13) La razón por la cual estos tipos de ejercitación se clasifican como medios transmisivos es porque pretenden que sean aplicadas ciertas reglas, principios o conceptos determinados previamente por el instructor, para que el alumno llegue a una solución muy específica y concreta. No se busca en mayor parte que el usuario genere sus propias ideas cognitivas, ni que encuentre soluciones propias, ya que este tipo de ejercitadores por sí mismos no pueden garantizar que se haya comprendido y analizado correctamente, sino simplemente si se llegó o no a la(s) respuesta(s) correcta(s) previamente determinada(s). Por otro lado, los medios de ejercitación activos, buscan que se lleve a cabo una interacción entre el aprendiz y el objeto de estudio, y que a partir de esta experiencia y de la reflexión, este genere y afine sus ideas sobre el conocimiento que subyace a dicho objeto (Galvis: 2004). Es decir, se utiliza un enfoque educativo heurístico para que sea el estudiante quien mediante la ejercitación con el objeto de estudio, descubra principios, reglas, habilidades o genere percepciones personales de este. Entre este grupo de ejercitadores tenemos principalmente: • Modeladores de fenómenos o micromundos. • Simuladores de procesos o micromundos. • Juegos educativos individuales (de creatividad, competencia, roles).. habilidad,. azar,. Por último, los sistemas de ejercitación y práctica de carácter interactivo, buscan que el aprendizaje se pueda dar a partir del diálogo constructivo por medios digitales, sincrónico o asincrónico, entre co-aprendices, y de la interacción de estos con el objeto de estudio (Galvis: 2004). En esta categoría, se encuentran básicamente: • Juegos educativos en la red, de colaboración o de competencia, en dos o tres dimensiones. • Pizarras electrónicas y ambientes de Chat textual o multimedial, los cuales permiten hacer diálogos sincrónicos. • Sistemas de correo electrónico textual o multimedial, y sistemas de foros electrónicos, que permiten hacer diálogos asincrónicos. Estos dos últimos, se pueden tomar como medios para la ejercitación y la práctica en la medida en que el diálogo que se lleve a cabo en ellos, tenga el propósito de aplicar las ideas, conceptos y posiciones personales acerca del tema de estudio, a partir del debate constructivo entre aprendices. Por supuesto, para que esto ocurra es necesario que se de algún tipo de moderación o control sobre estos medios interactivos de diálogo, lo cual también es necesario para los demás medios mencionados hasta ahora. 13.

(14) En el caso de los medios de ejercitación trasmisivos, hay que tener especial cuidado para que se pueda garantizar de la mejor manera posible que el aprendizaje realmente se logre con el uso de estos, y no que simplemente se llegó a la respuesta correcta deseada por casualidad o sin que hubiera un razonamiento y análisis adecuado. En otras palabras, hay que buscar que el uso de este medio educativo lleve a la construcción de conocimiento a partir de la reflexión y la aplicación de este en contextos significativos. Es decir, la retroalimentación al usuario no es suficiente para que este sepa si su solución fue correcta, sino que es necesario que el sistema (o el profesor) de alguna forma pueda revisar al menos una parte del proceso de análisis que llevó el estudiante para resolver el problema, e informarle si está presentando fallas, o en su defecto, sugerirle mejores estrategias de solución. Dada la dificultad de implementación de un sistema de ejercitación con esas características (prácticamente un sistema inteligente), se debe pensar en soluciones intermedias que maximicen la probabilidad de que el estudiante haya aprendido, comprendido o analizado correctamente durante la práctica. Similarmente, en los sistemas de práctica activos y en los interactivos, hay que prestar especial atención para que no se vuelvan totalmente algorítmicos, presentando solamente las percepciones o modelos cognitivos propios del profesor, e impidiendo que los estudiantes reflexionen y modelen sus propios conceptos mentales. También es importante que cuando el instructor actúe como moderador en las discusiones de los “ejercitadores interactivos” propuestos, no se convierta en un experto que se limita a guiar y corregir a los alumnos según sus modelos mentales, sino que dé espacio a ideas nuevas o diferentes y ayude a construir sobre las ideas de los demás. En conclusión, cualquier tipo de sistema de ejercitación que se desee usar, debe tener (por sí mismo o por complemento de otras actividades de aprendizaje) un enfoque predominantemente heurístico, para que se pueda garantizar de la mejor manera que el aprendiz reflexionó, analizó y comprendió el tema de estudio de una manera significativa para él mismo, descubriendo y apropiando cada concepto a su estructura cognitiva de una forma adecuada pero particular para sí mismo.. 1.5. Estado del arte. 14.

(15) Actualmente, la mayoría del software educativo existente, presenta en su diseño los principios cognitivos de enseñanza-aprendizaje resumidos anteriormente, tales como la división de los contenidos en pequeñas tareas de aprendizaje, ya que estos ofrecen suficientes pautas a seguir en la jerarquización y secuenciación de contenidos para la programación de la enseñanza. Por su parte, la gran mayoría de MECs (Materiales Educativos Computarizados) de ejercitación y práctica que hasta ahora se han desarrollado, basan su metodología de aprendizaje en los principios conductivistas, tales como la descomposición de los contenidos en pequeñas unidades, el diseño de actividades que requieren unas respuestas del usuario y la planificación de la retroalimentación. A su ve z, basan el proceso de aprendizaje en el mecanicismo, mediante la presentación de numerosos ejercicios al aprendiz, provenientes de un banco de datos, cuya ejecución y respuesta final es calificada por el computador para dar un puntaje. En este tipo de aprendizaje se busca que el conocimiento sea interiorizado a través de ejercicios de prueba y error, sin que haya una conceptualización previa de los contenidos a aprender. La estrategia es similar al experimento de la caja negra, realizado por Skinner, en el que se le inducen ciertos comportamientos a un ratón a través de reforzamientos de premio y castigo, para que lleve a cabo o no ciertas conductas.. Los MECs de ejercitación y práctica son empleados fundamentalmente en la enseñanza de conocimiento declarativo o información factual a través de ambientes cerrados de aprendizaje, como en el caso de los tutoriales (Galvis: 1992).. Estos sistemas son ampliamente usados para la ejercitación en matemáticas, debido a la naturaleza algorítmica de este campo. Por ejemplo: “…Análisis de errores de conceptos algebraicos, desarrollado por Wenger & Brooks en 1984. Representa un programa con importantes contribuciones pedagógicas, ya que es capaz de clasificar los errores cometidos por el alumno, sin limitarse a sólo mostrar el error sino que además muestra el procedimiento 3 correcto para la solución del problema tratado por el alumno (Hitt 1991).” Algunos de estos son software comercial, en especial para el público de niños en niveles de primaria. Por ejemplo, la serie de “Mates Blaster” ( En busca de Positrón, El secreto de la ciudad perdida y El misterio del ladrón de cereb ros) es un software para la ejercitación de las habilidades matemáticas que hacen parte del programa educativo de los cursos de primaria (suma, resta, multiplicación, división, etc.). A través de una interfaz atractiva y motivadora para niños, presenta 3. Tomado de: La enseñanza de la matemática asistida por computadora. Recuperado el 15 de Octubre de 2004 en http://www.utp.ac.pa/articulos/ensenarmatematica.html. 15.

(16) problemas de cálculo matemático divididos en niveles distintos de dificultad, para fomentar el pensamiento lógico. Proporciona ayuda o la solución del ejercicio si el usuario las solicita. 3 Otro software de un estilo similar es el paquete de títulos “Aprende con Zipi y Zape”, diseñado para la conceptualización y práctica de los contenidos de los cursos de primaria, como la expresión oral, la lectura, la 4 escritura, el cálculo aritmético y la ciencia. Existen variadas herramientas de este tipo, diseñadas especialmente para niños, con interfaces gráficas llamativas y elementos motivadores para este tipo de público. Otros ejercitadores muy populares son los de aprendizaje de idiomas y/o práctica de reglas gramaticales y sintácticas. Incluyen ejercicios de vocabulario, conjugación de verbos, pronunciación y listening, entre otros. Entre los más destacados está Author Plus y Tense Buster de la compañía Clarity, donde el primero es un sistema de autoría para que el profesor pueda crear sus propias lecciones y ejercicios, y el segundo es un curso de gramática de Ingles, hecho con Author Plus, que incluye actividades variadas e interesantes para la ejercitación del alumno. La eficiencia de este último es reconocida a nivel mundial, por ejemplo por el British Council y por Ministerios de Educación en países como España y Canadá, quienes lo han adoptado oficialmente. Una de sus grandes ventajas es 5 que incluye retroalimentación detallada en cada una de las actividades. Otros ejemplos de ejercitadores de idiomas son “Practiquemos Ingles”, “Ingles Your Way” y “Talk to me”.. Se encuentran además numerosos sistemas de ejercitación y práctica del área de música, de los cuales muchos de ellos son comerciales. Los temas que tratan son, entre otros, instrucción vocal, notación musical, entrenamiento auditivo, teoría musical, lectura de notas musicales, habilidades de piano, apreciación del jazz, etc. Algunos utilizan simuladores para representar de manera visual las notas musicales que van sonando, y otros simplemente presentan a manera de test, preguntas sobre determinado concepto musical o sobre cierta melodía, nota, fragmento musical que se ejecuta.. Además de los anteriores, se pueden encontrar este tipo de materiales educativos computarizados en diversas áreas, en especial, en aquellas que requieren práctica para la interiorización de conceptos, como en la física, cálculo, aprendizaje de idiomas, ortografía y gramática, entre otras. 4. Tomado de: Reseña de software educativo. Recuperado el 17 de Octubre de 2004 en http://horizonteweb.com/revision/zipizape.htm 5 Tomado de: Osito e-learning consultants: Clarity software. Recuperado el 17 de Octubre de 2004 en http://www.osito.be/english/clarity/clarity.html. 16.

(17) 6 El grupo LIDIE ha sido un gran desarrollador de sistemas de ejercitación y práctica como apoyo a cursos presenciales dictados en la Universidad de los Andes, con muy buenos resultados de estos. Algunos de estos son ejercitadores por niveles, que ubican al estudiante en un nivel del proceso de aprendizaje según sus conocimientos, y debe superar ciertas pruebas y ejercicios que demuestren que está listo para avanzar su nivel de conocimientos y dificultad. Otros consisten en una presentación de ejercicios o preguntas de selección múltiple, donde las respuestas presentadas contienen además de la respuesta correcta, respuestas que se obtienen a tra vés de errores típicos que cometen los estudiantes de ese curso (estos errores típicos son recopilados por el profesor de dicho curso con su amplia experiencia en este). Por ejemplo, el ejercitador de Cálculo Vectorial desarrollado por LIDIE, presenta dicha detección de errores, permitiendo que para cada una de estas respuestas incorrectas que el estudiante conteste, pueda apoyarse en un recurso para aclarar sus conocimientos (conceptualización, ejemplos, etc.). Además, en varios sistemas se suministran diagnósticos integrados acerca del proceso de práctica, que sirvan de retroalimentación al profesor y al estudiante. Los sistemas de ejercitación y práctica desarrollados por este grupo refuerzan las habilidades auditivas (ejercitador Entrenamiento auditivo), lingüísticas (ejercitador Pensar, Leer y Escribir en Español), de aplicación de principios físicos (ejercitador de Física 1), entre otros, y presentan ejercicios con contextos del mundo real y alto significado para los estudiantes.. Por otra parte, existe software de autoría de cuestionarios, test o evaluaciones, cuya función principal es ayudar a los docentes en el proceso de creación de pruebas para ser publicadas en la web, sin que sea necesario que estos posean conocimientos sobre desarrollo de páginas web o sobre algún lenguaje de programación. Por lo general, estos programas permiten la creación de cuestionarios con preguntas tipo selección múltiple con única respuesta o con múltiple respuesta, falso/verdadero, llenar los espacios, entre otras, y poseen una interfaz amigable que facilita la interacción del educador con la herramienta.. Actualmente existen numerosas herramientas de autoría de este tipo, entre las 7 cuales está Respondus , una herramienta para crear y administrar exámenes, que posteriormente pueden ser impresos o publicados en sistemas de eLearning como WebCT, Blackboard, eCollege, o exportados a formatos XML que cumplen la. 6. Laboratorio de Investigación y Desarrollo sobre Informática en Educación. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad de los Andes, Santa fe de Bogotá, DC, Colombia 7 Desarrollado por Respondus Inc.. 17.

(18) 8 especificación IMS QTI . Ofrece seis tipos de preguntas básicas, y la posibilidad de agregar retroalimentación y puntaje diferente para cada respuesta. Sus mayores ventajas son que la interfaz es fácil de manejar, que los exámenes generados tienen un formato bastante sencillo, y que la interacción con otros LMSs se lleva a cabo sin dificultades, permitiendo recuperar información de estos como información del estudiante y estadísticas, preguntas guardadas en el servidor, o resultados de quizzes o exámenes. Sin embargo, no ofrece mayores posibilidades en cuanto a la creación de actividades de ejercitación completas, con objetivos claros a cumplir y con diferentes niveles de dificultad de acuerdo a las características del alumno. Es, más bien, una herramienta efectiva para la elaboración de evaluaciones y no de actividades de práctica significativas en un proceso de aprendizaje.. 9 HotPotatoes es también una suite de este tipo, que incluye seis aplicaciones para crear ejercicios interactivos para la web, del tipo selección múltiple, respuesta corta, crucigrama, ordenamiento, llenar los espacios, entre otros. Estas evaluaciones pueden convertirse a páginas web, y estas páginas pueden publicarse en un servidor de HotPotatoes si se quiere llevar un registro de los resultados de los ejercicios. Pero aún así, es una herramienta offline que descarga las evaluaciones al computador del alumno y cuyos resultados pueden ser devueltos al servidor de forma opcional. No en todos los ejercicios se puede agregar retroalimentación a las respuestas, y tampoco permite configurar una práctica completa como una actividad de aprendizaje con objetivos, diferentes puntajes y varios niveles de dificultad.. Por último, IMS Assesst Designer es otra herramienta diseñada específicamente para ser una interfaz amigable con el usuario. Además de que permite crear, modificar, borrar y reordenar preguntas de diferentes tipos en evaluaciones con gran facilidad, cumple con estándares abiertos como el IMS QTI. Esto resulta en evaluaciones que incluyen objetivos, control de tiempo de respuesta (opcional), retroalimentación para cada respuesta de cada pregunta, procesamiento de evaluaciones usando intervalos de puntaje, uso de pistas, entre otros. Aunque no cumple con todos los puntos del estándar IMS QTI (no incluye todos sus tipos de preguntas, no permite la inclusión de audio y video, etc.), es un buen intento por 8. IMS Question & Test Interoperability es una especificación desarrollada por el IMS Global Learning Consortium, que define una estructura básica para la representación de preguntas (items) y tests (asse ssments) y su s reportes de resultados correspondientes. Esta especificación permite el intercambio de preguntas, evaluaciones y resultados entre LMS (Learning Management Systems), así como de librerías de contenido y de colecciones. 9 Publicado por Victoria University y Half-Baked software.. 18.

(19) hacer de la ejercitación o la evaluación de contenidos una actividad menos memorista y más significativa para los alumnos.. Como estas, hay numerosas herramientas de autoría para la elaboración de evaluaciones y prácticas que puedan ser publicadas en la red, pero todas parecen ser muy similares. Permiten crear ejercicios solamente del tipo pregunta, dejando de lado otras formas más interactivas de aplicación y evaluación de conocimientos como los simuladores o los juegos. En cuanto a la retroalimentación, se limitan a dejar un espacio donde el diseñador de la prueba pueda escribir un comentario respecto a alguna respuesta en particular, pero no brindan ayudas para que dicha retroalimentación sea más efectiva en el proceso de aprendizaje. No se diferencian los ejercicios de una prueba según el nivel de dificultad, impidiendo que se realice un aprendizaje más significativo basado en el progreso del estudiante durante la resolución de la práctica. Se permiten muy pocos formatos multimedia en las preguntas, siendo los más comunes el texto y las imágenes. La mayoría de estas herramientas son diseñadas con el fin de servir de interfaz sencilla para la creación de evaluaciones simples de conocimientos por parte de educadores inexpertos en el campo del eLearning. En conclusión al anterior análisis, el sistema de ejercitación y práctica a desarrollar presentará las siguientes características: • Permitirá la ejercitación por medio de diferentes tipos de ejercicios: preguntas, simulaciones, modeladores y juegos. • Permitirá una retroalimentación más efectiva, por medio de comentarios dependiendo de cada respuesta en las preguntas de selección múltiple. También, se proporcionarán guías o sugerencias para que los comentarios de retroalimentación elaborados por el profesor sean más efectivos. • Incluirá la posibilidad de dividir cada práctica creada en diferentes niveles de dificultad, para que se lleve un aprendizaje clasificatorio según los conocimientos del alumno. • Tendrá un banco de ejercicios que estará disponible para todos los profesores que usen el sistema, para que de esta manera se compartan ejercicios y conocimientos, se evite información redundante, y así se construyan prácticas de una manera más fácil. • Se permitirá acceder a la información sobre los resultados de las diferentes sesiones de práctica tanto a estudiantes como a profesores, por medio de una interfaz que les indique los logros alcanzados.. 19.

(20) 2.. Diseño educativo. 2.1 Objetivos generales • A partir del uso de este sistema de ejercitación y práctica, los estudiantes deben poder aplicar conocimientos y habilidades sobre determinado tema, usando el tipo de ejercitador que se considere más adecuado. • Mediante el uso del sistema, los estudiantes deben ser capaces de alcanzar las competencias planteadas por el diseñador de la práctica, por medio de resolución de problemas en contextos significativos y una retroalimentación efectiva. • Tanto profesores como estudiantes deben poder conocer el progreso de aprendizaje del estudiante debido al uso de las prácticas y ejercitaciones.. 2.2 Objetivos específicos El profesor o desarrollador de la práctica podrá crear diferentes formas de ejercitación, según el tema y según su criterio. El profesor o desarrollador de la práctica podrá definir la retroalimentación que le parezca más adecuada para cada ejercicio, recibiendo ayuda del sistema para que esta sea más efectiva. Los estudiantes podrán realizar adecuadamente dichas prácticas, recibiendo la retroalimentación diseñada en estas y por medio de un aprendizaje adaptativo a su nivel de conocimientos y habilidades. Los estudiantes y profesores deben poder conocer la información sobre el resultado de aprendizaje de la práctica diseñada, y el nivel de aprendizaje en el que el estudiante se encuentra con respecto a las competencias ejercitadas.. 20.

(21) 2.3 Conducta de entrada El sistema de ejercitación y práctica pretende afianzar o descartar ideas, conceptos, juicios, modelos mentales y habilidades, que el alumno tenga incorporados en su sistema cognitivo, ya sean estas correctas o erróneas. Es por esto que se presupone que al iniciar el uso del material de ejercitación, el estudiante ha pasado por una etapa de conceptualización del tema o temas que se desean poner en práctica, ya sea por medios presenciales o virtuales. Esta condición se plantea para evitar que el estudiante resuelva las prácticas intentando adivinar las respuestas, caso en el cual no hay seguridad de que el aprendizaje se este logrando y de que los resultados de la práctica sean verídicos.. 2.4 Ambientes de ejercitación Dada la investigación realizada sobre los sistemas de ejercitación y evaluación existentes, se propone una recopilación de las diferentes formas de ejercitarse propuestas en estos diversos sistemas. Se busca que para cada uno de los enfoques educativos ya mencionados, se tenga una o varias formas de ejercitarse, que sean complementarias entre sí. Cada una de estas formas corresponde a un ejercicio diferente con un nivel de dificultad dado, que el profesor o el diseñador de la práctica podrán incluir en una sesión de ejercitación. Los diferentes ejercicios son los siguientes: 1. Verdadero/falso. 2. Selección múltiple. 3. Análisis de relación. 4. Múltiple respuesta. 5. Llenar los espacios. 6. Construcción de respuesta (Pregunta abierta). 7. Elaboración de ensayo. 8. Emparejar objetos.. 21.

(22) 9. Ejercicio Interactivo: Este ejercicio puede ser: a. Simulador. Este tipo de ejercicio consiste en un MEC interactivo tipo simulador, que permite a los estudiantes realizar determinada tarea dentro de este micromundo virtual, y un enunciado del problema que se desea resolver. El simulador (ya desarrollado) se incluirá como herramienta en un ejercicio de la práctica, y preferiblemente deberá ir acompañado de una o más preguntas de cualquiera de los tipos anteriores, que ayuden al estudiante a reflexionar, generar hipótesis y sacar conclusiones antes y después del uso del simulador. Es decir, el sistema o el profesor no sólo evaluarán si se cumplió con la meta que se buscaba dentro del simulador, sino también si el proceso de análisis llevado a cabo fue correcto. b. Modelador. Este tipo de ejercicio funciona de manera similar al simulador, incluyendo una herramienta tipo modelador que permitirá resolver un problema planteado en el enunciado. De la misma forma, la actividad de uso del modelador, en lo posible debe ser seguida y/o antecedida por actividades de resolución de preguntas que lleven a la generalización de conceptos y reflexión acerca de lo aprendido. c. Juegos individuales o multiusuario. Planteado un enunciado acerca de la utilización del juego o del problema a resolver, se presentará una referencia a dicho juego. Ya sea un juego individual, de competencia contra otros o colaborativo por equipos, será recomendable que antes de la práctica de juego se planteen teorías, y después de esta se presenten preguntas adecuadas que permitan alcanzar una abstracción de los conocimientos y habilidades adquiridas y practicadas. En el caso de los juegos colaborativos o de competencia, se podrían utilizar las herramientas que brindan los demás módulos del sistema, como un foro virtual que permita la reflexión y discusión, y la elaboración de conclusiones en grupo.. 2.5 Evaluación del aprendizaje y nivel de logro. Aprendizaje por niveles de dificultad. En este sistema, los mismos ejercicios que hacen parte de cada práctica que realiza el estudiante, son las situaciones de evaluación. Para que dicha evaluación sea lo más efectiva y específica posible, se dividirá cada práctica o sesión de 22.

(23) ejercitación por niveles de dificultad o de contenido. Es decir, para un conjunto de ejercicios pertenecientes a una práctica, el diseñador deberá dividirlos de acuerdo al grado de complejidad o de dificultad, o si es el caso de acuerdo a subtemas del tema principal que deban ser seguidos secuencialmente. Para esta división, además, se deberán agrupar los ejercicios de acuerdo a la similitud de las competencias que estos buscan desarrollar, o en su defecto, a la similitud en el grado de logro de dichas competencias. Esta división por grado de logro de competencias se debe a que el Sistema de Ejercitación y Práctica debe ser congruente con el diseño educativo del Sistema Administrador de Estrategias de Aprendizaje, en el cual hace el papel de módulo externo. Una parte fundamental del modelo de este sistema es el aprendizaje basado en las competencias asociadas a un curso. Estas competencias se deben desarrollar en cierto grado de logro según el profesor o coordinador lo decida. El grado de logro que puede tener un estudiante respecto a una competencia puede ser: Incompetente, Básico, Competente, Muy Competente y Avan zado. Teniendo en cuenta esta división de grados de logro de una competencia, la labor del profesor será agrupar los ejercicios de una práctica según su dificultad respecto a una o más competencias, y definir para cada uno de estos niveles el grado de logro que el estudiante habrá alcanzado para cada una de las competencias, en caso de que el nivel sea aprobado. Por ejemplo, el Nivel x contiene n ejercicios y si se aprueba, se podrá afirmar que el estudiante es competente para la competencia j, muy competente para la competencia k y avanzado para la competencia l. El método de aprobación de cada nivel será también definido por el profesor. La división de la práctica en niveles se deberá refinar lo mejor posible, de tal manera que los ejercicios asociados a este sean lo más similares posibles en cuanto al objetivo que buscan en cuanto a logro de competencias se refiere.. Esta división permitirá que se realice un aprendizaje por dificultad de logros, el cual permite que se puedan evaluar de manera más confiable cada uno de los objetivos de una práctica y que se haga un mejor seguimiento al progreso del estudiante en el proceso de aprendizaje. Se tendrá un mayor control en dicho proceso para que se tenga más confianza en que el aprendizaje está ocurriendo, utilizando una clasificación del estudiante en un nivel de la práctica determinado de acuerdo a los conocimientos y habilidades que ha demostrado, y sólo dejándolo avanzar de nivel cuando demuestre que posee el grado de logro requerido de la competencia por el nivel actual. Para cada uno de los niveles determinados en una práctica, se deberá definir un punto de aprobación, a partir del cual se determinará si el alumno puede pasar al 23.

(24) siguiente nivel o se debe quedar en el actual dado que no tiene las habilidades y conocimientos requeridos para el siguiente. Este punto de aprobación puede estar definido en términos de número de ejercicios aprobados (resultado correcto), número de ejercicios realizados (sin importar si son correctos o no) ó se puede determinar que es necesario realizar todos los ejercicios de un nivel para poder aprobarlo. Hay que tener en cuenta que en algunos ejercicios el sistema por sí mismo no podrá determinar si la respuesta es correcta o no, como en los casos de preguntas abiertas o redacción de ensayos, casos en los cuales el profesor deberá encargarse de corregirlos y hasta que esto no suceda, es posible que el sistema no pueda determinar si el estudiante puede pasar al siguiente nivel o no. Independientemente de los términos usados para definir el punto mínimo de aprobación del nivel, una vez que este haya sido alcanzado se le debe permitir al estudiante que continúe ejercitándose en dicho nivel (si hay más ejercicios disponibles en esta que estén más allá del nivel de logro mínimo), si así lo desea. Estos ejercicios serían como complementarios o de reto. Es por esto que sólo hasta que los ejercicios del nivel se hayan acabado, se le informará al estudiante si el nivel fue aprobado o reprobado. A partir de los grados de logro de las competencias que cada nivel tiene asociado, se podrá tener un registro actualizado sobre el progreso obtenido por el estudiante a lo largo de todas las prácticas que ha desarrollado. En conclusión, los ejercicios resueltos por un estudiante, y las competencias asociadas al nivel al que corresponden cada uno de estos ejercicios, serán los medios de evaluación para saber qué se ha aprendido por medio de la ejercitación y qué falta por practicar. Al finalizar cada práctica, se determinará el nivel de aprendizaje alcanzado, y de acuerdo a este se evaluarán las competencias adquiridas, que quedarán registradas en el historial del estudiante.. 2.6 Retroalimentación y refuerzo Se busca que la retroalimentación sea un factor básico que lleve a un aprendizaje significativo para el estudiante. Para esto, la retroalimentación en el sistema de ejercitación y práctica deberá tener las siguientes funciones: • •. Confirmación de conceptos y asociaciones apropiadas, y proposición de escenarios en los que estos conceptos pueden no ser válidos. Refuerzo de respuestas correctas. 24.

(25) • •. Proposición de retos. Corrección de errores y clarificación de ideas falsas.. Para que se cumpla con los anteriores objetivos, se requiere que el profesor se comprometa a definir la retroalimentación de cada ejercicio de la manera más específica y efectiva posible. Es decir, el éxito de la retroalimentación depende de la habilidad y compromiso del profesor en la redacción de esta. De esta manera, la retroalimentación tendrá un valor agregado para el proceso de aprendizaje y se podrá asegurar de mejor manera que el estudiante en realidad está aprendiendo de sus aciertos y errores. Adicionalmente, el sistema le permitirá al profesor definir retroalimentaciones específicas para opciones de respuesta predeterminadas correspondientes a una pregunta. Es decir, que dependiendo de la opción u opciones de respuesta que escoja el estudiante como correcta(s), el sistema desplegará la retroalimentación correspondiente a esta(s). Para definir cada una de estas retroalimentaciones el profesor deberá tener en cuenta la veracidad de la opción de respuesta asociada. Este tipo de retroalimentaciones específicas a una respuesta se podrán usar en los tipos de ejercicios que tengan respuestas predefinidas, como son: selección múltiple, verdadero/falso y análisis de relación. Para los demás tipos de ejercicios, el profesor podrá definir una retroalimentación general, que no dependerá de la respuesta dada por el alumno, sino que buscará dar un análisis general del ejercicio planteado. Adicionalmente, en los ejercicios evaluados por el profesor, como las preguntas abiertas y las composiciones de escritos, este podrá redactar una retroalimentación personalizada para cada estudiante si así lo desea, que se base en la solución dada. Adicionalmente, el profesor tendrá la opción de agregar pistas que sirvan de guía para el estudiante en caso de que esté inseguro ante un ejercicio. Estas pistas se presentarán de manera secuencial una por una, en caso de que el estudiante lo solicite.. 2.7 Motivación. 25.

(26) Para lograr capturar la atención y despertar el interés de los estudiantes y profesores por utilizar el sistema de ejercitación y sacarle el mejor provecho, es necesaria una motivación tanto intrínseca como extrínseca. Para generar la motivación intrínseca se utilizará, como se explicó anteriormente, un refuerzo positivo a los estudiantes durante la retroalimentación. En los casos en que el estudiante tenga una respuesta errónea a un ejercicio, el profesor deberá definir una retroalimentación positiva, que lo haga ver de la forma más clara posible cuál es el error que está cometiendo, por qué su respuesta no es correcta, le de una pista para llegar a la respuesta correcta (esto es opcional) y lo motive a seguir intentando llegar a la meta. En los casos en que el estudiante llegue a la respuesta correcta o adecuada, el profesor no se deberá limitar a informarle que lo hizo bien y a confirmar cuál era el procedimiento o razonamiento para llegar a esta respuesta, sino que debe procurar también, plantearle retos al estudiante que tengan que ver con el ejercicio resuelto pero que sean de mayor dificultad, o cuestionarlo acerca de algunos casos en los que el procedimiento o la respuesta pueden no funcionar. Estos retos no tienen que ser resueltos inmediatamente en el ejercitador por el estudiante, sino que se pueden dejar como interrogaciones que lo motiven a indagar más sobre el tema del aprendizaje. Adicionalmente, el hecho de que las sesiones de práctica se puedan dividir por niveles de dificultad que van a ser recorridos de forma secuencial mientras que el estudiante demuestre que tiene los conocimientos y habilidades que requieren, es una motivación más ya que significará un reto el poder llegar al nivel más alto de dificultad.. En el caso del profesor, el banco de ejercicios compartido servirá como agente motivador de utilización del sistema para construcción de prácticas. El hecho de poder acceder a ejercicios variados, creados por profesores de diferentes cursos y de otros lugares y conte xtos, le dará una mayor facilidad y flexibilidad al profesor a la hora de construir sesiones de ejercitación. Así mismo, se sentirá motivado a compartir con otros docentes los ejercicios que él ha diseñado y las herramientas interactivas que conoce.. 26.

(27) 3.. Diseño computacional. 3.1 Definición funcional. Casos de uso Profesor. 27.

(28) Casos de uso estudiante. 3.2 Definición estructural. Las estructuras de clases necesarias para implementar el sistema se dividen en tres grupos según su funcionalidad: las que permiten almacenar los ejercicios que son compartidos por profesores, las que guardan información de las prácticas diseñadas por el profesor y la configuración de estas, y las que permiten almacenar los resultados de estas prácticas y ejercicios una vez el alumno los ha resuelto. En el primer grupo se encuentran las clases Ejercicio, OpciónRespuesta y Categoria, en el segundo grupo se encuentran las clases Práctica, Nivel, EjercicioDeNivel y Pista. Y en el tercer grupo se encuentran las clases PracticaResuelta y EjercicioResuelto. En la clase PrácticaResuelta, se almacenarán los principales datos de una sesión de práctica realizada por cierto alumno. No hay que olvidar que un estudiante puede realizar la misma práctica 28.

(29) varias veces, y estos datos serían siempre almacenados. En la clase EjercicioResuelto, se guardan los datos correspondientes a los ejercicios resueltos por el estudiante durante determinada sesión de práctica, que necesiten ser recuperados posteriormente, como en el caso de los ejercicios que deben ser evaluados por el profesor. Para los demás ejercicios no se llevará registro de la respuesta del estudiante ya que lo que se pretende en el módulo de ejercitación es entregar al estudiante y al profesor los resultados generales posteriores a una práctica, para lo cual se tiene la clase PrácticaResuelta. Los resultados detallados de cada ejercicio se le darán al estudiante de manera inmediata en los casos posibles. Ver en los Anexos el diagrama de clases inicial del módulo de ejercitación y práctica. Dado que tanto la información de los ejercicios creados por el profesor, de los niveles y de las prácticas, debe ser persistente para que sea usada en numerosas ocasiones, se utilizará un modelo de base de datos para almacenarla. De la misma manera, la información sobre los resultados de las prácticas de los estudiantes debe permanecer en el tiempo para que tanto ellos como el profesor puedan obtenerla, razón por la cual también se almacenará en dicha base. El siguiente es el modelo entidad-relación de la base de datos, diseñada a partir del anterior diagrama de clases:. 29.

(30) 30.

(31) Con este modelo, adicionalmente se permite centralizar todos los ejercicios de los diferentes cursos y temas en un solo banco de ejercicios que podrá ser accesado por diferentes instructores (que tengan los permisos), y así se pueda compartir información entre ellos y reutilizar ejercicios de otros. Para una mejor organización y facilidad de búsqueda de estos ejercicios, se utilizará una división por categorías o temas tratados. Es decir, cada ejercicio creado por un profesor deberá estar asociado a una o más categorías, y de esta forma, cuando un profesor desee agregar ejercicios de cierto tema a su práctica, podrá hacer una búsqueda por categoría.. Los encargados de crear dichas categorías serán los profesores. Aunque se sabe que esto conlleva algunos problemas como que se puedan repetir categorías semánticamente iguales pero escritas de forma diferente, se decidió que era la mejor opción para el tiempo y los recursos con los que se contaba. Se espera que el profesor sea consciente a la hora de crear una categoría y que lo haga sólo si es necesario.. 3.3 Definición de tecnología Para la implementación del sistema será necesario utilizar un lenguaje que permita la generación de páginas web dinámicas, ya que de esta manera los estudiantes y profesores podrán acceder a las prácticas y ejercicios desde cualquier máquina usando un browser, y obteniendo información actualizada de la base de datos. Además, se buscará utilizar un lenguaje que facilite una programación orientada a objetos, dado el diseño anteriormente mostrado. De esta manera, los ejercicios serán más fácilmente recuperados de la base de datos y utilizados en la máquina local del usuario como objetos independientes. El modelo funcional que seguirá la aplicación estará basado en el modelo J2EE. Este, permite separar la lógica de la aplicación de la presentación de esta. Para la capa de presentación se utilizarán páginas JSP y Servlets, que generan contenido de forma dinámica y permiten una comunicación sencilla con los objetos del modelo del sistema. La lógica de la aplicación será implementada por medio de EJBs, objetos java que permiten representar fácilmente registros de una base de datos y sus relaciones 31.

(32) entre sí, separándolos totalmente de la presentación de la aplicación. Se decidió que esta tecnología era la adecuada ya que se espera trabajar con grandes cantidades de registros en la base de datos, en especial, por el diseño de “banco de ejercicios compartido” explicado anteriormente. En este sentido, los Entity Beans facilitan la extracción de datos de la base, dejando de lado el desarrollo de consultas que puede resultar en un código difícil de entender y de mantener si no se tiene un orden estricto. Adicionalmente, en el modelo de EJBs se cuenta con un contenedor que se encarga del acceso y transacciones distribuidas y de los servicios “middleware” del sistema, y así facilita la división del trabajo entre 10 "Servicios" (EJB Container) y "Componentes Principales" (EJB'S).. 3.4 Diseño comunicacional de la interfaz. En este ambiente de aprendizaje, el diseño de la interfaz es primordial especialmente en el submódulo dirigido al alumno, ya que de este depende que el aprendizaje por medio de la ejercitación se lleve a cabo o no. La interfaz mostrada al estudiante durante la ejecución de una sesión de práctica debe ser lo bastante clara para él como para que sepa cuál es la meta que se busca, y debe cumplir la función de guiarlo con retroalimentaciones durante el proceso de práctica. Por esta razón, se decidió que la interfaz gráfica de la ejecución de una práctica cumpliría con estas características: Al comienzo de cada práctica, se le informará al estudiante la estructura de esta: los niveles, el número de ejercicios y las competencias a ejercitar. Al comienzo de cada nivel, se explicarán los grados de logro a alcanzar de las competencias asociadas a este, y el método de evaluación a utilizar. Cada ejercicio se presentará individualmente al estudiante, para así poder dar una retroalimentación (si existe) inmediata al estudiante una vez sea resuelto y poder darle pistas si hay y si él lo solicita. A lo largo de toda la práctica el estudiante contará con información actualizada sobre su progreso durante esta. Por ejemplo: nivel actual, número de ejercicios resueltos, número de ejercicios correctos, número de ejercicios que quedan por resolver en el nivel, etc. Al final de cada sesión de práctica el estudiante podrá conocer los resultados de esta, específicamente el nivel de dificultad obtenido y el grado de logro que alcanzó para cada competencia. 10. Ver Anexos, Diagramas de Componentes.. 32.