Alternativa de integración de un LMS con una pantalla interactiva de bajo coste

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(1)ALTERNATIVA DE INTEGRACIÓN DE UN LMS CON UNA PANTALLA INTERACTIVA DE BAJO COSTE. Trabajo de Grado. Jhon Jairo Ibarra Samboni Juan Sebastián Mejı́a Vallejo. Director: PhD. Ing. Gustavo Adolfo Ramı́rez González. Universidad del Cauca Facultad de Ingenierı́a Electrónica y Telecomunicaciones Departamento de Telemática Lı́nea de Investigación en Aplicaciones sobre Internet Popayán, julio de 2012.

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(3) CONTENIDO. Pág.. 1. Introducción. 1. 1.1. Contexto General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1. 1.2. Declaración del Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2. 1.3. Escenario de motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. 1.4. Hipótesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. 1.5. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. 1.6. Experimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3. 1.7. Metodologı́a del trabajo de grado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4. 1.8. Contenido de la monografı́a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5. 2. Estado del Arte. 2.1. 7. CONCEPTOS FUNDAMENTALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7. 2.1.1. E-learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7. 2.1.2. Aprendizaje ubicuo (Ubiquitous Learning, u-Learning) . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8. 2.1.3. Pizarra Digital Interactiva (PDI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8. 2.1.4. Caracterı́sticas de la pizarra digital interactiva respecto a la pizarra convencional. . . .. 9. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10. 2.2.1. Tecnologı́as en pizarras digitales interactivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10. 2.2.2. Comparación de caracterı́sticas de pizarras comerciales . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14. 2.2.

(4) CONTENIDO 2.2.3. LMS (Learning Management System). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14. TRABAJOS RELACIONADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17. Developing Teaching Scenarios in the Classroom Using Interactive Smart Board Ecosystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17. 2.3.2. Economical Solution for an Easy to Use Interactive Whiteboard . . . . . . . . . . . .. 18. 2.3.3. Study on e-learning education model based on web intelligence . . . . . . . . . . . .. 18. 2.3.4. Project-Based Learning and Rubrics in the Teaching of Power Supplies and Photovoltaic Electricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18. 2.3.5. Hacking the Nintendo Wii Remote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19. 2.3.6. Design Issues in Remote Visualization of Information in interactive Multimedia ELearning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19. 2.3.7. E-Learning: Virtual Classrooms as an Added Learning Platform . . . . . . . . . . . .. 19. 2.3.8. Design of Interactive Board System for Collaborative Learning. . . . . . . . . . . . .. 19. 2.3.9. Simple Learning Design 2.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20. 2.3.10 Interactive Multimedia Touch Sensitive System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20. 2.3.11 Design of Map Decomposition and Wiimote-based Localization for Vacuuming Robots. 20. 2.3.12 Low-Cost Motion Capturing Using Nintendo Wii Remote Controllers . . . . . . . . .. 20. 2.3.13 El reto del e-learning 2.0 en los procesos de Educación Superior. . . . . . . . . . . . .. 21. 2.4. Conclusiones del estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21. Arquitectura de referencia para la integración de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN. 23. Descripción del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23. 3.1.1. El cliente de Pizarra Digital Interactiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23. 3.1.2. El cliente LMS Y WEB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24. 2.3 2.3.1. 3. 3.1. II.

(5) CONTENIDO 3.1.3. Consideraciones de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24. 3.1.4. Modelo de referencia del sistema de aprendizaje interactivo. . . . . . . . . . . . . . .. 25. Arquitectura de OpenACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25. .LRN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31. Arquitectura de la pizarra digital interactiva de bajo costo . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33. 3.3.1. Lápiz Infrarrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34. 3.3.2. Wii Remote (Wiimote) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 3.3.3. Cámara infrarroja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36. 3.3.4. Protocolo de comunicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36. 3.3.5. HCI commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41. 3.3.6. Service Discovery Protocol (SDP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41. Descripción de la arquitectura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43. 3.4.1. Vista Casos de Uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44. 3.4.2. Vista Lógica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49. 3.4.3. Vista de Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52. 3.4.4. Vista de Implementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54. 3.4.5. Vista de Despliegue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55. Conclusiones generales de la construcción de la arquitectura . . . . . . . . . . . . . . .. 57. Implementación de la arquitectura propuesta para la integración de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN. 59. Herramientas de integración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59. 4.1.1. Interfaz de la pizarra digital interactiva de bajo costo. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59. 4.1.2. Interface de usuario con el servidor multimedia y servidor EVA. . . . . . . . . . . . .. 65. 3.2 3.2.1 3.3. 3.4. 3.5. 4. 4.1. III.

(6) CONTENIDO 4.2. TECNOLOGIAS Y DISPOSITIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 71. 4.2.1. Adaptador Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 71. 4.2.2. Tipo de pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72. 4.2.3. Librerı́as para la aplicación de escritorio de la “Pizarra W”. . . . . . . . . . . . . . . .. 72. 4.2.4. Librerı́as para la aplicación Web multimedia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 73. Ubicación y uso de los elementos de la pizarra digital interactiva de bajo costo. . . . . .. 74. 4.3.1. Ubicación del Wiimote y seguimiento del marcador IR. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74. 4.3.2. Posición del marcador IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75. 4.3.3. Selección de LED infrarrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75. Conclusiones acerca de la implementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77. 4.3. 4.4. 5. Experimentación y Resultados. 5.1 5.1.1 5.2 5.2.1 5.3 5.3.1 5.4. 6. 79. Experiencia 1 - Docente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80. Conclusiones de la experiencia 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83. Experiencia 2 - Docentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84. Conclusiones de la experiencia 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 98. Experiencia 3- Docentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 99. Conclusiones de la experiencia 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 112. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 114. Conclusiones y Trabajo Futuro. 6.1. 115. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 115. 6.1.1. Conclusiones sobre el estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 115. 6.1.2. Conclusiones generales de la construcción de la arquitectura . . . . . . . . . . . . . .. 116. IV.

(7) CONTENIDO 6.1.3. Conclusiones acerca de la implementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 117. 6.1.4. Conclusiones de la experimentación y resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118. Aportes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118. 6.2.1. Arquitectura de referencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118. 6.2.2. Herramientas de Integración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 119. 6.2.3. Experiencias en un ambiente de aprendizaje real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 119. 6.3. Lecciones Aprendidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 119. 6.4. Trabajos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120. 6.2. Bibliografı́a. 121. A Manuales de las herramientas de la pizarra W y la aplicación web.. 127. A.1 Manual de instalación de la aplicación “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 127. A.2 Manual de usuario de la aplicación “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 135. A.3 Manual de la aplicacion web de la pizarra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 143. B Stack Bluetooth HID.. 151. C Instrumentos de las experiencias.. 153. C.1 Encuesta de evaluación de la aplicación cliente de la pizarra digital interactiva y aplicación web. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 153. V.

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(9) LISTA DE TABLAS. Pág.. 2.1. Caracterı́sticas de una PDI con respecto a una pizarra convencional . . . . . . . . . .. 10. 2.2. Comparacion de modelos de pizarras digitales interactivas. . . . . . . . . . . . . . .. 14. 3.1. Detalles técnicos de la cámara del Wiimote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37. 4.1. Comparacion de librerias para manejar los sensores del Wiimote.. . . . . . . . . . .. 72. 5.1. Cambios en la versión 1.1 de la “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84. 5.2. Variables de facilidad de los procedimientos para realizar la interacción . . . . . . .. 87. 5.3. Facilidad de los procedimientos para compartir la información de los videos en la plataforma de aprendizaje de EVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 87. 5.4. Variables de experiencia de interacción en la aplicación “Pizarra W” y aplicación web. 88. 5.5. Variable de aceptación de la aplicación “Pizarra W” y aplicación web . . . . . . . .. 88. 5.6. Variables de facilidad de los procedimientos para realizar la interacción utilizando la aplicación “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 101. Facilidad de los procedimientos para compartir la información de los videos en la plataforma de aprendizaje de EVA - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 102. Variables de experiencia de interacción en la aplicación “Pizarra W” y aplicación web. - Experiencia 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 102. Variable de aceptación de la aplicación “Pizarra W” y aplicación web - Experiencia 3. 103. 5.7. 5.8. 5.9.

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(11) LISTA DE FIGURAS. Pág.. 1.1. Metodologı́a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4. 2.1. Pizarra digital interactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8. 2.2. Configuración de la PDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9. 2.3. Cámara infrarroja de alta velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11. 2.4. Control de Nintendo Wii remote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12. 2.5. Ejes de Wiimote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13. 2.6. Camara del Wiimote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13. 3.1. Modelo de referencia del sistema de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26. 3.2. Arquitectura de openACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27. 3.3. Proceso de petición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29. 3.4. Diagrama de clases de un portlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31. 3.5. Diagrama de clases para .LRN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33. 3.6. Paquetes de usuarios o agrupaciones “Parties” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33. 3.7. Arquitectura general de PDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34. 3.8. Circuito eléctrico del Lápiz Infrarrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34. 3.9. Angulo de visión del led infrarrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 3.10 Longitud de onda del led infrarrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35. 3.11 Arquitectura general de PDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36.

(12) LISTA DE FIGURAS 3.12 Arquitectura del núcleo del sistema Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38. 3.13 Tabla de potencia de los tipos de transmisores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39. 3.14 Piconets operación con un solo esclavo (a), operación con múltiples esclavos (b) y operación scatternet (c). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40. 3.15 Link Manager Protocol, capa de señalización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40. 3.16 L2CAP en la capa de protocolos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42. 3.17 Service Discovery Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42. 3.18 Descripción de arquitectura según Kruchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 44. 3.19 Diagrama de casos de uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45. 3.20 Diagrama de paquetes para la aplicación de la “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . .. 50. 3.21 Diagrama E-R de la aplicacion “Pizarra W” y aplicación web . . . . . . . . . . . . .. 51. 3.22 Diagrama de clases para aplicacion “Pizarra W”. (Fuente propia). . . . . . . . . . .. 52. 3.23 Diagrama de actividades de la arquitectura de referencia . . . . . . . . . . . . . . .. 53. 3.24 Diagrama de componentes de la arquitectura de referencia . . . . . . . . . . . . . .. 54. 3.25 Diagrama de despliegue de la arquitectura de referencia . . . . . . . . . . . . . . . .. 55. 3.26 Arquitectura general para integración de un LMS con una pantalla interactiva de bajo costo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56. 4.1. Conectar el Wiimote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60. 4.2. Calibración de la pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61. 4.3. Menú principal de la PDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61. 4.4. Interfaz de la Pizarra Digital Interactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62. 4.5. Menú principal, grabando video, audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 63. 4.6. Interfaz de grabación de video, audio, imagen. -a. Selección de almacenamiento -b. Ingresar nombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64. X.

(13) LISTA DE FIGURAS 4.7. Interfaz de selección de cursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64. 4.8. Página de inicio de sesión - servidor multimedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 66. 4.9. Selección de cursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67. 4.10 Lista de videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67. 4.11 Interfaz de la aplicación web “Generar Link” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 68. 4.12 Formulario para crear de URL en la carpeta documentos . . . . . . . . . . . . . . .. 69. 4.13 Documentos del curso plataforma EVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 70. 4.14 Dispositivos conectados por Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 71. 4.15 Campo de visión del cámara del Wiimote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75. 4.16 Posición del marcador IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 76. 5.1. Espacio de aprendizaje real en salón de clases de sistemas . . . . . . . . . . . . . . .. 80. 5.2. Interacción con la pizarra digital interactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 81. 5.3. Ubicación del Wiimote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83. 5.4. Espacio de aprendizaje interactivo real en un salón reuniones de ciencias contables .. 85. 5.5. Interacción con la pizarra digital interactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86. 5.6. Respuesta facilidad del marcador infrarrojo para interactuar con los controles de la aplicación “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 89. Respuesta La forma de guardar un video, imagen o audio utilizando la aplicación de la “Pizarra W” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 90. 5.7. 5.8. Respuesta de grabar un video, imagen o audio utilizando la aplicación de la “Pizarra W” 91. 5.9. Respuesta de a la forma de crear un curso en la página del servidor multimedia . . .. 92. 5.10 Respuesta a la facilidad de compartir un video, imagen o audio en la plataforma de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 93. XI.

(14) LISTA DE FIGURAS 5.11 Respuesta a la forma de un crear un link de video, imagen o audio en la página del servidor multimedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 94. 5.12 Respuesta a la forma de abrir un video, imagen o audio en la página del servidor multimedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 95. 5.13 La experiencia de interacción con la aplicación de la pizarra digital interactiva. . . .. 96. 5.14 Respuesta a tenerlas disponibles, emplearı́a este tipo de herramientas en sus cursos .. 97. 5.15 Espacio de aprendizaje interactivo real en un salón reuniones de Maestrı́a en Educación 99 5.16 Interacción con la pizarra digital interactiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 100. 5.17 Respuesta facilidad La forma de CALIBRAR el tamaño de la pizarra digital interactiva - Experiencia 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 103. 5.18 Respuesta facilidad del marcador infrarrojo para INTERACTUAR con los controles de la aplicación “Pizarra W” - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 104. 5.19 La facilidad del marcador infrarrojo para INTERACTUAR con otras APLICACIONES -Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 105. 5.20 Respuesta La forma de GRABAR un video, imagen o audio utilizando la aplicación de la “Pizarra W” - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 106. 5.21 Respuesta de GUARDAR un video, imagen o audio utilizando la aplicación de la “Pizarra W” - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 107. 5.22 Respuesta a la forma de un CREAR un link de video, imagen o audio en la página del servidor multimedia - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 108. 5.23 Respuesta a la forma de ABRIR un video, imagen o audio en la página del servidor multimedia - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109. 5.24 La experiencia de interacción con la aplicación de la pizarra digital interactiva - Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 110. 5.25 Respuesta a tenerlas disponibles, emplearı́a este tipo de herramientas en sus cursos Experiencia 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 111. B.1 Typical Bluetooth HID Software Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 151. XII.

(15) Capı́tulo 1. Introducción 1.1.. Contexto General. A través de los avances de las tecnologı́as de la información y las telecomunicaciones se promueve el desarrollo de la sociedad tanto en la economı́a, educación, salud, gobierno, etc. Mejorando la automatización de procesos en la empresa y el intercambio de información que de otra forma tardarı́an más tiempo y costo realizarlo [1]. En general, el uso de las TIC1 está cada vez más acentuada en muchos procesos de la vida cotidiana convirtiendo nuestro entorno en un lugar más interactivo. De igual manera, el uso de las TIC fomenta el desarrollo del aprendizaje electrónico (e-learning2 ) cuyo objetivo es resolver los problemas educativos que van desde el aislamiento geográfico al centro educativo hasta perfeccionar el aprendizaje ajustado a los adelantos tecnológicos de la sociedad, y considerando el ahorro de tiempo y dinero que esto puede aportar, su objetivo es facilitar el acceso de contenidos educativos a estudiantes en diversos niveles [2]. De esa manera el uso de nuevos servicios en la web tales como: mensajerı́a, FTP, foros, listas de discusión se convierten en un conjunto herramientas de que dan soporte a la gestión de enseñanza [3] a través de las redes globales de información. Este marco tecnológico brinda a los actores del aprendizaje (profesores y estudiantes) un espacio basado en el uso de las TIC para promover beneficios pedagógicos y alcanzar las metas de aprendizaje en instituciones educativas. La participación creciente de usuarios que utilizan esta alternativa, supone una oportunidad para el uso de las nuevas tecnologı́as enfocadas a la educación en lı́nea; los esfuerzos para implementar sistemas de gestión de aprendizaje (LMS3 )[4], están enfocados en dar soporte a las actividades de aprendizaje a través de internet. Los sistemas de gestión de aprendizaje permiten la creación de ambientes educativos virtuales 1 Tecnologı́as de la información y las telecomunicaciones: técnicas usadas en el tratamiento y la transmisión de las informaciones, principalmente de informática, internet y telecomunicaciones. 2 Aprendizaje electrónico, educación a distancia completamente virtualizada a través de los nuevos canales electrónicos (las nuevas redes de comunicación, en especial Internet). 3 Learning Management Systems, Es una aplicación de software para la administración, documentación, seguimiento y generación de informes de los programas de formación, aulas y eventos en lı́nea, los programas de aprendizaje electrónico, y contenido de capacitación. 1.

(16) Capı́tulo 1. Introducción que son accesibles en cualquier momento y lugar a este concepto se le denomina aprendizaje ubicuo (u-Learning); apoyado en el uso de diferentes tecnologı́as como el aprendizaje movil (m-Learning) utilizando las tecnologı́as de comunicación como 3G, WIFI, Bluetooth que actualmente se usan para dispositivos portátiles. La utilización de los LMS permite extender el uso en todos los ámbitos educativos incorporando herramientas de varias tecnologı́as informáticas y electrónicas, ası́ los usuarios puedan acceder a mejores contenidos pedagógicos y actividades de aprendizaje interactivas. Una herramienta de gran uso en la educación son las pizarras digitales (PD4 ) que hace un tiempo ya han llegado a su fase de saturación en el mercado, por lo cual, el uso pizarras digitales interactivas (PDI5 ) conocidas comercialmente como Smart boards6 , son el reemplazo de las PD para proyección de contenidos digitales en forma interactiva. En este trabajo de grado se explora la posibilidad de integrar una pizarra digital interactiva de bajo costo en una plataforma LMS, como herramienta para el soporte de aprendizaje a distancia.. 1.2.. Declaración del Problema. Las aulas virtuales estan formando parte de las experiencias de aprendizaje colaborativa de los estudiantes. Tales tecnologı́as hacen parte de la solución del déficit de infraestructura tecnológicaeducativa que afronta nuestra región para poder resolver las necesidades académicas e impulsar el desarrollo que es pertinente para disminuir la brecha educativa con los paı́ses industrializados. Con el uso de las TIC en la educación nuevos instrumentos han sido abiertos, como el aprendizaje en lı́nea con la web 2.0, tutores en lı́nea, pizarras interactivas y muchas otras herramientas [6]. En el caso de las pizarras interactivas su utilización ha existido desde hace mucho tiempo pero es uso exclusivo de algunas instituciones y poco a poco la evolución de la tecnologı́a ha abaratado el costo haciendo más asequible para empresas y escuelas que los utilizan para captar la atención de sus estudiantes y mejorar su desempeño en clase, la mejor caracterı́stica que posee es que la información escrita puede ser guardada y almacenada para su uso posterior, sin embargo su implementación todavı́a conlleva grandes costos [7] especialmente instituciones educativas públicas, por lo cual es necesario implementar sistemas que puedan abaratar los costos utilizando los avances en detección de movimientos. En este trabajo se aborda la integración de una PDI de bajo costo con un LMS aprovechando las caracterı́sticas que nos brinda, especı́ficamente con la plataforma .LRN utilizada en la Universidad del Cauca, con el fin permitir el aprendizaje colaborativo en cursos virtuales. De aquı́ surge nuestra pregunta de investigación: ¿Cómo implementar una pizarra digital interactiva de bajo costo, integrada al LMS .LRN para 4 Sistema tecnológico integrado por un computador y un videoproyector, que permite proyectar contenidos digitales en un formato idóneo para visualización en grupo. 5 Sistema tecnológico igual al de la pizarra digital con la diferencia que se puede interactuar directamente sobre la superficie de proyección. 6 SMART es el lı́der mundial en pizarras digitales interactivas. Estas PDI usan detección por toque como dispositivo de entrada reemplazando la función del mouse, un proyector es usado para la mostrar la salida de video del computador sobre la superficie de la pizarra[5].. 2.

(17) 1.3. Escenario de motivación soporte de actividades de aprendizaje?. 1.3.. Escenario de motivación. El contexto actual de educación virtual, los sistemas de gestión de aprendizaje (LMS), sirven de plataforma para implementación de herramientas que mejoran los espacios de aprendizaje, en nuestro caso la interactividad abre espacios de colaboración e intercambio de información. Estas prácticas afectan positivamente el desarrollo, no solo en el que hacer formativo, sino en el ámbito curricular cambiando las concepciones de enseñanza e intercambio educativo tanto para estudiantes y profesores, formando redes entre los participantes quienes comparten intereses y problemas comunes conformándose como gestores y comunicadores del conocimiento. La integración a la sociedad a esta nueva cultura de información conlleva aunar esfuerzos para adoptar nuevas prácticas participativas que mejoren la coerción con las nuevas tecnologı́as.. 1.4.. Hipótesis. Para el desarrollo de este trabajo de grado, se plantea la siguiente hipótesis: Es posible implementar una pizarra digital interactiva de bajo costo, integrada a .LRN para soporte de actividades de aprendizaje. Teniendo en cuenta esta premisa, la experiencia de enseñanza en ambientes virtuales de aprendizaje pueden ser mejorados a través de la incorporación de nuevas herramientas tecnológicas que están más acordes al entorno social de nuestra comunidad.. 1.5.. Objetivos. Proponer una alternativa de integración de un LMS con una pizarra digital interactiva de bajo coste para soporte de actividades de aprendizaje. Objetivos especı́ficos se propone: Plantear una arquitectura para la integración de la plataforma.LRN con pantallas interactivas de bajo coste. Implementar una propuesta funcional para la integración de la plataforma .LRN con uso de la pantalla interactiva de bajo coste. Evaluar el sistema implementado en ambiente educativo mediante focus group.. 1.6.. Experimentación. En este ámbito se tiene la implementación del sistema en un ambiente de aprendizaje real, para el contexto de un grupo con estudiantes y profesores dentro de la Universidad del Cauca, los cuales son los actores principales de la interacción. Como parte de la experiencia se implementa una forma de evaluación de los factores más determinantes del funcionamiento del sistema, cuyos resultados arrojados puedan ser objeto de análisis estadı́stico y descriptivo. 3.

(18) Capı́tulo 1. Introducción. 1.7.. Metodologı́a del trabajo de grado. El enfoque general del trabajo de grado se basa en el proceso clásico de la investigación cientı́fica en un proceso lineal y secuencial como se muestra en la figura 1.1. La fase de experimentación y desarrollo de la propuesta, se basa en el diseño y construcción de escenarios, referencia puntualmente al modelo para la construcción de soluciones “M.C.S” que hace parte del “Modelo integral para el profesional en ingenierı́a” [8] .. Figura 1.1: Metodologı́a.. 4.

(19) 1.8. Contenido de la monografı́a. 1.8.. Contenido de la monografı́a. Capı́tulo 1. INTRODUCCION. Definición del problema y la estructura general del desarrollo del trabajo de grado. Capı́tulo 2. ESTADO DEL ARTE. Este capı́tulo presenta un resumen de las principales tecnologı́as de pizarras digitales interactivas experiencias previas de otros investigadores acerca de su utilización en ambientes de aprendizaje utilizando los sistemas de gestión de aprendizaje. Capı́tulo 3. ARQUITECTURA DE REFERENCIA Diseño de la arquitectura de integración de la pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN, basada en modelos funcionales para cumplir con el objetivo de la implementación. Capı́tulo 4. IMPLEMENTACIÓN DE LA ARQUITECTURA Proceso de implementación de la arquitectura de integración plateada en la plataforma “.LRN”, y la descripción de las herramientas que den soporte para construcción del escenario. Capı́tulo 5. EXPERIMENTACIÓN Y RESULTADOS Adecuación de herramientas necesarias, que den soporte a la pizarra digital interactiva con .LRN en el escenario planteado que garanticen la interacción de los participantes con los elementos del sistema. Capı́tulo 6. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO Por último, se analizan los resultados del trabajo realizado, se detallan las principales contribuciones obtenidas durante el ciclo del proyecto y se expone un conjunto de recomendaciones importantes para el desarrollo de trabajos futuros.. 5.

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(21) Capı́tulo 2. Estado del Arte 2.1.. CONCEPTOS FUNDAMENTALES. 2.1.1.. E-learning. El e-learning utiliza las tecnologı́as de la información y las comunicaciones para brindar espacios de aprendizaje, llevando el contenido sobre medios electrónicos tal como foros, videos bajo demanda, blogs, televisión interactiva, CD-ROM, DVD, FTP, páginas web y laboratorios virtuales, hasta su ubicación geográfica. El medio moderno para el aprendizaje electrónico es la Internet por su flexibilidad de horarios y bajo costo además de una arquitectura abierta, actualizaciones e intercambio rápido de información [9], sin embargo, para asegurar los objetivos y las necesidades de los estudiantes, según [10] 4 caracterı́sticas fundamentales que deben tener para el aprendizaje electrónico deben ser: Interactividad: en el aprendizaje se combina la lectura y análisis de los textos con actividades lúdicas grupales, debe ser impulsada por usuario en su deseo de aprender, compartir y comunicarse con otros, expresar sus ideas, pensamientos, sentimientos, por tanto se hace necesaria la realimentación del estudiante y con el resto de participantes; formulando preguntas, planteando respuestas, identificar las inconsistencias entre ideas, comprobar personalmente según los datos recolectados y la aplicación del conocimiento en entornos reales [11], desempeñando un papel activo en su educación, utilizando las interfaces del curso para explorar en busca de nuevo conocimiento. Ubicuidad: U-learning es un tema que se debe al avance de la tecnologı́a de la internet; la disponibilidad que esta ofrece sirve como espacio para compartir la información en cualquier sitio sin importar el dı́a ni la hora que decida ingresar a realizar una consulta o leer algún material, desde cualquier dispositivo o terminal con capacidades de navegación. Disponibilidad: hace referencia a facilitar el acceso al conocimiento. La digitalización de contenidos, permite que la información esté al alcance de los usuarios aprovechando su potencial de almacenamiento y portabilidad que la tecnologı́a nos brinda para ser accedida desde un terminal cuantas veces necesitemos para hacer uso de la información a favor propio y para la correcta aprehensión del conocimiento.. 7.

(22) Capı́tulo 2. Estado del Arte Evaluación: esta herramienta pedagógica tiene como objetivo afianzar contenido que se está procurando en la enseñanza, y motiva el interés del estudiante para tener buenas calificaciones [12]. El e-learning facilita la planificación necesaria para realizar una formulación acorde al nivel de aprendizaje a través de sistemas de gestión de aprendizaje (LMS) descrito en los siguientes apartados de este documento. Cada estudiante de e-learning se convierte en un gestor de aprendizaje, puede resolver ejercicios para auto-evaluarse, discutir y solucionar problemas con sus compañeros, transferir datos, trabajar colaborativamente e interactuar con el fin de incrementar sus conocimientos, por lo tanto esta herramienta potencializa el desempeño en el aula de clase mejorado su atención y rendimiento académico [13].. 2.1.2.. Aprendizaje ubicuo (Ubiquitous Learning, u-Learning). Las instituciones educativas brindan soluciones telemáticas para brindar una mejor oferta educativa a los estudiantes y en consecuencia, el cómo, dónde y cuándo son aspectos importantes para adaptarlos a las necesidades de la comunidad. El desarrollo tecnologı́as móviles como Palm, Smartphone, computadoras portátiles, TabletPC, que le permiten al estudiante acceder a espacios virtuales de aprendizaje de acuerdo a la disponibilidad de tiempo y lugar, esto gracias a los medios de comunicación y redes como la internet. Para esta posibilidad se le suma la tecnologı́a desarrollada para aprovechar este recurso de computación ubicua como RFID, sensores, actuadores, etc. pueden proporcionar un ambiente de aprendizaje personalizado según el contexto del mundo real como apoyo para la enseñanza [14]; incorporando estas tecnologı́as en los objetos que lo rodean como libros, lápices, pizarras, mesas para usarlos en forma interactiva con el estudiante [15].. 2.1.3.. Pizarra Digital Interactiva (PDI). Figura 2.1: Pizarra digital interactiva (fuente: http://www.smarttech.com) La pizarra digital interactiva, en inglés Interactive whiteboard (IWB) [16] [17], han ganado popularidad desde su primera aparición en 1991, estas pueden ser utilizadas en muchos lugares como escuelas, compañı́as, museos y muchas empresas utilizan esta tecnologı́a para capturar la atención de la audiencia. 8.

(23) 2.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES Generalmente es de color blanco análogo a la pizarra común de acrı́lico pero incorpora la tecnologı́a computacional para enriquecer el contenido multimedia como soporte de la enseñanza [18] en la cual los estudiantes y profesores pueden escribir una nota, ilustración, e interactuar con los elementos de la pizarra durante la sesión normal de clase. Este sistema está conformado fundamentalmente por un computador, una pizarra interactiva que para este proyecto es de bajo costo utilizando un videobeam, pantalla LED, o plasma, un dispositivo de entrada similar al mouse para interactuar con la pantalla, y el software adecuado para la configuración de la pizarra digital interactiva.. Figura 2.2: Configuración de la PDI (fuente: http://www.e-beam.com). 2.1.4.. Caracterı́sticas de la pizarra digital interactiva respecto a la pizarra convencional.. Una de las caracterı́sticas más importantes es el no utilizar la tiza o marcador común, sino los medios electrónicos como el marcador o puntero infrarrojo, teclado virtual, teclado del computador, facilita las herramientas de edición grafica y textual para añadir contrastes visuales para los estudiantes y reorganizar el espacio de anotaciones de acuerdo a las necesidades del usuario, funcionando como un procesador de texto o editor de graficas y brindando la posibilidad de guardar el contenido de la pizarra en un archivo, para su posterior manejo por los estudiantes. Según [19] [20] la Pizarra Digital ofrece en su diseño el potencial para alcanzar efectivamente los principios de interactividad y aprendizaje multimedia.. 9.

(24) Capı́tulo 2. Estado del Arte Caracterı́sticas Mejor presentación de los contenidos. Çreación rápida de objetos de aprendizaje según la necesidad.” Alta capacidad de transmisión de conocimiento. Trabajo colaborativo entorno a una tarea común. Amplia difusión de la información. Retroalimentación de la información por parte del estudiante. Estimula mayor participación en clase. Menor costo de reposición por daño. Facilidad para reubicar cuando se disponga. Dependencia eléctrica para su funcionamiento Mayor capacitación en tecnologı́as de la información para su uso en clase. Dificultad para presentar la información en la pantalla causada por obstáculos.. PDI X X X X X X. Pizarra convencional X X. X X X X X X. Tabla 2.1: Caracterı́sticas de una PDI con respecto a una pizarra convencional (Fuente propia).. 2.2.. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS. 2.2.1.. Tecnologı́as en pizarras digitales interactivas. En el mercado se encuentra varias tecnologı́as desarrolladas por diferentes fabricantes apareciendo distintos tipos, formatos, marcas entre las cuales podemos encontrar las siguientes: 1. Infrarroja El movimiento del usuario ya sea con un marcador o puntero (o varios), puntero señalado sobre la imagen proyectada en la pizarra es capturado por su interferencia con la luz infrarroja en la superficie de la pizarra. Cuando la superficie de la pizarra se pulsa, el software triangula la posición del marcador o lápiz, permitiendo el uso de esta tecnologı́a en cualquier superficie lisa; una desventaja es que no funciona bien con la luz de sol. En algunos casos el sistema de detección de incluye una cámara CMOS integrada en el proyector, de modo que el proyector se produce la imagen de la PDI, pero también detecta la posición de una pluma de luz IR activa cuando entra en contacto con la superficie donde la imagen es proyectada. Esta solución fue implementada en 2007 y patentado [21] en 2010 por Boxlight fabricante de EE.UU. Otro tipo de cámaras de detección de luz infrarroja de alta definición superan la tı́pica resolución de 640x480 y seguimiento de fuentes luminosas a un ciclo de 60Hz, aunque requieren una velocidad de procesamiento de la CPU para realizar el seguimiento de las fuentes de luz tal como las fabricadas por la empresa Natural Point Systems, que puede brindar una resolución de 710x288 a una rata de refresco de 120Hz, por un costo aproximado de US $1900 [22]. Esta tecnologı́a es usada por Vaborn IR [23], PapiroMedia [24] y Touch IT [25]. Es común 10.

(25) 2.2. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS. Figura 2.3: Cámara infrarroja de alta velocidad. (Fuente: http://www.naturalpoint.com) denominar a este tipo de pizarras, de Proyección interactiva, ya que la superficie en la cual se proyecta, pasa a ser la pizarra. 2. Infrarroja / ultrasonidos Igual que el anterior pero además permite sincronizar la pantalla mediante una onda ultrasónica con el computador permitiendo tener mayor precisión en los movimientos. La unidad se puede montar en el techo si requiere una solución permanente, pero por lo general son de material pequeño y ligero fácil de transportar. Esta tecnologı́a permite que las pizarras sean de cualquier material (tanto que sea blanca y liza para una correcta proyección). Esta tecnologı́a es utilizada por eBeam [26] y MIMIO [27]. 3. Resistiva o de doble membrana. En este caso el material del tablero es importante, una membrana que recubre la superficie se deforma bajo presión para hacer contacto con una placa posterior, detectando la posición cuando un objeto pasa por encima ya sea un marcador o la presión ejercida por el dedo, razón por la cual necesita mayor cuidado en el uso y manejo. Esta tecnologı́a es utilizada por TeamBoard [28], Polyvision [29] y Smart Board [30]. 4. Electromagnética o de estado sólido. Utiliza un lápiz especial como puntero para realizar las acciones en el tablero; esto implica un sistema de detección en toda la superficie para posicionar correctamente el cursor, el sistema utilizado es una malla distribuida por toda la superficie de proyección que actúa en respuesta a los cambios del campo electromagnético. Dicha malla detecta la señal del lápiz recorriendo la pantalla, alterando las señales eléctricas producidas por el tablero, emulando con precisión las funciones del ratón. Esta tecnologı́a es utilizada por Numonics [31], Interwrite [32] y por Promethean [33]. 5. Pizarras Interactivas para Pantallas de Plasma. Este tipo de pantallas es la unión de tecnologı́as de pizarras resistivas o de estado sólido, acopladas a una pantalla grande de plasma, de manera que se elimina la necesidad de proyector 11.

(26) Capı́tulo 2. Estado del Arte digital, pero la interactividad sigue basándose en una pantalla táctil. Es la alternativa más costosa debido al valor de las pantallas plasma de alta definición que requieren. 6. Whiteboard - Infrarroja Es una pizarra digital interactiva de bajo costo inventada por el Doctor Johnny Chung Lee, en 2007 [34]. El afirma que existe un amplio porcentaje de la población que usa el control de la Wii en sus juegos y que puede ser usado en diferentes aplicaciones debido a su versatilidad como sensor de movimiento; reconociendo la señal infrarroja que proviene de un IR-pen o marcador para posicionar las coordenadas en las que se desplaza dentro de la pantalla y comunicarlas al PC a través de su conexión inalámbrica por Bluetooth. Caracterı́sticas del Wiimote o Wii remote: La consola Wii de Nintendo lanzada en el año de 2006 ha vendido más de 50 millones. Figura 2.4: Control de Nintendo Wii remote.(Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki) de unidades en todo el mundo [35], debido a la estrategia de comercialización de Nintendo en el mercado, se ha ampliado para que muchos jugadores nuevos, como personas que nunca se han interesado en video juegos se vean atraı́dos por nuevas tecnologı́as de interacción humano-PC empleadas en el mando de juego. Este dispositivo de control además de botones contiene un acelerómetro en tres ejes, cámara infrarroja de alta definición para detectar la posición en un espacio tridimensional, posee un altavoz, un vibrador, un parlante interno y conexión inalámbrica por Bluetooth funciona con dos pilas AA y tiene un tiempo de operación entre 20 y 40 horas, dependiendo del número de los componentes activos. Detección. El mandos de Wii puede detectar las fuentes de luz infrarroja a través de un sensor óptico de Pixart (figura: 2.6), lo que le permite determinar dónde está apuntando el mando de Wii. 12.

(27) 2.2. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS. Figura 2.5: Ejes de Wiimote. (Fuente: http://wiibrew.org) Este sensor o cámara integrada infrarroja es un motor de seguimiento multiobjetos, (MOT), provee alta resolución y alta velocidad de seguimiento [36] capaz de seguir a más de cuatro fuentes infrarrojas en movimiento. El sensor proporciona datos de localización con una resolución de 1.024 x 768 pı́xeles, una tasa de refresco de 100 Hz, y un ángulo efectivo de 33 grados campo de visión horizontal, y 22 grados vertical con un filtro pasa bajos que detecta intensidades de luz con longitudes de onda de 850nm y 940nm. La consola de Nintendo posee una barra de leds infrarrojos de 20cm de largo los cuales están posicionados en los extremos de la barra. El Wii remote toma como referencia las distancias entre ellas y el control para establecer el posicionamiento arriba-abajo, izquierda derecha, adelante-atrás a través de triangulación. La detección de varias fuentes para determinar la ubicación puede causar problemas tales como luces incandescentes, velas, pero estas pueden ser reemplazados con luces fluorescentes para contrarrestar posibles errores de posicionamiento, los usuarios innovadores han utilizado otras fuentes de luz IR como sustitutos de la barra de sensores, como un par de linternas y un par de velas. El acelerómetro del Wiimote fabricado por Analog Devices ADXL330 1 proporciona al. Figura 2.6: Camara Wiimote. (Fuente: http://wiibrew.org) 1. http://www.analog.com/static/imported-files/data sheets/ADXL330.pdf. 13.

(28) Capı́tulo 2. Estado del Arte movimiento del mando de Wii la capacidad de detección en 3 ejes lineales (figura 2.6)). Cuenta con un +/- 3g con 10 % de sensibilidad, 8 bits por eje, y una tasa de refresco de 100 Hz. Conexión La comunicación se establece mediante una red inalámbrica Bluetooth la cual es posible gracias al chip de Broadcom 2042, que la empresa diseñò para dispositivos que conforman estándar de interfaz Humana Bluetooth (HID), tales como teclados y ratones. El wii mote se sincroniza con la consola o el PC presionando el botón que se encuentra quitando la tapa donde se colocan las baterı́as o presionando simultáneamente el botón 1 y 2 para permanecer visible al anfitrión y establecer una conexión banda base Bluetooth con el control luego podemos realizar el emparejamiento para realizar la conexión a través de los canales HID para enviar y recibir datos hacia el control. El precio de venta en EE.UU de 40 dólares lo cual es muy rentable y disponible para uso investigativo, actualmente ya existe software para PC disponibles que soportan esta tecnologı́a y numerosas páginas para realizar experimentación con este control, por lo cual lo hace atractivo para desarrollo de aplicaciones.. 2.2.2.. Comparación de caracterı́sticas de pizarras comerciales. En la tabla 2.2 se muestra una comparación de modelos de las principales pizarras disponibles en el mercado y la la pizarra digital interactiva Wiimote Whiteboard.. Tabla 2.2: Comparacion de modelos de pizarras digitales interactivas. (Fuente: Propia). 2.2.3.. LMS (Learning Management System).. Un sistema de gestión de aprendizaje en red o una plataforma de tele información es una herramienta telemática la cual está organizada para suplir unos objetivos de gestión de forma integral [3]. El objetivo primario de un LMS es proporcionar y administrar los diferentes recursos de un sistema de enseñanza a los estudiantes, siguiendo su progreso y su rendimiento, como también actividades de formación, administrar el acceso, controlar y generar servicios de comunicación como foros, servicios de discusión, videoconferencias entre otros. A continuación se menciona las plataformas 14.

(29) 2.2. TECNOLOGÍAS RELACIONADAS más conocidas de LMS:. 1. Open ACS Es un servidor de aplicaciones que reune herramientas pre configuradas como base para servicios y aplicaciones Web escalables como componentes para formar portales especı́ficos. Como por ejemplo: en Teleeducación como .LRN, comunidades online, comercio electrónico etc. Desarrollado por ArsDigita Community System (ACS) bajo licencia GPL2 este kit de paquetes permite gestión de usuarios/grupos, gestión de contenidos, comercio electrónico, noticias, preguntas frecuentes, calendario, foros, seguimiento de errores, wiki, entre otras cosas [37] . Usado por grandes organizaciones como: Siemens World Bank Levis photo.net Greenpeace.org Se basa en AOLserver, un servidor web / aplicaciones, y PostgreSQL , un sistema de Gestion de Bases de datos relacionales compatible con ACID. AOLserver es un servidor web Tcl multiproceso disponible para usar en sitios web dinámicos a gran escala. Entre sus fortalezas se encuentran: Listo “fuera de caja” para brindar caracterı́sticas de sitios web colaborativos. Una arquitectura probada, orientada a componentes de alto rendimiento. Diseñado para escalabilidad. Comunidades de soporte. Probado en ambientes reales, desplegado en sitios con más de 40.000 usuarios [38]. Documentación en continua actualización. Extensible. 2. .LRN Framework En [39] se describe como el software que se utiliza actualmente para impartir cursos en lı́nea y herramientas de colaboración en una serie de importantes universidades con una comunidad global de educadores, diseñadores y desarrolladores de software que colaboran juntos para impulsar la innovación educativa sobre OpenACS, Originalmente desarrollada en el MIT (Massachusetts Institute of Technology) .LRN [40] es usada en la red por millones de usuarios, .LRN es respaldado por .LRN Consortium una organización sin fines de lucro dedicada a promover la innovación en la tecnologı́a educativa a través de los principios de código abierto. 2 GPL, licencia publica general de GNU, es la licencia de software libre más usada por los usuarios y esta orientada a proteger la libre distribución, modificación y uso del software.. 15.

(30) Capı́tulo 2. Estado del Arte Entre sus caracterı́sticas principales están: Multi plataforma, multiples lenguajes, ambiente educativo integrado de aprendizaje, herramientas y documentación disponible en la red, además según [41] se considera otras caracterı́sticas de gran importancia como adaptabilidad, reusabilidad y accesibilidad para instituciones de educación superior. Muchas universidades alrededor del mundo han optado por .LRN como plataforma para administrar sus cursos entre ellas: Universidad de Sydney, Australia, Universidad Galileo, Guatemala, Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), España, MIT Sloan, Estados Unidos, y en la Universidad del Cauca se ha implementado desde el 2002 en el marco del proyecto E-LANE (European and Latin American New Education) [42] y que promueve ambientes integrados de aprendizaje a través de la plataforma “EVA” [43] de manera sostenible con el fin de fortalecer la educación en el sector rural el departamento del Cauca [44]. LRN y el proyecto E-LANE El Proyecto E-LANE [45] (European and Latin American New Education), fue implementado con .LRN como su tecnologı́a de base para promover y demostrar el e-learning en nuestra región, la demostración se basa en tres factores fundamentales: la metodologı́a de aprendizaje, el desarrollo de contenidos, y la plataforma tecnológica, los tres se juntan para usarlos en escenarios reales para seguir mejorando. LRN. Como un aporte a la comunidad .LRN, E-LANE se ha desarrollado entre otras aplicaciones, el paquete fácil de seguimiento, que se centra principalmente en “analizar el comportamiento de los usuarios y relacionarlo con el tipo de objeto”. Este paquete es, básicamente, con Tcl para crear la interfaz de usuario y las acciones administrativas, y unirlos con awstats 3 [46] que en este caso es el analizador de registro utilizado para analizar las peticiones de solicitud AOLserver, y los registros contiene un conjunto de claves especiales escritas sobre cada petición http registrada, que es la base para generar informes especı́ficos para la solicitud de un usuario determinado y / o tipo de objeto. 3. Blackboard Es una Plataforma [47], comercial [48] de Tele-enseñanza con más de 1.800 usuarios en todo el mundo, distribuidos en más 70 paı́ses. Los clientes más habituales son : Universidades, Centros Educativos de Enseñanza, asociaciones y empresas. En el caso Colombiano lo usa el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA), Universidad Nacional de Colombia, la Universidad de los Andes y la Pontificia Universidad Javeriana. 4. WebCT Fue creado con el propósito de flexibilizar e integrar ambientes de modo que su tecnologı́a pudiera estimular discusiones, cuestionamientos y colaboraciones [49]. WebCT es [50] un sistema computacional que permite la creación de ambientes educacionales en la World Wide Web. Desarrollado por la University of British Columbia. Este programa fue electo por el 3. AWStats es una herramienta gratuita de poderosa y completa que genera estadı́sticas del servidor de correo, de web avanzada, streaming, ftp o de las manera gráfica. AWStats is a free software distributed under the GNU General Public License.. 16.

(31) 2.3. TRABAJOS RELACIONADOS Centro de Computación Electrónica [CCE] de la Universidad de São Paulo [USP] para servir como herramienta de apoyo para los cursos presenciales 5. aTutor ATutor es otro ejemplo de LMS [51]. También es un software open-source, soportado en php y mysql. ATutor incorpora la especificación IMS / SCORM para empaquetar contenidos de aprendizaje, lo que permite la portabilidad de estos recursos, es decir, que los contenidos de aprendizaje que se han creado en otras herramientas IMS / SCORM pueden ser importadas dentro de ATutor y viceversa. 6. Moodle Es un Ambiente Educativo Virtual [52], sistema de gestión de cursos, de distribución libre, que ayuda a los educadores a crear comunidades de aprendizaje en lı́nea Moodle, sirve también para la formación a distancia, pero la mayorı́a de universidades lo usan como complemento de las clases presenciales. Es uno de los LMS implementados para e-learning en la Universidad del Cauca. 7. Dokeos Es el primer sistema de gestión del aprendizaje [53] que integra autorı́a en lı́nea, interacción, seguimiento y videoconferencia en un mismo software libre. Con la nueva versión de Dokeos se podrá crear cursos partiendo de cero, de plantillas de contenido o transformando con un único clic una presentación de PowerPoint en un itinerario formativo.. 2.3.. TRABAJOS RELACIONADOS. Se ha seleccionado un conjunto de trabajos de grado relacionados sistemas de gestión de aprendizaje y uso de pizarras interactivas en entornos virtuales con el fin de consolidar referentes que puedan aportar al desarrollo y alcance de los objetivos de este proyecto. Para su descripción se hará uso de un patrón que incluye: Nombre: nombre completo de la publicación. Año: año de la publicación. Áreas de aplicación: paradigmas de aprendizaje usados. Tecnologı́as: tecnologı́as y dispositivos de soporte en el trabajo.. 2.3.1.. Developing Teaching Scenarios in the Classroom Using Interactive Smart Board Ecosystem. Año: 2010. Áreas de aplicación: u-Learning. 17.

(32) Capı́tulo 2. Estado del Arte. Tecnologı́as: PDI Aportes: En este articulo [54] se describe el uso de nuevos entornos de aprendizaje aplicando las nuevas tecnologı́as de la información y las comunicaciones (TIC). La investigación se realizó en el College of Information Technology, en la UAE university utilizando pizarras digitales interactivas como ejemplo de la integración de las TIC en cursos enseñanza avanzada y se invitó a profesores y estudiantes con el fin de reunir sus opiniones acerca del uso de la PDI en la enseñanza para fines pedagógicos con el fin de definir su utilidad en este contexto.. 2.3.2.. Economical Solution for an Easy to Use Interactive Whiteboard. Año: 2008. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: PDI Aportes: En [7] se implementa una solución para construir un PDI de bajo costo utilizando el control inalámbrico de Wii, (Wiimote) y un marcador infrarrojo para escribir en el mismo. Además brinda algunos detalles de la construcción, la implementación y pruebas utilizando un software desarrollado por Johnny Chung Lee especı́ficamente para el Wiimote y tiene en cuenta algunos problemas de resolución que posee el marcador infrarrojo por interferencia del haz de luz bloqueado muchas veces por el cuerpo y se presenta alguna solución práctica.. 2.3.3.. Study on e-learning education model based on web intelligence. Año: 2010. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: JSP, XML. Aportes: Este paper [13] describe el proceso de implementación y tecnologı́as de desarrollo basadas en sistemas de e-learning basados en web, involucrando aspectos como paginas dinámicas, bases de datos para el inicio de sesión de usuarios, tecnologı́a XML, Java bean, java applet y JSP.. 2.3.4.. Project-Based Learning and Rubrics in the Teaching of Power Supplies and Photovoltaic Electricity. Año: 2011. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: Moodle, Simulink. Aportes: En [9] se presenta la implementación de un curso virtual sobre el tema: fuentes de alimentación y electricidad fotovoltaica con la metodologı́a de PBL en materias electivas. En este enfoque se da gran importancia a la utilización de las rúbricas o métodos de evaluación a través de Moodle, y Simulink. Esto permitió evaluar a los estudiantes con resultados positivos con respecto a la aceptación de esta metodologı́a y se considera que este enfoque es muy apropiado para cursos electivos. 18.

(33) 2.3. TRABAJOS RELACIONADOS. 2.3.5.. Hacking the Nintendo Wii Remote. Año: 2008. Áreas de aplicación: PDI. Tecnologı́as: Wii, Wiimote. Aportes: Este articulo [34] el doctor Johnny Chung Lee, investigador del grupo de ciencias aplicadas de Microsoft-Hardware, explora nuevas técnicas que mejoran la funcionalidad y accesibilidad de tecnologı́a interactiva humano computador. Para tal fin estableció el Wii remote o Wiimote como el dispositivo de interfaz pc-usuario para capturar los movimientos y procesar la información utilizando un conjunto de librerı́as que manejan las funcionalidades del control y utilizarlo para realizar varios proyectos de interacción gestual, entre ellos uno enfocado a manejar un marcador infrarrojo como dispositivo de entrada para la interacción con la imagen del video proyector.. 2.3.6.. Design Issues in Remote Visualization of Information in interactive Multimedia E-Learning Systems. Año: 2008. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: RTP(Real Time Protocol), UDP (User Datagram Protocol), Microsoft Windows SDK, DIANNE learning environment, Tablet-PC. Aportes: En [55] se efectúa un método para presentar información multimedia en tiempo real de una pizarra digital desplegada en un entorno virtual de aprendizaje en el cual los aprendices acceden remotamente a través de tecnologı́a Tablet-PC, para lo cual se establecen diferentes tamaños de presentación y capas de anotación para los participantes.. 2.3.7.. E-Learning: Virtual Classrooms as an Added Learning Platform. Año: 2010. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: IMS, GIMP, P2P. XML. Aportes: En [6] se realiza una aplicación a través de la cual un usuario se registra en el core de IMS para acceder el servicio de un servidor de pizarra (WS) en la cual es desplegada una aplicación de board que simula una pizarra digital la cual se actualiza (cuando hay rayones o escritura) y es encapsulado en un documento XML y enviado a través de mensajes SIP utilizando un esquema de comunicación peer-peer (P2P) que reduce los retardos de actualización.. 2.3.8.. Design of Interactive Board System for Collaborative Learning. Año: 2010. Áreas de aplicación: e-learning, PDI. Tecnologı́as: Wiimote, NetMeeting. Aportes: En [55] se utiliza la tecnologı́a del Wiimote para simular el movimiento de una mano 19.

(34) Capı́tulo 2. Estado del Arte con el fin de controlar un juego y una aplicación en una pizarra digital y podrı́a resolver problemas educativos para personas con discapacidades fı́sicas de una mano se efectuó un manejo del control y se desarrollo un prototipo para compartir el escritorio en el aula a través de software como “NetMeeting” para que todos los estudiantes visualicen el escritorio del pc que esta capturando el movimiento en la pizarra digital en su sitio de trabajo.. 2.3.9.. Simple Learning Design 2.0. Año: 2010. Áreas de aplicación: e-learning, LMS Tecnologı́as: XML, IMS, .NET Framework Aportes: En [56] fue implementado como un sistema de cursos popular utilizando SLD 2.0 “add-on” ya que tiene facilidades de manejo que sus predecesores (implementado en múltiples idiomas) y fue insertado en IMS-Common Cartridge 1.0 que facilitarı́a su difusión como herramienta entre aplicaciones de LMS y agrega mayores funcionalidades.. 2.3.10.. Interactive Multimedia Touch Sensitive System. Año: 2009. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́as: PDI Aportes: Creación de una pizarra digital interactiva [57] utilizando la cámara infrarroja del mando de Nintendo Wii y a través del desarrollo de software se consigue la interactividad con una imagen proyectada (preferiblemente de una gran resolución), además presenta la creación de un Lápiz infrarrojo.. 2.3.11.. Design of Map Decomposition and Wiimote-based Localization for Vacuuming Robots. Año 2007. Áreas de aplicación: Robotica. Tecnologı́a: sensores Aportes: Describe [58] como una vez sincronizado el mando de Nintendo Wii podemos utilizar sus diferentes sensores (cámara, acelerómetro, etc ) para utilizarlo en el diseño e implementación de un robot, su principal aporte es la descripción de la conexión y sincronización del control de Nintendo Wii. 2.3.12.. Low-Cost Motion Capturing Using Nintendo Wii Remote Controllers. Año:2008. Áreas de Aplicacion: Medicina. Tecnologı́a: sensores. Aportes: Describe [59] como los diferentes sensores del control de Nintendo wii pueden ser utilizados para el monitoreo y control de enfermedades en el ser humano. Otros trabajos Fueron analizados otros trabajos con aportes que no se encuentran relacionados directamente con los objetivos de este trabajo de grado pero que abordan conceptos como Pizarra 20.

(35) 2.4. Conclusiones del estado del arte digital interactiva, aprendizaje electrónico, .LRN:. 2.3.13.. El reto del e-learning 2.0 en los procesos de Educación Superior.. Año: 2010. Áreas de aplicación: e-learning. Tecnologı́a: Web 2.0. Aportes: En [2] se formula la necesidad de construir un espacio abierto donde los actores de los cursos, pudiesen interactuar de manera similar como lo harı́an en una red social como Facebook de manera autónoma, utilizando Google Groups, Google Docs mediante una red educativa denominada “Red Social Educativa Agroinsed” enfocada a la comunidad rural de departamento de Santander, ya que en comparación con plataformas como Moodle o Blackboard permite que otros usurarios puedan participar de las actividades sin formar parte de estos entornos virtuales.. 2.4.. Conclusiones del estado del arte El aprendizaje electrónico nos brinda la posibilidad de crear espacios virtuales colaborativos, que agregan funcionalidades como los entornos reales tales como interactividad, evaluación, pero agregan otros adicionales como ubicuidad, y disponibilidad para que el estudiante pueda participar de la enseñanza según su disponibilidad de tiempo y espacio. El sistema de gestión de aprendizaje OpenACS en conjunto con el framework .LRN que ofrece caracterı́sticas como: amplia documentación, una comunidad global de desarrolladores, licencia de código abierto, multiplataforma entre otras brindan el soporte necesario para la implementación de aplicaciones, la creación y uso de los objetos de aprendizaje. Son muchas las actividades que podemos realizar con la pizarra digital interactiva ya que posibilita acceder a la inmensa base de conocimiento de Internet, además de compartir y comentar todo tipo de materiales y trabajos seleccionados o realizados por profesores y estudiantes. La PDI supone una interacción entre profesor y alumno que no permite la pizarra tradicional mejorando la participación, motivación, colaboración, entre los alumnos. La PDI de bajo costo es una excelente herramienta para ser utilizada en videoconferencias, no sólo con personas afines al tema que se esta trabajando en la clase sino también con alumnos ausentes por encontrarse en lugares fı́sicos alejados al aula, favoreciendo el aprendizaje colaborativo. Los conceptos estudiados en clases en la PDI pueden ser accedidos por el alumno en los momentos más convenientes con simplemente ingresar a Internet o descargarlos del sitio establecido de antemano por el docente, ofreciendo una mejor oferta educativa para estudiantes de bajos recursos y personas que se encuentran en lugares geográficamente apartados. La tecnologı́a de la pizarra inventada Doctor Johnny Chung Lee, la Wiimote Whiteboard, aprovecha la capacidad de la cámara infrarroja del Wiimote para recibir con gran precisión las coordenadas del marcador infrarrojo, y aprovecha estas funcionalidades para llevar la tecnologı́a de 21.

(36) Capı́tulo 2. Estado del Arte las pizarras digitales interactivas a los salones de clase de las instituciones educativas a un costo más mucho más accesible. La pizarra digital interactiva de bajo costo es una alternativa para implementar en varios contextos sociales, según los trabajos desarrollados [7], [54]-[55]. Para el desarrollo de este trabajo de grado se ha elegido .LRN como sistema LMS de prueba no solo por ser un sistema de código abierto, sino también por su arquitectura que permite la implementación nuevas aplicaciones, la reutilización de componentes, aunque se deja abierta la posibilidad de integrar la tecnologı́a de la pizarra a otros LMS se escogió por su implementación en la Universidad del Cauca.. 22.

(37) Capı́tulo 3. Arquitectura de referencia para la integración de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN En este capı́tulo describiremos el sistema que se implantó estableciendo las consideraciones de diseño de la aplicación y se especificara un modelo de referencia para establecer los principales elementos del sistema, intentaremos describir las tres arquitecturas que comprenden este sistema de e-learning. Primero OpenACS, después .LRN y los protocolos asociados al Wiimote para manejar la pizarra digital interactiva de bajo costo y por ultimo realizaremos una descripción de la arquitectura diseñada.. 3.1.. Descripción del sistema.. 3.1.1.. El cliente de Pizarra Digital Interactiva.. La “Pizarra W” es una aplicación que es capaz de convertir cualquier superficie proyectada en una pizarra táctil de entrada. Esta aplicación esta diseñada para soportar el control del Wii (Wiimote), y establecer la posición de una o varias fuentes de infrarrojo. Para llegar a proporcionar una interacción se calcula la posición del marcador infrarrojo en la superficie (mediante el uso del Wiimote como dispositivo de entrada) en términos de coordenadas cartesianas en donde se generan eventos de ratón y proporcionar una interacción en el punto seleccionado. Todo esto nos permite realizar una implementación de pizarra digital de bajo costo utilizando la cámara infrarroja diseñada para triangular la posición y capturar el movimiento realizado por un jugador de la consola de Nintendo. En consecuencia de esta capacidad las caracterı́sticas del control nos permiten realizar movimientos sobre la pantalla, anotaciones, y el instructor es capaz de mostrar presentaciones, páginas web y videos desde la aplicación y tomar notas a mano en la parte superior de estos contenidos visuales cuando se desee. La aplicación también permite que el instructor permita guardar las anotaciones o presentación de las actividades de clase y subirlas automáticamente a un espacio virtual 23.

(38) Capı́tulo 3. Arquitectura de referencia para la integración de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN de aprendizaje.. 3.1.2.. El cliente LMS Y WEB.. El cliente del LMS tiene la habilidad permitir trabajar en colaboración estudiantes y profesores, compartir información, realizar y responder preguntas en foros, chat, encuestas, evaluaciones, proporcionar y administrar diferentes recursos llevando un control de su rendimiento en las actividades de formación. Para este compartir la información en una espacio virtual se genera a partir de la pizarra digital interactiva un objeto de aprendizaje capturando el contenido con la aplicación de la “Pizarra W”, en formato de video, audio, y capturas de pantalla para que tanto el estudiante y el profesor tengan la posibilidad de accederlo desde su propia maquina. En la arquitectura de referencia se plantea el uso de un servidor en el cual el cliente de la aplicación web tanto estudiante o profesor de este servidor acceda a los contenidos grabados en audio, video o imágenes presentados en el salón de clases, reproduzca estos formatos, y también pueda subir, editar los contenidos de video para el caso del profesor. La relación de colaboración que existe a través de la plataforma LMS no sólo permite interactuar entre estudiantes, sino también entre los estudiantes y el profesor, facilitando la comunicación y discusión de los contenidos y objetos de aprendizaje electrónico.. 3.1.3.. Consideraciones de diseño. Las consideraciones especiales de diseño deben ser abordadas o resueltas antes de tratar de encontrar una solución al diseño completo, estas se observan aquı́.. Supuestos diseño, dependencias y restricciones El sistema opera bajo la presencia de ciertos factores y restricciones en lo que respecta al hardware, software del sistema y las propiedades generales del sistema operativo. Estos factores se presentan, por separado para el cliente de la PDI y el cliente LMS, en los siguientes apartes: 1. Cliente Pizarra Interactiva. Un Wiimote funcionando se asume que estará disponible y conectado a la máquina del instructor vı́a Bluetooth La aplicación cliente de la “Pizarra W” debe estar correctamente instalada y ejecutada en el equipo del instructor Por lo menos se debe tener un lápiz IR con las caracterı́sticas necesarias para ser detectado por el Wiimote. Una superficie plana proyectada se requiere para convertirla en una pizarra digital interactiva. El Wiimote debe estar posicionado de manera que toda la pantalla proyectada tenga la lı́nea de visión de la cámara infrarroja Wiimote para ser detectado todos los movimientos. 24.

(39) 3.2. Arquitectura de OpenACS 2. Cliente .LRN: El cliente web debe ser ejecutado desde el navegador en todas las máquinas destinadas a la colaboración. Tanto el estudiante y profesor que quieren realizar colaboración debe estar inscritos en un curso virtual de aprendizaje en la plataforma .LRN. Las máquinas deben tener los requisitos mı́nimos de hardware y software, como tarjeta de video, tarjeta de sonido, maquina virtual java, plugins de video, audio. Lo ideal serı́a que un alumno tenga su máquina, esto no es un requisito. El profesor debe tener una cuenta de administrador para brindar permisos sobre los archivos compartidos en cada curso.. 3.1.4.. Modelo de referencia del sistema de aprendizaje interactivo.. Las pizarras digitales interactivas permiten crear un nuevo escenario de aprendizaje interactivo tanto en el aula como en espacios virtuales de aprendizaje. La información desplegada en las pizarras puede ser optimizada por los recursos computacionales y utilizar los espacios virtuales para obtener mayor audiencia y retroalimentación por parte de estudiantes. En un espacio o aula fı́sica el estudiante puede interactuar con los elementos proyectados en la pizarra digital pero la plataforma LMS tiene la capacidad para que un profesor pueda interactuar colaborativamente con el estudiante, compartir información de los contenidos generados en clase en la pizarra digital interactiva y acoplando su enseñanza al espacio virtual para ser accedida desde puntos distantes. Este modelo de referencia de actividades de aprendizaje interactivo a través de la pizarra digital en la plataforma .LRN se basa en un entorno de aprendizaje con dos caracterı́sticas fundamentales: ubicuidad ya que podemos acceder a los contenidos del curso y del salón de clase a través de una plataforma LMS y servidor multimedia, e interacción, para que el estudiante pueda obtener retroalimentación de la información generada en clase con la pizarra digital interactiva por parte de sus compañeros y profesores. La figura 3.2, ilustra el entorno tecnológico apropiado para integrar actividades de aprendizaje interactivo a través de la pizarra digital en la plataforma .LRN. En la capa 1 (interfaz de dispositivos) se encuentran PC y Tablet PCs, Laptop, SmartPhones con capacidad de navegación web y java, en la segunda capa (Escenario de aprendizaje) se localiza el espacio fı́sicos donde se lleva a cabo la actividad con la pizarra digital interactiva de bajo costo y en la tercera capa (Internet) se encuentra el servidor de contenidos multimedia y de LMS en nuestro caso .LRN.. 3.2.. Arquitectura de OpenACS. La herramienta de OpenACS se ejecuta en AOLserver 1 y utiliza una base de datos relacional de Oracle o PostgreSQL (de código abierto). AOLserver se utiliza en todo el mundo para ejecutar aplicaciones web dinámicas escalables y exigentes. 1 AOLserver, servidor web de America Online de código abierto. AOLserver tiene procesamiento multihilo, soporte para Tcl, y se usa para sitios web dinámicos de gran tamaño.. 25.

(40) Capı́tulo 3. Arquitectura de referencia para la integración de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN. Figura 3.1: Modelo de referencia del sistema de aprendizaje.(Fuente propia) La arquitectura de openACS se basa en componentes [60]. Esto permite formar una aplicación especı́fica a partir de la unión de diferentes componentes personalizando el portal. Los componentes en los que se basa su funcionamiento son componentes diseñados y probados en entornos de alta demanda, están disponibles gratuitamente para su descarga desde Internet bajo licencia libre y se describen en este aparte. Estos componentes son: GNU / Linux: El sistema operativo de código abierto más conocido, GNU / Linux es un servidor de clase empresarial altamente probado, estable y escalable en extremo. Además, tiene amplia documentación disponible y un gran número de desarrolladores alrededor del mundo. GNU / Linux se está ejecutando actualmente sitios como Amazon.com, eBay y Orbitz.com. Sin embargo OpenACS también se puede ejecutar en Windows y otras variantes de UNIX y Linux. AOLserver[61]: Nivel intermedio de OpenACS. Es el servidor de aplicaciones web de alto rendimiento de AOLserver es similar en alcance a los servidores, tales como BEA WebLogic, IBM WebSphere y Tomcat de Apache. Las caracterı́sticas que lo convierten en un servidor fuerte son: Arquitectura multi-hilo para obtener un rendimiento muy eficiente en ambientes de alta demanda. APIs de Base de datos nativa para el acceso simplificado a la base de datos. 26.