MODELO DE ESPECIFICACIÓN DE CONOCIMIENTO PARA EL
MEJORAMIENTO Y EVALUACIÓN DEL PROCESO DE
ENSEÑANZA EN EDUCACIÓN SUPERIOR MECMEED
MIGUEL ANGEL NIÑO ZAMBRANO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIAS FISICO – MECANICAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
MAESTRIA EN INFORMATICA
BUCARAMANGA
MODELO DE ESPECIFICACIÓN DE CONOCIMIENTO PARA EL
MEJORAMIENTO Y EVALUACIÓN DEL PROCESO DE
ENSEÑANZA EN EDUCACIÓN SUPERIOR MECMEED
MIGUEL ANGEL NIÑO ZAMBRANO
Trabajo de Investigación para optar el título de
Magíster en Informática
Director
LUIS ORLANDO AGUIRRE RODRIGUEZ
Magíster en Informática
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIAS FISICO – MECANICAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
MAESTRIA EN INFORMATICA
Nota de Aceptación
____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________
________________________________ Firma Presidente del Jurado
____________________________ Firma de Jurado
____________________________ Firma de Jurado
Dedico este trabajo a mi esposa e hijo, los cuales han sabido entender el tiempo que dedique a este trabajo.
También una dedicatoria especial para mis Padres Milton Niño Botía y Esperanza Zambrano, los cuales han sido el pilar de mi formación.
AGRADECIMIENTOS
Expreso mis agradecimientos al presente trabajo a:
LUIS ORLANDO AGUIRRE RODRIGUEZ, Magíster en Informática e Ingeniero Metalúrgico y director de la investigación, quien siempre estuvo dispuesto a colaborarme y orientarme en todo momento.
CARLOS ALBERTO COBOS LOZADA, Ingeniero de Sistemas, por su apoyo crítico y adecuado en los momentos más importantes del desarrollo de la investigación.
MILTON NIÑO BOTIA, Maestro en Pintura y Dibujo Artístico, mi padre, que permitió utilizar toda su filosofía sin restricciones en el presente proyecto.
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCION... 1
1
DEFINICION DEL MODELO ... 6
1.1 INTRODUCCIONALMESC ... 6
1.2 ELEMENTOSPARALACREACIÓNDEUNMODELO ... 7
1.2.1 Metodología para la creación de Modelos ... 10
1.3 MODELOESPECÍFICO:MODELODEESPECIFICACIÓNDE CONOCIMIENTOPARALAEDUCACIÓNENLÍNEAUTILIZANDOESTILOSDE APRENDIZAJEYSISTEMASTUTORIALESINTELIGENTESMESC. ... 12
1.3.1 Paso 1: Ámbito del Modelo ... 12
Ámbito de Educación en Línea con Sistemas Tutoriales Inteligentes ... 13
Ámbito de Planificación Estratégica y Calidad en educación ... 15
Ámbito de Estilos de Aprendizaje ... 17
Ámbito de los Sistemas Tutoriales Inteligentes ... 19
1.3.2 Paso 2: Definición y Aplicación del Lenguaje de Representación ... 20
Especificación del Modelo Conceptual ... 21
Definición del Modelo Específico del Sistema Tutorial Inteligente ... 32
Estructura de Contenidos ... 32
Estructuras Instruccionales ... 32
Modelo de Secuenciación ... 34
Modulo Tutor y Diagnostico ... 35
1.3.3 Paso 3: Plantear los escenarios que se pueden modelar con el metamodelo ... 35
Definición ... 35
Metodología de Desarrollo del Curso ... 35
1.3.4 Paso 4: Prueba del Modelo ... 45
2
DISEÑO DE LA HERRAMIENTA SOFTWARE ... 46
2.1 ARQUITECTURADELSISTEMA ... 46
2.2 CASOSDEUSODELSISTEMA ... 47
2.2.1 Casos de Uso de la Herramienta del Profesor ... 48
Casos de Uso del Paquete Conexión del Profesor ... 49
Casos de Uso del Paquete Proyecto Educativo del Profesor ... 50
Casos de Uso del Paquete Ayuda del Profesor ... 52
2.2.2 Casos de Uso de la Herramienta del Estudiante ... 52
Casos de Uso del Paquete Conexión del Estudiante ... 53
Casos de Uso del Paquete Personalización del Estudiante ... 54
Casos de Uso del Paquete de Ejecución del Estudiante ... 55
Casos de Uso del Paquete de Realimentación del Estudiante ... 56
Casos de Uso del Paquete de Ayuda del Estudiante ... 57
2.3 VISTALOGICADELSISTEMA ... 57
2.3.1 Vista Lógica del Modelo de Usuario ... 58
2.3.2 Vista Lógica del Modelo de Recursos ... 59
2.3.3 Vista Lógica del Modelo Instruccional ... 60
2.3.4 Vista Lógica del Modelo de Metadatos del Sistema (Plantillas) ... 61
2.4 VISTADECOMPONENTESDELSISTEMA ... 62
2.5 DISEÑODELABASEDEDATOS... 64
2.6 VISTADEINTERFACESDELASHERRAMIENTASDELSISTEMA ... 73
3
PRUEBA DE FUNCIONALIDAD ... 90
3.1 DEFINICIONDELAPRÁCTICA ... 90
3.2 DEFINICIONDELOSINDICADORES ... 91
3.3 EJECUCIONDELAPRÁCTICA ... 92
3.4 ANALISISDELOSRESULTADOS ... 93
3.5 COCLUSIONESDELAPRUEBADEFUNCIONALIDAD ... 96
4.1 CONCLUSIONES ... 98
4.2 TRABAJOFUTUTO ... 100
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 101
BIBLIOGRAFIA ... 104
LISTA DE TABLAS
Pág. Tabla 1: Definición de Recursos en Educación en Línea 13 Tabla 2: Definición de Recursos de Planificación Estratégica y Calidad en Educación 15 Tabla 3: Elementos Fundamentales en los Estilos de Aprendizaje 17 Tabla 4: Unificación de los Estilos de Aprendizaje 18 Tabla 5: Elementos Fundamentales de los Sistemas Tutoriales Inteligentes 19 Tabla 6: Modelo Detallado de Creación de Cursos en Educación en Línea con STI y Estilos de
Aprendizaje 24
Tabla 7: Tabla de Objetos Básicos en los Dominios del Conocimiento de Cursos en Línea 27 Tabla 8: Funciones de los Módulos del Sistema Tutorial Inteligente 30 Tabla 9: Plantilla de Proyecto Educativo Ejemplo 36
Tabla 10: Árbol de Recursos Ejemplo 37
LISTA DE ILUSTRACIONES
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A. Educación en Línea 106
Anexo B. Evaluación de Teorías 114
Anexo C. Fichas Bibliográficas 123
GLOSARIO
ADL: corresponde al acrónimo de Advanced Distributed Learning Initiative. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos de Norteamérica estableció la iniciativa denominada ADL en 1997, para impulsar en mayor medida el uso de las tecnologías de la información en el aprendizaje con el objetivo de mejorar los procesos de enseñanza y entrenamiento. El modelo de referencia de objetos de contenido compartibles - Sharable Content Object Reference Model (SCORM) ha sido uno de los proyectos más importantes en el trabajo de ADL (ADL, 2001a, 2001b), el cual permite estandarizar todos los elementos y procesos que intervienen en la creación de herramientas para educación en línea.
AGREGACION: Es una agrupación de SCO o de otras agregaciones que en conjunto son comprensibles como una unidad por su fuerte relación en cuanto al contenido. La agregación establece una relación directa entre los SCO y una unidad de conocimiento básica, permitiendo de esta manera enlazar a una estructura lógica los componentes físicos que la integran y que han sido diseñados y organizados para tal fin.
ASSET: Recurso que carece de sentido lógico por sí mismo y que puede usarse en un SCO. Los assets son los archivos que se guardan en los directorios de publicación del servidor Web, con una organización especial, definida por el modelo y a los cuales debe adicionarse una descripción utilizando metadatos. Hay diferentes tipos de assets, dentro de los cuales podemos contar imágenes (en formatos BMP, JPG, GIF, PNG, etc.), animaciones (en formatos SWF, GIF animado, etc.), sonidos (en formato MP3, WAV, AU, etc), archivos de texto plano (en formato TXT, HTML, XML, etc.), archivos de texto en formato enriquecido (en formato DOC, PDF, PS, etc.).
existencia a través de los colores del espectro de la luz. Fundamentada en las tres energías eternas del universo, constituyentes del cosmos, las galaxias, los átomos y todo lo existente”. De esta filosofía se adecuara hacia los estilos de aprendizaje para el presente trabajo de investigación.
ESTILO DE APRENDIZAJE: se refiere a los estudios que se han realizado en el marco de la enseñanza, que se fundamenta en la premisa de que todos tenemos formas distintas de aprender y que es posible clasificar estas formas de aprendizaje para a partir de ellas desarrollar programas de formación personalizados.
ESTRUCTURA DE CONTENIDO: Es un diagrama jerárquico que muestra la forma en como se deben secuenciar los SCO o las Agregaciones de acuerdo a los comportamientos esperados del estudiante. La estructura de contenido enlaza física y lógicamente los SCO agregados a una estructura de mayor nivel, que según el LMS donde se establezca puede recibir diferentes nombres, tales como: curso o asignatura. Esta estructura se presenta como un árbol de recursos, que más adelante será puntualizado.
LMS: corresponde a las siglas en inglés de Learning Manager System. Es un paquete de software diseñado para administrar cursos, contenidos, estudiantes y demás objetos que interacciones en un ambiente educativo. El LMS se encarga de gestionar SCOs y Agregaciones y también de manejar el secuenciamiento adecuado para ellos. Suele estar basado en tecnologías Web y debe poder proporcionar servicios de comunicación entre los usuarios del sistema (Chat, grupos de discusión, etc.) y el sistema en si.
MESC: corresponde a la abreviatura de Modelo de Especificación de Conocimiento, el cual quiere decir la consecución de un modelo el cual se fundamenta sobre todo en el concepto de Ontología del Conocimiento.
SECUENCIACIÓN: al definir una estructura de contenido para una asignatura determinada, es posible establecer una forma en la que dichos contenidos pueden ser visualizados de manera procedimental por parte del estudiante, siguiendo ciertas reglas que define el diseñador de la estructura de contenido o el LMS.
SCO: corresponde a las siglas en inglés de Shareable Content Object o en español Objeto de Contenido Compartible. Es la unidad de contenido básica y que tiene sentido lógico. Debe ser una unidad lógica por sí misma y no depender de otros SCO. Puede estar incluido en una agregación o en una colección de SCO. Los SCO se documentan a través de los metadatos, para de esta forma tener un formato de información sobre ellos que permita a otros LMS o aplicaciones el poder incluirlos dentro de su estructura.
RESUMEN
TITULO Modelo De Especificación De Conocimiento Para El Mejoramiento Y Evaluación Del Proceso De Enseñanza En Educación Superior MECMEED*
AUTOR NIÑO Z. Miguel Angel**
PALABRAS CLAVE: Ingeniería del Software Educativo, Calidad en Educación, Sistemas Tutoriales Inteligentes, Planeación Estratégica, Educación en Línea, Cromovisión del Universo, Estilos de Aprendizaje.
DESCRIPCION:
La educación siempre ha sido el pilar de la formación de la sociedad y el futuro del hombre. La formación de personas conlleva a problemas complejos, uno de los principales es la manera de transmitir el conocimiento de forma eficaz y otro es la evaluación del progreso de la misma en los estudiantes. El objetivo primordial de la presente investigación es proponer un modelo de especificación de conocimiento (MESC) en educación superior de ingenierías, a partir de la adecuación e interacción de herramientas metodológicas y teóricas adecuadas para tal fin que permita modelar y evaluar la actividad de aprendizaje al momento de impartir conocimientos en el Web, fundamentado en la creación de un sistema Tutorial inteligente (STI), como herramienta que permite soportar el MESC educativo creado. Las teorías que se consideraron importantes para el desarrollo del modelo son la planificación estratégica, la calidad en educación y los estilos de aprendizaje. Para lo anterior se desarrollo una metodología propia para implementar modelos, con el cual se desarrollo el MESC y posteriormente se implementó una herramienta software que permite establecer los escenarios computacionales para desarrollar los cursos en línea con el modelo propuesto. La metodología mencionada sirve como fundamento para el desarrollo de cualquier otro tipo de modelos que presenten características similares al desarrollado en esta investigación, adicionalmente la herramienta desarrollada permitirá plantear ambientes de aprendizaje en línea más ricos en su contexto y mejor acomodados a las necesidades educativas.
*
Trabajo de Investigación. **
ABSTRACT
TITLE Model Of Specification Of Knowledge For The Improvement And Evaluation Of the Process Of Teaching In Superior Education MECMEED*
AUTOR NIÑO Z. Miguel Angel**
KEYWORDS Educational Software Engineering, Quality in Education, Intelligent Tutorial System, Strategic Planning, on-line Education, Cromovisión of the Universe, Learning Styles.
DESCRIPTION:
The education has always been the pillar of the formation of the society and the man's future. The formation of people bears to complex problems, one of the main ones is the way to transmit the knowledge in an effective way and another is the evaluation of the progress of the same one in the students. The primordial objective of the present investigation is to propose a model of specification of knowledge (MESC) in superior education of engineerings, starting from the adaptation and interaction of appropriate methodological and theoretical tools for such an end that allows to model and to evaluate the learning activity to the moment to impart knowledge in the Web, based in the creation of a intelligent Tutorial system (ITS), as tool that allows to support the created educational MESC. The theories that were considered important for the development of the pattern they are the strategic planning, the quality in education and the learning styles. For the above-mentioned you development an own methodology to implement models, with the one which you development the MESC and later on a tool software was implemented that allows to establish the scenarios computational to develop the on-line courses with the proposed pattern. The proposed methodology serves like foundation for the development of any other type of models that you/they present characteristic similar to the one developed in this investigation, additionally the developed tool will allow to outline richer atmospheres of on-line learning in its context and better suitable to the educational necessities.
*
Work of Investigation **
INTRODUCCION
Históricamente las universidades ha estado ligadas con el progreso y desarrollo de las ciudades en las que se encuentran, olvidando regiones de los departamentos, muchas veces sometidas al abandono estatal, trayendo consigo limitaciones sociales y económicas como baja cobertura en educación, alto índice de desempleo, violencia intrafamiliar, deficiente infraestructura vial, necesidades básicas insatisfechas, solo por citar algunas.
Ante estas circunstancias, las administraciones universitarias deben comprender que la Institución debe abrirse a las dinámicas del desarrollo regional y nacional a través de la creación de espacios y ambientes que apunten a procesos de liderazgo. En tal sentido, es necesario extender programas y proyectos hacia las diversas zonas, acordes con las exigencias del medio; establecer y hacer efectivos y eficaces convenios interinstitucionales e intersectoriales para favorecer el quehacer universitario con criterios de participación, calidad y universalidad.
Uno de los proyectos que pueden iniciar las universidades hoy en día es la creación de cursos en línea1 apoyados en nuevos y eficientes procesos de gestión y docencia, la Universidad puede desarrollar un mayor impacto en los diferentes niveles de educación de la región (escolar, primario, secundario, técnico y tecnológico) facilitando a cada uno de ellos las herramientas y los modelos desarrollados adecuadamente para este fin. De esta forma se apoyaría firmemente el ingreso de los ciudadanos a la llamada Sociedad de la Información desde muy temprana edad y en los diferentes ámbitos de educación. Esta situación reflejaría el fuerte compromiso que la Universidad tiene por impactar positivamente la sociedad y por facilitar el acceso a las nuevas tecnologías de información y de telecomunicaciones a los pobladores de nuestra región.
Uno de los puntos de partida es establecer la filosofía y las herramientas necesarias para impartir cursos en línea en el ámbito universitario, para posteriormente ampliarlo a los demás ámbitos escolares. Esto ultimo corresponde al planteamiento de la presente investigación,
1
en la cual se pretende obtener el modelo y la herramienta software que permitan apoyar el proceso de aprendizaje en línea en educación superior a través de la adopción de las filosofías de planificación estratégica, calidad en educación y los estilos de aprendizaje administrados a través de un Sistema Tutorial Inteligente – STI.
Existen preguntas que deben resolverse para la realización de la presente investigación:
¿Qué modelo nuevo de enseñanza – aprendizaje debe ser tenido en cuenta para el desarrollo de los cursos en línea, evitando llevar lo tradicional a lo virtual y así incrementando la complejidad de la educación?
¿Qué elementos teóricos nos permiten evaluar el aprendizaje del estudiante y potenciarlos a un autoaprendizaje más efectivo?
¿Cómo se puede potenciar el desarrollo del software de educación en línea para que permita su integración con los contenidos existentes en el Web?
De nada serviría que la Universidad abriera sus puertas a la innovación tecnológica para la transmisión de conocimientos y estar ajena a saber si los objetivos educativos realmente se están cumpliendo, si los medios, recursos, y modelos educativos que soportan estas tecnologías realmente son pertinentes y conllevan a una educación más eficiente que la tradicional. El proceso educativo, plantea la utilización de herramientas y metodologías para impartir los conocimientos. Estas herramientas pueden ser exposiciones, investigaciones, consultas bibliográficas y demás, que a criterio de los profesores son importantes para la fijación de las experiencias junto a la teoría de la temática tratada. Por otro lado cada profesor emplea metodologías de enseñanza que a su criterio son necesarias y mejores para el modelo educativo, esto no necesariamente quiere decir que se esta logrando el objetivo de la educación[2]. Como personas que somos estamos a disposición de cometer errores metodológicos y de procedimiento al momento de impartir los conocimientos y mucho más al momento de evaluar los conocimientos de los estudiantes y esto se hace más complejo cuando la educación en línea plantea una interacción de docentes y estudiantes a través de medios tecnológicos como computadores y programas de software.
En el proyecto Aces 1.0[1], se planteo un modelo que permite diseñar a través de la panificación estratégica y las normas de calidad el sistema de evaluación personalizado de cada docente, pero estableciéndole un ambiente guiado por el logro de objetivos relacionados a las temáticas y a la medición comparativa de resultados a través de evaluaciones formales e informales a todos los actores del proceso educativo. Los resultados obtenidos en los cursos y universidades en las que se probó fueron satisfactorios al permitir detectar problemas, debilidades y fortalezas de los procesos, productos y recursos educativos. Este modelo se puede decir que es un metamodelo de evaluación.
La aplicación de la planificación estratégica y las normas de calidad en la educación han demostrado ser herramientas eficaces para la gestión del proceso educativo[1], permite distribuir los recursos y manejarlos eficaz y eficientemente, pero no implica que se mejore la calidad actitudinal y personal del individuo, y que este desarrolle sus habilidades de la manera más eficaz, y mejor aún, que las ponga al servicio de la comunidad. La Cromovisión del Universo puede aportar ideas culturales valiosas para este fin, que permite modelar los sistemas como un todo, pero con roles, estructura y equilibrio propio enmarcado en el contexto de los estilos de aprendizaje. Si se aplica este modelo de conocimiento, articulándolo con los modelos de planificación y gestión estratégica en Educación, se podría obtener una buena solución al problema de la Enseñanza Superior.
En el entorno mundial y nacional se han desarrollado numerosos trabajos en educación en línea2, pero la mayoría de ellos se ha preocupado de la entrega de contenidos y la versatilidad en el uso de tecnologías de la Información y la Telecomunicaciones – TIC. Pero no se ha internado en la evaluación del aprendizaje de acuerdo al proyecto institucional de las universidades, en los cuales se plantea la educación integral.
La Universidad Industrial de Santander - UIS ha modificado su estructura organizacional para incorporar modelos de aseguramiento de calidad3, siguiendo las políticas del gobierno nacional. El proceso comenzó a partir de 1994; los departamentos se transformaron en escuelas y se establecieron propósitos y objetivos hacia la descentralización y la acreditación.
2
Según las conclusiones presentadas en el evento “APLICACIÓN DE NUEVAS TECNOLOGIAS DE MULTIMEDIA E INTERNET EN LAS INSTITUCIONES DE EDUCACION SUPERIOR. Aprendizaje en un mundo cambiante” durante los días 4 y 5 de octubre de 2001. organizado por la Asociación Colombiana de Universidades – ASCUN.
3
En la Maestría en Informática se impulsa a la investigación en todos los campos tecnológicos y del conocimiento, dado esto, se plantea el presente proyecto tomando como base la planificación estratégica, la transmisión y adecuamiento de modelos educativos exitosos, las ideas filosóficas de la Cromovisión del Universo, y las experiencias de investigación en educación de todos los investigadores que participarán en el presente proyecto. Contando también con los Recursos Humanos y de Infraestructura del Programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Cauca en Popayán.
En la Universidad del Cauca, en Popayán se esta desarrollando un proyecto de gran proporción llamado Unicauca Virtual[3], para establecer las bases conceptuales, metodológicas y tecnológicas para crear la Universidad Virtual del Cauca, la cual permita oferta programas académicos a través de la educación en línea. El presente autor se encuentra vinculado a este proyecto como uno de los investigadores principales y unido al mismo se encuentra vinculado con la presente investigación, la cual tiene como principal objetivo apoyar la Fase II[4] del Proyecto en lo correspondiente al desarrollo de nuevos servicios. De esta forma la Universidad Industrial de Santander y la Universidad del Cauca podrían establecer un convenio de participación en el proyecto Unicauca Virtual para permitirle a la UIS utilizar los productos y servicios ya establecidos hasta el momento y apoyar así a sus estudiantes con el soporte de la educación en línea.
Es importante anotar que la Fase I del proyecto Unicauca Virtual no contempla el desarrollo establecido para el presente proyecto4, aunque si comparte los modelos teóricos desarrollados por el autor por lo cual hasta el momento no existen problemas en derechos de autor y de propiedad de productos entre las universidades.
El proyecto se enmarca en el ámbito de la educación en línea y específicamente en cursos de educación superior de ingenierías, la razón de esto es la familiaridad del autor con las temáticas manejadas en ingeniería y el conocimiento del entorno de enseñanza.
El alcance del proyecto se ve restringido al desarrollo de un modelo que integre las filosofías comentadas en los apartados anteriores y el desarrollo de un prototipo software que permita implementar las características más importantes del modelo desarrollado. Este Modelo llamado MESC plantea todo un entorno de enseñanza – aprendizaje complejo, por ello, la
4
elaboración de una herramienta software que lo soporte integralmente se saldría de los alcances del proyecto.
Lo que se va a implementar en el software corresponde al modelo de los estilos de aprendizaje y la gestión realizada por el Sistema Tutorial Inteligente5 para entregar los contenidos a los estudiantes. Adicionalmente el Docente tendrá otra aplicación que le permite definir y configurar el Tutor Inteligente. Los demás servicios se han estipulado desarrollar en el marco del proyecto Unicauca Virtual al cual se le adicionará este módulo.
La metodología empleada para abordar el proyecto se corresponde como un aporte adicional del proyecto de investigación, puesto que esta metodología se propone como base para la creación de cualquier tipo de modelos que tengan características similares al contexto del modelo desarrollado en esta investigación. Esta metodología plantea el seguimiento de cuatro pasos para la consecución del modelo, una vez obtenido el modelo se procede a diseñar la funcionalidad que debe soportar el software desarrollado.
Para el desarrollo del software se sigue una metodología guiada por casos de usos y centrado en la arquitectura, con elaboración de prototipos de manera incremental. El desarrollo de esto se puede encontrar en el capitulo 2 del presente documento.
Se realizarán unas pruebas de funcionamiento y efectividad del la herramienta software y el modelo desarrollado sobre la misma, esto se documentará en el capitulo 3.
Finalmente se presentarán las conclusiones y las recomendaciones del trabajo de investigación.
5
1
DEFINICION
DEL
MODELO
1.1
INTRODUCCION
AL
MESC
La educación tradicional trata a los alumnos todos como un conjunto de personas que deben aprender a través de un método de enseñanza igual para todos, esto olvida el principio universal de la diversidad, por lo cual todas las personas tienen diferentes métodos de aprendizaje, en lo cual no esta de manifiesto la inteligencia, sino la forma de adquirir el conocimiento, a esto se le denomina estilo de aprendizaje, para el cual en el momento se manejan varias teorías6 relacionadas con los elementos biológicos, emocionales, sociológicos, fisiológicos, psicológicos, formas de captar, comprender, procesar y almacenar la información, formas de pensamiento y virtudes naturales o dones individuales de cada persona. De esta forma los educadores necesitan utilizar filosofías y herramientas que les permitan abordar este problema de la mejor forma. Para el caso particular del proyecto presente, se pretende crear un ambiente computacional, soportado en los Sistemas Tutoriales Inteligentes, de tal forma que permita implementar una filosofía específica de estilos de aprendizaje en el ambiente de la educación en línea7 en cursos universitarios, a esta filosofía se une al aseguramiento de la calidad en educación a través del uso de la planificación estratégica8.
El presente capítulo presentará inicialmente una definición genérica de los elementos necesarios para proponer un modelo, posteriormente la definición específica del modelo en el entorno descrito anteriormente, un desarrollo específico de cómo se puede usar el mismo
6
Ver el Anexo C de estado del arte de estilos de aprendizaje 7
Ver el Anexo A sobre educación en línea 8
para los fines educativos planteados en el proyecto actual y finalmente la arquitectura de un Sistema Tutorial Inteligente que utiliza tecnología Web para la educación en línea que soporta el modelo planteado.
1.2
ELEMENTOS PARA LA CREACIÓN DE UN MODELO
La definición más sencilla de modelo es: Un modeloes una simplificación de la realidad, obtenido a partir de la aplicación de una serie de abstracciones de la misma, por medio de la cual podemos organizar y entender su estructura, datos y dinámica.
Existen ciertas características deseables en un modelo, según [Booch, Rumbaugh, Jacobson] estas deben ser:
Elegir el modelo apropiado, según la realidad a representar.
Todo modelo puede expresarse a diferentes niveles de precisión.
Los mejores modelos están ligados a la realidad.
Es bueno tener un conjunto de modelos casi independientes entre si del mismo tema.
Un modelo nos permite ocultar la complejidad de la realidad que no se puede visualizar a través de los limitados sentidos del hombre, de tal forma, que le permiten instanciar y crear estrategias adecuadas para manipular esa realidad al logro de los propósitos deseados.
Teniendo en cuenta lo anterior los elementos necesarios y estructurales que se deben tener en cuenta en la creación de cualquier modelo son:
evolucionar en diversos modelos, es decir crear un metamodelo, este último concepto se describe en el apartado 4 de esta numeración.
2. Definir un Lenguaje que permita abstraer de la realizad el Universo de Discurso Específico: Este lenguaje debe permitir definir elementos, reglas y esquemas para la representación del modelo.
3. El modelo debe poder tener diferentes niveles de abstracción de la realidad y con diferentes perspectivas de la misma: Esta característica agrupa también la seguridad de que el modelo realmente represente con la mayor semántica posible la realidad aparente que se modela, así como incluir la visión específica que se tiene de esa realidad en diferentes perspectivas.
Universo de Discurso - UD de la educación y siendo más específicos de la educación utilizando medios tecnológicos y computacionales para soportar/apoyar la educación presencial y a distancia a través de la Web. Un ejemplo sencillo del uso de metamodelos es: si deseamos crear un modelo de una bicicleta especializada en su uso en pista, esto determina las características del modelo como lo son tener el menor peso posible, resistencia al aire, grosor de llantas, relaciones adecuadas para la velocidad, etc. Si se deseará innovar en este modelo, sería necesario romper ciertas características dadas por ciertas en este tipo de ciclas, como lo puede ser cambiar la silla en forma de montura de caballo de las ciclas, por una más cómoda. Un metamodelo definiría elementos esenciales de cualquier modelo de cicla, como lo es el concepto de llanta y que un modelo puede agrupar una, dos o mas llantas con diferentes propiedades, otro elemento es el asiento, para lo cual no define una forma específica del mismo sino almacena las características esenciales que son invariantes del mismo como lo es establecer forma, dimensiones, comodidad, etc. Permitiendo definir las estructuras y elementos esenciales para armar cualquier modelo de cicla. El metamodelo es un modelo acerca del modelo, y permite establecer las características esenciales del mismo en un entorno dado y los modelos que se instancian de este también son modelos, sólo que un modelo establece un nivel de detalle mayor para responder a los requisitos específicos de la realidad. Si es necesario redefinir el asiento de la cicla se recure a las característica del metamodelo de ciclas y se especifica otro modelo, mejor o peor depende de los diseñadores o expertos que crean el modelo. Así mismo podemos definir un metamodelo para un entorno de la realidad y de él poder definir modelos más flexibles, que permitan su innovación y mejoramiento continuo, así como su flexibilidad para las necesidades de los diferentes entornos posibles y los aún no creados. Esta característica de crear un Metamodelo para la creación de un modelo no es esencial para el desarrollo de un modelo, pero si es muy importante para la viabilidad del mismo en cuanto la dinámica de requisitos y entornos muy variables y complejos, como lo es en el ámbito de la educación en línea y su evaluación en el aprendizaje.
constantemente a través de comparaciones sucesivas con la realidad, esto permite que el modelo madure con el tiempo, pero este proceso debe estar bien definido y evaluado, de tal forma que permita encontrar el modelo que más se ajuste al problema que resuelve y que por el contrario no contribuya a la complejidad del mismo.
Los elementos anteriores no pretenden ser una camisa de fuerza y ni tampoco quieren ser la última palabra en la creación de modelos; pero si representan las principales características que debe tener un modelo y se puede organizar una metodología particular para la creación del modelo del proyecto actual, permitiendo esta implementación generar un valor teórico de la investigación para futuros trabajos que se desarrollen en la misma área. Para ser más concisos en la propuesta metodológica a continuación se presenta un resumen explícito de la misma:
1.2.1 Metodología para la creación de Modelos
Paso 1: Determinar el ámbito del Modelo: En este punto es dónde se decide si se desea desarrollar un metamodelo o un modelo, para lo cual si es un metamodelo se debe contar con un correcto desarrollo de un estado del arte de modelos en ese campo y en lo posible contar con un experto en la temática. Las actividades a realizar son las siguientes:
a) Determinar un Desarrollo de Fichas Bibliográficas sobre el tema, identificando los elementos y procesos esenciales de la realidad modelada. Estos elementos se pueden modelar con un lenguaje formal o informal, lo importante es su independencia con software, hardware o personas.
b) Aplicar las abstracciones[8] necesarias para poder eliminar la complejidad del problema y obtener los elementos estáticos (estructuras, reglas, restricciones, objetos) y los elementos dinámicos (funciones o procedimientos, interacciones). c) El resultado final de esta etapa es una serie de diagramas que formalizan la
abstracción realizada a la realidad.
a) Seleccionar un Lenguaje ya definido y estandarizado que se adecue a las necesidades de representación de la información del modelo. Este lenguaje puede tomar de filosofías ya probadas como las orientadas a objetos (UML, Modelo Relacional) que son las más flexibles hasta el momento o las orientadas a estructuras.
b) Crear un Lenguaje en el cual debe empezar por definir la filosofía, elementos estáticos y dinámicos del mismo y los diagramas a construir.
c) Una vez realizado uno de los dos pasos anteriores se debe definir estructuras de nivel mayor (El contenido de estas estructuras esta relacionado con la realidad modelada) con los lenguajes y establecer el mecanismo apropiado de creación de diagramas para la instanciación de modelos en el ámbito específico.
d) Generalmente los modelos supremamente formalizados también exigen una matemática que soporte la lógica del mismo. Aunque este elemento no es esencial para el planteamiento de un modelo conceptual, puede ser fundamental para representar formalmente los componentes del mismo.
Paso 3: Plantear los escenarios que se pueden modelar con el metamodelo, de tal forma que se pueda mostrar cual podría ser el nivel de abstracción o particulización del modelo. Las actividades internas son:
a) Realizar un Diagrama con los elementos más abstractos o de último nivel de abstracción.
b) Definir una serie de Reglas de Producción de Modelos, por medio de las cuales se determina los pasos que cualquier persona debe seguir para implantar un modelo personalizado.
Paso 4: Pruebas del Modelo: La primera prueba del mismo es el modelo específico propuesto por los autores del metamodelo, pero es necesario realizar variadas pruebas del mismo con diferentes actores interesados en el campo modelado. En este punto se puede hacer uso de las tecnologías computacionales para permitir sistematizar procesos complejos y desarrollar aplicaciones que soporten y den vida a los diversos modelos desarrollados.
1.3
MODELO
ESPECÍFICO:
MODELO
DE
ESPECIFICACIÓN
DE
CONOCIMIENTO
PARA
LA
EDUCACIÓN
EN
LÍNEA
UTILIZANDO
ESTILOS
DE
APRENDIZAJE
Y
SISTEMAS
TUTORIALES INTELIGENTES MESC.
Para la elaboración de este modelo se seguirán cada uno de los pasos mencionados en el apartado anterior. Esto permitirá aplicar la metodología propuesta en el apartado anterior.
1.3.1 Paso 1: Ámbito del Modelo
Ámbito de Educación en Línea con Sistemas Tutoriales
Inteligentes
Para establecer los recursos se decidió presentar una tabla dónde se definen y/o listan las principales funciones de cada uno de ellos:
Tabla 1: Definición de Recursos en Educación en Línea Recurso Definición y/o Funciones
Docentes Desarrollar un entendimiento claro de las características y necesidades de los estudiantes que se encontraran en la distancia recibiendo su enseñanza, con poca o limitada experiencia de primera mano, debido al poco contacto cara a cara que se va a tener.
Adaptar los estilos de enseñanza tomando en consideración las necesidades y expectativas de las frecuentemente múltiples y diversas audiencias.
Desarrollar un trabajo de entendimiento de las tecnologías empleadas para la educación en Línea, sin perder de vista su papel fundamental de docente.
Desempeñarse efectivamente como un facilitador de destrezas también como un proveedor de contenidos.
Estudiante Luego de encontrar con una muy buena aproximación las necesidades de aprendizaje, instrucción o capacitación que requieren los estudiantes, se encuentra la piedra angular de cualquier programa de educación en Línea que pretenda ser efectivo.
Facilitador En un programa de educación a distancia, el instructor o persona encargada de la capacitación requiere frecuentemente contar con el apoyo o ayuda en el sitio remoto de una persona que cumple las funciones de facilitador, el cual va a actuar como un puente entre el docente y los estudiantes. Como mínimo el facilitador le brinda apoyo en la organización, configuración y puesta a punto del equipo, recibir las tareas, vigilar las pruebas o exámenes y actúa a su vez como los ojos y oídos del docente en el sitio remoto.
Personal de
Soporte
Es el personal silencioso dentro de un programa de educación en Línea, los cuales se encargan de todos los detalles requeridos para la efectividad del programa. Entre sus funciones se encuentran: los procesos de registro de estudiantes, duplicación y distribución de material si así se requiere, ordenar los textos guía, asegurar la acreditación de los derechos de autor, gestión de los recursos técnicos, entre otros.
árbitros dentro de los programas. Sistema Tutorial
Inteligente
Debe proveer los modelos necesarios (Estudiante, Profesor o Experto y el de instrucción) para la adecuación y ejecución de los contenidos, dependiendo del estilo del aprendizaje del estudiante, además de sus acciones con el software.
Permite al experto adecuar el conocimiento del curso; modificándolo y aumentándolo.
Permite al experto almacenar y desarrollar nuevas reglas para la interacción con el estudiante.
Evalúa y monitorea al estudiante con respecto a su estilo de aprendizaje y adecua el conocimiento dependiendo de la interacción con el mismo.
Aplicación Web Esta será la interfaz entre el STI y los Usuarios. Permite el manejo de la conexión a Internet y transportar y presentar adecuadamente la información. Computador
Multimedia
Permitir la ejecución del software necesario para la educación en línea.
Conexión a
Internet
Permitir la conexión a los servidores Web para utilizar los recursos de conocimiento necesarios y las aplicaciones de interacción con otros usuarios.
Puesto de
Trabajo Adecuado
Los elementos de infraestructura deben mantener unas dimensiones ergonómicas que permitan una interacción con el computador adecuado y saludable.
Manejo de
Computadores
Los usuarios debe tener un manejo adecuado del uso de los computadores y todos sus dispositivos.
Universidad Provee toda la infraestructura académica ya administrativa para los cursos en línea.
Dependencia Académica
Se encarga de ofertar y mejorar los cursos de un programa académico que se oriente en línea.
Programa de
Estudios
Permite matricular los estudiantes para la formación en una disciplina particular. Definir los planes curriculares a seguir.
Ámbito de Planificación Estratégica y Calidad en educación
Otro elemento que hace parte del entorno al cual se desarrollará el modelo es la Planificación estratégica y el aseguramiento de calidad en educación. Es importante resaltar que esta filosofía se incluye en el modelo, desde la perspectiva de poder crear un sistema de evaluación eficiente para el seguimiento del proceso de enseñanza y aprendizaje en educación en línea. En el proyecto Aces 1.0[1] se hace una propuesta bastante interesante de la aplicación de esta filosofía en cursos universitarios, pero tiene debilidades9 al momento de evaluar una organización o a todo el sistema integral. Después de un análisis detallado de diversos modelos se presenta los recursos y sus funciones que se consideraron esenciales en un sistema de calidad con planificación estratégica:
Tabla 2: Definición de Recursos de Planificación Estratégica y Calidad en Educación
Recurso Definición y/o Funciones
Organización Corresponde a Todo el Sistema (Empresa, Universidad, país, etc) que pretende establecer su sistema de Evaluación
Recurso Corresponde a un objeto abstracto o real que hace parte de la organización y es utilizado con diferentes funciones para el logro de los objetivos del sistema
Roles Corresponde al conjunto de Restricciones y Funciones que debe cumplir un conjunto de recursos que están relacionados al rol
Árbol de
Recursos
Es una clasificación o tipificación de todos los recursos de la organización. Su estructura fundamental presenta en el primer nivel una clasificación genérica y para el segundo nivel la elaboración de tipologías de roles, dónde las ramas hoja representan los roles de la organización a los cuales se les debe definir las restricciones, funciones y cluster de evaluación genérico.
Objeto de
Evaluación
Es el recurso de la organización al cual se le va a realizar una evaluación de su desempeño (Eficacia, Eficiencia y Calidad fundamentalmente)
Evaluadores Es el recurso de la organización que realiza la evaluación a otros recursos desde su punto de vista, contestando las preguntas presentadas en la evaluación.
Cluster de Evaluación
Es un árbol que se relaciona a un objeto de evaluación o un conjunto de objetos de evaluación, permitiendo establecer los roles que desempeña el recurso actualmente y su personalización si es necesario.
Reglas de
Propagación
Son ponderaciones que se sitúan en las hojas o en los enlaces de los árboles del sistema de evaluación, para poder ponderar pesos de las ramas hacia el padre inmediato. Esto se logra a través de la utilización de formulas matemáticas ubicadas en las ramas padre.
9
Método de Evaluación
Es un árbol que permite establecer el cronograma de evaluación de uno o varios recursos, con respecto a los roles que desempeñan en la organización.
Instrumento de Medición
Corresponde a la evaluación que se realiza de uno o varios recursos de la organización por parte de uno o varios recursos de la misma organización
Repositorio de Indicadores
Es un conjunto de Preguntas de diferentes tipos sobre una variable específica. Estos indicadores pueden estar clasificados en diferentes tipos para permitir su búsqueda y reutilización optima Ej. (Eficacia, Eficiencia, De Calidad, Cobertura, etc.)
Planificación Esta es una etapa en la cual se Definen y determinan todos los requisitos del sistema. Los principales procesos que se realizan son:
• Creación y Definición del Árbol de Recursos.
• Definición de los Cluster de Evaluación para cada Rol. • Definición del Repositorio de Indicadores
Programación Es una etapa en la cual fundamentalmente se definen y asignan todos los recursos personalizados al sistema de evaluación. Los principales procesos son:
• Definición de la vigencias de evaluación • Personalización de los Cluster de Evaluación
• Establecimiento de la reglas de Propagación del los Clúster Personalizados. • Elaboración del Método de Evaluación.
• Elaboración de los Instrumentos de Medición.
Ejecución Es la etapa en la cual se ejecuta todos los exámenes y actividades planificadas y programadas. Fundamentalmente los procesos son:
• Monitoreo y almacenamiento de información de los indicadores.
• Ejecución de Evaluaciones (Heteroevaluaciones, Coevaluaciones o autoevaluaciones).
• Codificación y organización de la información para la etapa de análisis.
Análisis En esta etapa se realizan todos los procesos que permiten establecer la medición del desempeño de todos los recursos. Estos resultados se procesan de forma tal que provea información de realimentación a la organización para así poder mejorar su planificación y programación de un nuevo ciclo. Los principales análisis probados en educación son:
• Análisis de Debilidades y Fortalezas. • Análisis Comparativo de Recursos. • Análisis de Pareto.
• Informes de los análisis.
• Modificación o Implementación de Reglas de Negocio.
• Adecuación y Temperación de los modelos ejecutados para el nuevo ciclo.
específicos se han trabajado suficientemente en la bibliografía consultada[6] y se consideran detalles que deben tener en cuenta los usuarios para hacer un adecuado uso de la herramienta que se desarrolle.
Como esta temática es tan importante para vincularla al modelo actual se ha desarrollado un metamodelo de evaluación (Ver Anexo D) en el marco del proyecto Unicauca Virtual[3], para el cual el presente proyecto utilizará para probar sus resultados.
Ámbito de Estilos de Aprendizaje
Se ha recurrido sobre todo a bibliografía encontrada en Internet[12], puesto que no existen muchos libros al respecto. Existen variados estilos de aprendizaje[6][12][13][14][15][16][17][18][19][20] los recursos principales detectados a tener en cuenta en el modelo son:
Tabla 3: Elementos Fundamentales en los Estilos de Aprendizaje Recurso Definición y/o Funciones
Filosofía de Clasificación Unificada
Esta filosofía maneja como fondo la Cromovisión del Universo[6] enriquecida con los demás estilos de aprendizaje trabajados hasta el momento como: Procesamiento de la información, habilidad Perceptiva, Procesos Cognoscitivos e Inteligencias Múltiples.
Dimensiones de Personalidad
Este mecanismo corresponde a un instrumento de medición que permita establecer cual es estilo de aprendizaje de cada estudiante. Generalmente se desarrolla por medio de una encuesta, pero se pueden desarrollar otros métodos que permiten reforzar la clasificación.
Procesamiento
de la
Información.
Esto se convierte en una serie de estrategias que se deben seguir para el proceso de aprendizaje en línea, una vez que se ha clasificado el estudiante y se ha procedido a divulgar contenidos al mismo.
Interacción Social Establece las diferentes formas en que se mueve el individuo en el aula de clase. Preferencia
Instruccional
Se refiere a las diferentes estrategias sugeridas para que el estudiante aprenda de acuerdo a su estilo particular de aprendizaje.
Medios de las TIC
Para la ilustrar los diferentes estilos de aprendizaje se puede referir al Anexo C de fichas bibliográficas principales.
Finalmente se decidió tomar como fundamento los estilos de aprendizaje proporcionados por la teoría de la Cromovisión del Universo[6], desde el punto de vista de su aporte al entendimiento sencillo y natural de las tendencias que poseen las personas, y cómo esas tendencias naturales le permiten clasificar el aprendizaje de los individuos de acuerdo a sus intereses naturales. Además en el estudio se encontró que todos los estilos de aprendizaje de una u otra forma son los mismos que propone esta filosofía, sólo que se le han dado nombres y clasificaciones diferentes.
Para aprovechar los estudios realizados por otros autores en estilos de aprendizaje se decidió integrar sus filosofías a la filosofía escogida como base y reutilizar sus investigaciones e instrumentos de medición, cómo los cuestionarios y elementos pedagógicos a tener en cuenta una vez clasificado el individuo. Esto permitirá salvar la brecha que tiene la filosofía de la CU para la elaboración de un instrumento de clasificación del individuo.
A continuación se presenta la unificación de estas teorías:
Tabla 4: Unificación de los Estilos de Aprendizaje
Estilos de Aprendizaje de la C.U. Estilos de Aprendizaje Equivalentes
Pensamiento Contemplativo (Azul) Reflexivo Cerebro Derecho
Más Visual que auditivo y Kinestésico
Inteligencias: Lógica – Matemática, Musical, naturalista y Espacial.
Pensamiento Creativista (Amarillo) Teóricos
Cerebro Izquierdo
Más Visual que auditivo y Kinestésico Inteligencias: Lingüística y emocional
Pensamiento Selectivo (Rojo) Activo
Pensamiento Pragmático (Rojo + Rojo) Pragmático Cerebro Central
Más Kinestésico que visual o musical.
De todas las teorías la que más se encuadra es la de Honey – Alonso – Gallego y Munford, el cual es uno de los estilos de aprendizaje con más años de investigación y que en este momento se utiliza en variadas investigaciones[15].
Las clasificaciones y sus características concuerdan perfectamente con las de la C.U. Por ello el cuestionario de clasificación CHAEA10 es un buen instrumento para utilizarlo en la clasificación de los estilos de la C.U. Por otro lado los demás estilos poseen otros cuestionarios que pueden ser utilizados para ratificar las clasificaciones base.
Ámbito de los Sistemas Tutoriales Inteligentes
La inteligencia artificial en la educación aparece con los tutores inteligentes, que son una evolución de la enseñanza asistida por ordenador. Tres aspectos caracterizan a estos sistemas inteligentes:
Tabla 5: Elementos Fundamentales de los Sistemas Tutoriales Inteligentes
Recurso Definición y/o Funciones
Dominio del Conocimiento Este debe ser conocido suficientemente por el sistema informático, como para poder generar inferencias o resolver problemas en ese dominio. Este conocimiento está en el Módulo Experto.
Capacidad de Enseñar Es la capacidad que tiene el sistema para enseñar a alumno el conocimiento. Para esto utiliza el Módulo de Diagnóstico, el cual le permite monitorear al estudiante.
Estrategia de Tutorial Son las estrategias Implementadas para tratar de reducir la brecha entre el conocimiento del experto vs. Del estudiante. Para esto utiliza el Módulo Instructor que identifica las deficiencias en el conocimiento, para seleccionar estrategias que presenten ese
10
conocimiento.
Interfaz El entorno de instrucción y la interfaz humano - maquina que canalizan la comunicación del Tutorial.
Para mayor información de los STI se puede consultar la bibliografía[28][29][30][31][32] referenciada en este texto.
1.3.2 Paso 2: Definición y Aplicación del Lenguaje de Representación
Los elementos básicos identificados en el paso 1, son elementos estáticos de cada uno de las filosofías a integrar, los elementos dinámicos aparecen en la integración de los ámbitos en un solo modelo y la definición de los métodos con los que se rige el mismo. Por tal razón en esta etapa se debe especificar el Modelo Conceptual en el ámbito anteriormente mencionado (1.3.1) a través de la definición de una conceptualización teórica y metodológica integrada, de las cuales se espera modelar un curso de educación superior en línea.
El presente proyecto establece la creación de una herramienta software que permita diseñar del ambiente computacional, el cual debe retomar el modelo creado e implementar la infraestructura necesaria para soportarlo. Auque el modelo no depende de esta herramienta se hace imprescindible su uso puesto que los procesos complejos que se plantean y el mismo ámbito de educación en línea, exigen el uso imprescindible de una herramienta software para que éste sea funcional. Esta herramienta se definirá en el próximo capítulo en el cual se presentará todo su diseño y como esta implementara el modelo desarrollado en este apartado.
La razón principal de escoger UML es porque este lenguaje se acomoda perfectamente a las necesidades de representación del modelo del proyecto y define claramente los elementos conceptuales y lógicos a tener en cuenta en la implementación software del mismo. Se utilizarán sobre todo las vistas de diagramas de casos de uso, las vistas lógicas con los diagramas de clase y los diagramas de componentes para establecer el despliegue de la aplicación a crear.
Especificación del Modelo Conceptual
El Diseño de cursos en línea en el ámbito del paso 1, la podemos estructurar como un diseño de un proyecto educativo[21] al cual se le va incluir la filosofía de la Planificación Estratégica. El diseño global de todo el sistema se puede visualizar en la Ilustración 1.
El Modelo de Diseño de bases de datos[8] y el Modelo de Diseño de Entornos Telemáticos de [ARTACHO][7] ha servido como base para desarrollar el modelo de diseño de entornos educativos en línea con planificación estratégica presentado en la Ilustración 1.
El primer concepto que se debe tener en cuenta es el de proyecto educativo[17], utilizado para elaborar la implementación de un curso utilizando las TIC. La realidad simbolizada por la nube representa el ámbito de conocimiento del curso y todos sus problemas para adecuarlo a una educación en línea. Como todo proyecto, el proyecto educativo debe definir adecuadamente el ámbito del curso y el problema a resolver.
Lo primero que debe hacer el modelador (docentes, expertos, etc.) es obtener el Universo de Discurso, o dicho en otras palabras formalizar las restricciones y características del curso, para ello inicia la primera etapa de modelado del curso y es aplicar un Modelo conceptual para realizar el diseño conceptual, el resultado de esto son los diagramas que representan las salidas del modelo aplicado. Igualmente se realizan los mismos pasos con la parte lógica y física. Finalmente se cierra el ciclo con una etapa en la que se revisan los resultados de la ejecución del curso, éstos resultados deben ser analizados adecuadamente para poder mejorar los puntos débiles encontrados en la orientación del mismo.
Las etapas de Conceptualización, lógica, Física y Realimentación se equiparan perfectamente con las etapas seguidas en el modelo de planificación estratégica para asegurar la calidad del curso, las cuales son planificación, programación, ejecución y análisis respectivamente, estas últimas fueron tratadas en el proyecto ACES[1], mejoradas para el proyecto Unicauca Virtual[3] y retomadas y adecuadas en el presente proyecto.
En las etapas del diseño conceptual, lógico, físico se aplican modelos en cada nivel, estos modelos se definirán en los siguientes apartados del documento. Según [FLORY], “Modelar consiste en definir un mundo abstracto y teórico tal que las conclusiones que se puedan sacar de él coincidan con las manifestaciones aparentes del mundo real”. Teniendo
presente la definición dada de modelo en los apartados anteriores, al modelar estamos elaborando un diseño del mundo real, en este caso del curso a impartir y los resultados finales del diseño son diagramas (Plantillas Instruccionales11) que reúnen la información
11
La salida de la aplicación de un modelo generalmente es un esquema. Por ejemplo: cuando se aplica el modelo Entidad – Relación de Bases de Datos se obtiene el esquema Entidad – Relación. Igualmente aquí se obtiene un esquema, pero este esquema se ha denominado Plantilla Instruccional, la cual servirá de marco de referencia para el trabajo del software a desarrollar.
desarrollada, esta información es la que debe ser tomada por un Learning Manager Sistema - LMS12 para proveer los contenidos y este LMS debe comunicarse el STI que permita impartir el curso teniendo en cuenta los estilos de aprendizaje de los estudiantes con los que interactúa. Conceptuando cada etapa, tenemos:
Diseño Conceptual: consiste en obtener una buena representación de los recursos de información del entorno educativo y el curso a modelar, independiente de usuarios, aplicaciones y hardware. En esta etapa se definen todas las estructuras y estrategias que se utilizaran para el desarrollo del curso, en otras palabras se conceptúa y planifica el mismo. El modelo aplicado es de proyecto educativo, en el cual se define específicamente el problema educativo a resolver y los elementos planificados para su solución.
Diseño Lógico: Consiste en transformar los diagramas conceptuales escogiendo un modelo de instanciación de la información particular recopilada en la realidad del desarrollo del curso. En esta etapa se asigna, programan y personalizan todos los objetos que van a intervenir en la ejecución del curso. Las estructuras utilizadas en esta etapa están enfocadas al modelado orientado a objetos y los estándares de modelado de información de cursos en el Web con Shareable Content Object - SCORM[11].
Diseño Físico: Se trata de conseguir una instrumentación lo más eficientemente posible. La instrumentación de los proyectos será en un LMS desarrollado en el proyecto Unicauca Virtual Fase I13 para presentar los contenidos, la diferencia es que este proyecto le añade al modelo de datos y de estándares de SCORM, los elementos necesarios para soportar el modelo educativo y la incorporación del STI que utiliza la filosofía de los estilos de aprendizaje unificados en este modelo para presentar los contenidos. En esta etapa se ejecuta todo lo que se definió y asigno en las etapas anteriores y el modelo ya esta definido en las propias herramientas creadas para soportar el curso.
Etapa de Realimentación: En esta última etapa del ciclo de vida del desarrollo de un curso en línea, se trata de realizar los análisis correspondientes, de tal forma que
12
Un LMS es una herramienta software que centraliza los Objetos básicos de aprendizaje y los envía a los clientes que hacen peticiones de elementos.
13
permita identificar los problemas detectados en los cursos y llevar las soluciones a la planificación del nuevo ciclo del curso. Generalmente se escogen metodologías de análisis de indicadores de gestión educativa, de tal forma que se puedan detectar problemas en el desempeño de los recursos definidos en el curso y en los procesos establecidos.
A continuación se presenta una tabla con las actividades más específicas a desarrollar en cada Nivel del modelado de cursos. En esta tabla se integran al modelo anterior los conceptos del modelo de evaluación y planificación estratégica desarrollado y explicado e el Anexo D con los conceptos de un STI que soporte todo el proceso de Instrucción.
Tabla 6: Modelo Detallado de Creación de Cursos en Educación en Línea con STI y Estilos de Aprendizaje
Etapas Modelado Salidas
1. Nivel de Conceptualización (Planificación)
Análisis de la situación educativa: o Entorno
o Definición
Selección y definición del problema o Curso o Antecedentes
o Preguntas o Justificación
Definición del Plan Estratégico o Replanificación de un ciclo anterior.
o Misión o Metodología
Definición del árbol de recursos
Definición de la Evaluación de los recursos.
Definición de los repositorios
o Elementos del contenido (SCOO)[11]. o Elementos de Evaluación (Preguntas). o Elementos Instruccionales (SCOO). o Elementos Didácticos (Estilos de
Aprendizaje, Interfaz usados por el STI).
Definición de las Reglas del Módulo Experto del STI.
Plantilla de Proyecto Educativo.
Plantilla de Evaluación.
Plantilla Instruccional.
2. Nivel de Instanciación (Programación)
Asignación del periodo de desarrollo del curso.
Asignación y personalización de recursos. o Clasificación de los estudiantes en los
estilos de aprendizaje.
o Programación del Módulo Instructor del STI dependiendo de los estilos de aprendizaje.
Personalización y elaboración de evaluaciones.
Plantilla de Instanciación del modelo.
3. Nivel de uso. (Ejecución)
Ejecución de los cursos o Instrucciones o Evaluaciones
Ejecución del Módulo de Diagnóstico del STI.
Plantilla de Monitoreo.
4. Nivel de realimentación. (Análisis)
Ejecución de diferentes técnicas de análisis Plantilla de Resultados.
La mayoría de las salidas son diagramas estandarizados en el concepto de Plantillas Instruccionales - PI, las cuales permiten recoger toda la información pertinente de cada etapa y servir de soporte para la ejecución del curso. Las plantillas del sistema son dinámicas, es decir, son susceptibles de ser mejoradas y ampliadas, de tal forma que el universo de información sea posible de ser adaptado a las necesidades propias. Se han determinado la utilización de tres dominios del conocimiento de los cursos en educación en línea propuestos por [ARTACHO][7] y redefinidos para el presente modelo. Estos dominios son los que proveen la información en las correspondientes plantillas, estos son:
Dominio Conceptual: El dominio conceptual va a representar los objetos, conceptos y otras entidades que existen en un determinado área de interés junto con las relaciones que se establecen entre ellos [Genesereth and Nilsson, 1987]. El objetivo es el de tener un dominio explícito sobre el que establecer las relaciones didácticas e instruccionales entre ellos. Se describen estos en base a la filosofía orientada a objetos, de acuerdo con el formalismo que se describirá más adelante.
Dominio Instruccional: El dominio instruccional describe los objetos instruccionales, es decir, aquellas cuya finalidad es la de ayudar a la adquisición y comprensión sobre el conocimiento de la materia.
Dominio Didáctico: El dominio didáctico complementa a los otros dominios con propiedades didácticas asociadas a los objetos y relaciones. El conocimiento didáctico es aquel que clasifica y describe los objetos de un dominio de conocimiento atendiendo a sus cualidades pedagógicas. En este dominio se definen:
Algunos atributos didácticos sobre los objetos ya creados en los dominios anteriores.
Relaciones entre objetos de otros dominios.
Una vez más [ARTACHO] define ciertos objetos esenciales en cada uno de lo dominios, estos elementos también se pueden definir en el modelo de estandarización de contenidos de SCORM. En este proyecto debe permitir modelar esos elementos también, además de otros que el docente crea necesario, para esto se parte de un objeto base para el modelado de los demás objetos complejos, tal como se presenta en la Ilustración 2.
Ilustración 2: Objeto Semilla para el Modelo
El objeto Semilla sobre el cual se van a modelar todos los objetos del modelo planteado representa la unidad mínima funcional del mismo. Se contemplaron seis perfiles determinados de acuerdo a los diferentes ámbitos sobre los cuales se contemplo en diseño del modelo. Los perfiles de determinan a continuación:
Propiedades: Estas corresponden a todo el conjunto de características o atributos que definen el objeto modelado.
Métodos: Corresponde al conjunto de funciones internas o externas para el intercambio de información.
Conocimiento: Este con concepto permite tipificar el objeto, lo cual permite distinguirlo entre los demás conceptos de conocimiento del dominio que se modela.
OBJETO SEMILLA
Propiedades
Métodos Conocimiento
Interacción
Evaluación
Interacción: Son todos los mecanismos que permiten establecer comunicación entre diversos objetos del sistema.
Evaluación: Establece indicadores y mecanismos para monitorear y capturar datos sobre el desempeño del objeto.
Estado: Aunque se presenta en el modelo como una faceta más, realmente corresponde al valor de las propiedades que tiene el objeto en un momento dado en el tiempo.
El lenguaje (UML) sobre el cual se va a formalizar el modelo sin embargo presenta menos elementos en su diseño base (propiedades y métodos). Estos elementos por otro lado pueden absorber los elementos planteados en el objeto semilla de la siguiente manera:
Ilustración 3: Formalización del Objeto Semilla para el MEC
En la Ilustración 3 se presenta como los elementos Conocimiento y Estados se pueden considerar también como propiedades y los elementos de interacción y Evaluación son considerados métodos en el modelo orientado a objetos, estos métodos también se relacionan a campos en las propiedades de la clase, así de esta forma podemos orientar y definir los demás objetos en los dominios el curso en línea a partir de esta estructura básica. Primero se definirán cuales son los objetos base que nos permitan definir estructuras más complejas de los cursos en línea.
Tabla 7: Tabla de Objetos Básicos en los Dominios del Conocimiento de Cursos en Línea
Dominio de Conocimiento
Objeto Definición Propiedades
Conocimiento
Estado
Métodos
Interacción
