METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO INFANTIL

METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO INFANTIL

TESIS

MAESTRÍA EN CIENCIAS EN TECNOLOGÍA INFORMÁTICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

POR

ELSA JOSEFINA LOZANO DE LA ROSA

MAYO 2000


DIVISIÓN DE COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONESDIRECCIÓN DE PROGRAMAS DE POSGRADO EN ELECTRÓNICA,

COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

Los miembros de comité de tesis recomendamos que la presente tesis de la Ing. ElsaJosefina Lozano de la Rosa sea aceptada como requisito parcial para obtener el gradoacadémico de MAESTRA EN CIENCIAS EN TECNOLOGÍA INFORMÁTICA

Comité de Tesis:

Lic. Ma. de Lourdes Francke Ramm, MA, MDOSINODAL

Ing. Carlos Maldonado Salazar, MAISINODAL

Carlos Scheel Mayenberger, PhD.Director de los Programas de Posgrado en Electrónica, Computación, Información y

Comunicaciones

MAYO 2000

Lic. Moraima Campoell Dávila, MCAASESORA PRINCIPAL

METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO INFANTIL

POR

ELSA JOSEFINA LOZANO DE LA ROSA

TESIS

Presentada a la División de Computación, Información y Comunicaciones.

Este trabajo es requisito parcial para obtener el grado de Maestra en Ciencias en TecnologíaInformática


MAYO 2000

DEDICATORIAS

A mis padres, Héctor y Pilar, por todo lo que me han dado y por haberme dado la vida.

A mi tía Juli, por tu cariño y apoyo.

A Myrna, por tantos años de amistad, por tu alegría y tu confianza.

A Susana, por tu amistad y tu compañía.

A Iris e Isabel, por todo el apoyo que me han dado en diversos momentos de mi vida y porseguir estando tan cerca de mí a pesar de la distancia.

iv

AGRADECIMIENTOS

A mi asesora Moraima Campbell, por todo tu apoyo, interés, entusiasmo y confianza en miproyecto de investigación.

A mis sinodales Lourdes Francke y Carlos Maldonado, gracias por sus valiosasaportaciones y por el tiempo que dedicaron a mi proyecto.

A Lorena Garza por toda la ayuda que me brindaste en la elaboración del prototipo.

A mis sobrinas de corazón, Marielita y Nancy, gracias por colaborar en mi proyecto, fuemuy agradable trabajar con ustedes.

V

RESUMEN

El propósito de esta investigación consiste en proporcionar una base para el desarrollode software educativo infantil de manera que el usuario se involucre durante todo elproceso de desarrollo.

El desarrollo de software educativo infantil debe ser un proceso interdisciplinario enel cual deben participar profesionales de diversas áreas, así como también niños como partefundamental del proceso.

La metodología presentada hace adaptaciones a la metodología para diseño deinterfaces propuesta en [Garza, 1999]; se basa en el modelo iterativo con prototipos,además se realizan pruebas de usabilidad para comprobar que la aplicación es adecuada alos usuarios.

Para validar la metodología se realiza una aplicación de la misma donde se siguen lospasos propuestos para así obtener un prototipo de alto nivel cuyo objetivo es enseñarnúmeros y cantidades a niños en edad preescolar.

vi

TABLA DE CONTENIDO

LISTA DE FIGURAS X

LISTA DE TABLAS XI

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN 1

1.1 OBJETIVO l1.2 PROBLEMA 21.3 METODOLOGÍA 21.4 PRODUCTO 21.5 ALCANCE 21.6 JUSTIFICACIÓN 21.7 HIPÓTESIS 31.8 VALIDACIÓN 31.9 LIMITACIONES 31.10 CAPÍTULOS 4

CAPÍTULO 2

METODOLOGÍAS DE DISEÑO DE SISTEMAS 5

2.1 CONCEPTO DE SISTEMA COMPUTACIONAL 52.2 PARADIGMAS DE DISEÑO DE SISTEMAS 6

2.2.1 Metodologías de diseño tradicionales 62.2.1.1 Modelo de cascada 7

2.2.2 Especificación de requerimientos 82.2.2.1 Prototipeo rápido 82.2.2.2 Técnicas deprototipeo 9

2.2.3 Modelo iterativo 102.3 TÉCNICAS DE DISEÑO 14

2.3.1 Diseño participativo 142.3.2 Investigación cooperativa e investigación contextual 15

2.4 SISTEMAS FORMATIVOS E INFORMATIVOS 162.5 DISEÑO 1NSTRUCCIONAL 17

CAPÍTULO 3

INTERFAZ HUMANO-COMPUTADORA 18

3.1 ANTECEDENTES 183.2 CONCEPTOS DE INTERACCIÓN E INTERFAZ HUMANO-COMPUTADORA 183.3 INTERFAZ "AMIGABLE" 193.4 DIVERSIDAD EN LA INTERACCIÓN 19

3.4.1 Perfil del usuario 203.4.1.1 Antecedentes del usuario 213.4.1.2 Factores fisiológicos/físicos 223.4.1.3 Factores psicológicos/cognitivos 223.4.1.4 Factores de uso e interés sobre la aplicación 22

vii

3.4.1.5 Factores compuestos 233.4.2 Perfiles de las actividades 233.4.3 Estilos de interacción 24

3.5 DISEÑO DE INTERFAZ 243.5.1 Modelos de diseño de interfaz 263.5.2 Modelos del usuario 27

CAPITULO 4

APRENDIZAJE INFANTIL Y SOFTWARE EDUCATIVO 28

4.1 TEORÍAS DEL APRENDIZAJE 284.1.1 Enfoque de Piaget 30

4.2 APLICACIONES COMPUTACIONALES EDUCATIVAS 304.2.1 Logo 31

4.3 JUEGOS COMPUTACIONALES 324.4 INTERACCIÓN NIÑO-TECNOLOGÍA 324.5 DESARROLLO COGNITIVO 37

4.5.1 Teoría de Piaget independiente de los estados 384.5.2 Teoría de Piaget dependiente de los estados 39

Período 394.6 TEORÍA DE DOMAN 41

4.6.1 Aprendizaje de matemáticas 42

CAPITULO 5

METODOLOGÍA PROPUESTA 45

5.1 DEFINICIÓN DEL SISTEMA 455.2 ANÁLISIS COGNITIVO 46

5.2.1 Análisis del contexto: usuario 475.2.2 Análisis de los modelos del usuario 495.2.3 Definición de objetivos de aprendizaje 495.2.4 Descripción de actividades 50

5.3 ANÁLISIS DE LA CONVERSACIÓN 505.3.1 Elaboración de prototipo de bajo nivel 515.3.2 Identificación de marcas lingüísticas 515.3.3 Traducción de marcas a signos 51

5.3.3.1 Representación de ideas gráficamente 525.3.3.2 Color 525.3.3.3 Sonido 525.3.3.4 Animación 535.3.3.5 Video 53

5.4 ANÁLISIS SEMIÓTICO 545.4.1 Selección y carácter de los signos 545.4.2 Dimensiones semióticas 54

5.5 ELABORACIÓN DE PROTOTIPO DE ALTO NIVEL 555.6 PRUEBAS DE USABILIDAD 55

CAPITULO 6

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA 57

6.1 DEFINICIÓN DEL SISTEMA 576.2 ANÁLISIS COGNITIVO 57

viii

6.2.1 Análisis del contexto: usuario 586.2.2 Análisis de los modelos del usuario 596.2.3 Definición de objetivos de aprendizaje 596.2.4 Descripción de actividades 60

6.3 ANÁLISIS DE LA CONVERSACIÓN 616.3.1 Elaboración de prototipo de bajo nivel 616.3.2 Identificación de marcas lingüísticas 616.3.3 Traducción de marcas a signos 62

6.3.3.1 Representación de ideas gráficamente 626.3.3.2 Color 62

6.4 ANÁLISIS SEMIÓTICO 636.5 ELABORACIÓN DE PROTOTIPO DE ALTO NIVEL 666.6 PRUEBAS DE USABILIDAD 70

CAPITULO 7

CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 71

7.1 EXPERIENCIAS CON COLEGIOS 717.2 EXPERIENCIAS CON DESARROLLADORES 727.3 EXPERIENCIAS CON NIÑOS 737.4 EXPERIENCIAS DE LA APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA 737.5 CONSIDERACIONES GENERALES 747.6 TRABAJOS FUTUROS 74

ANEXO 1: ESTUDIO DE CASOS CENTROS EDUCATIVOS 76

ANEXO 2: ENCUESTA CENTROS EDUCATIVOS 81

ANEXO 3: ESTUDIO DE CASOS DESARROLLADORES DE SOFTWARE 82

ANEXO 4: ENCUESTA DESARROLLADORES 85

ANEXO 5: OBSERVACIÓN DE USUARIOS POTENCIALES 86

ANEXO 6: GUÍA DE OBSERVACIÓN 88

ANEXO 7: PROTOTIPO DE BAJO NIVEL 90

BIBLIOGRAFÍA 92

VITA 95

ix

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 2.1: MODELO DE CASCADA DE DESARROLLO DE SISTEMAS 7

FIGURA 2.2: ALTERNATIVA DE PROTOTIPOS PARA LAS PRE-ESPECIFICACIONES [CONNELL, 1995] 8FIGURA 2.3 PROTOTIPO THROWA WA Y DENTRO DE LA ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS [Dix, 1998] 10

FIGURA 2.4 PROTOTIPO INCREMENTAL DENTRO DEL CICLO DE VIDA [Dix, 1998] 11

FIGURA 2.5 PROTOTIPO EVOLUTIVO A TRAVÉS DEL CICLO DE VIDA [Dix, 1998] 11

FIGURA 5.1 METODOLOGÍA PROPUESTA PARA DESARROLLO DE SOFTWARE INFANTIL 46

FIGURA 5.2 ANÁLISIS COGNITIVO 46

FIGURA 5.3 ANÁLISIS DE LA CONVERSACIÓN 49FIGURA 5.4 ANÁLISIS SEMIÓTICO 52

FIGURA 6.1 PANTALLA PRINCIPAL 66

FIGURA 6.2 PANTALLA DE SELECCIÓN DE OBJETOS PARA LAS LECCIONES 67

FIGURA 6.3 PANTALLA DE EJERCICIOS 68

X

LISTA DE TABLAS

TABLA 4.1 PERÍODOS DEL DESARROLLO DE JEAN PIAGET 39

xi

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

La intervención del usuario dentro del proceso de diseño de software es unaconsideración importante de la filosofía de Interacción Humano-Computadora (HCI). Lasdiferentes personas involucradas en el proceso de diseño de interfaces proveen valiosainformación que puede contribuir en gran medida a la realización de un proyectocomputacional.

Para diseñar la interfaz de un sistema utilizando la filosofía centrada en el usuario, serealiza un análisis previo, estudiando tanto al usuario, revisando aspectos como edad, sexo,habilidades físicas, educación, motivación y personalidad, así como su actividad y lastareas por las que éste tiene interés de realizar. Generalmente las personas que diseñan"asumen" lo que el usuario necesita o piensa; sin embargo, en realidad están diseñando deacuerdo a lo que ellos mismos (los diseñadores) quisieran, lo cual es totalmente erróneo[Azar, 1996 y Campbell, 1998].

Un conjunto de metodologías han sido desarrolladas actualmente para observar yentender a los adultos como usuarios de tecnología. En general éstas se utilizan enambientes de trabajo donde se definen claramente las ideas para un producto de usuariofinal. Las metodologías de observación y participación no toman en cuenta la dificultad enel estudio de la interacción entre niños y tecnología, la cual está en un constante cambio[Druin, 1998].

Cuando se diseña un producto multimedia para médicos, se piensa que es un "crimen"no incluir un número representativo de médicos en el proceso de diseño y pruebas delsistema. Desafortunadamente, no se ve ese "crimen" cuando se diseñan productos desoftware para niños. Debe recordarse que los niños no son sólo "adultos pequeños", no sepueden modificar las iníerfaces de software y hardware creados para adultos y esperar queéstos sean valiosos para niños [Druin, 1996a].

1.1 Objetivo

Determinar los factores que intervienen en el proceso de diseño de una herramientamultimedia para niños, analizando la contribución de los niños dentro de este proceso,particularmente revisando las metodologías existentes para adultos y la posibilidad deadaptación de las mismas al entorno infantil.

1

2

1.2 Problema

Al desarrollar aplicaciones computacionales para niños por lo general éstos no sontomados en cuenta dentro del proceso de diseño; además el software utilizado por niñosmexicanos es en gran medida una traducción del software diseñado para el mercadoextranjero, debido a esto, el niño tiene que ajustarse o adaptarse a un tipo de cultura que nole corresponde.

1.3 Metodología

Esta investigación es cualitativa ya que se basa en información recopilada por mediode entrevistas y revisión de información bibliográfica.

La metodología a seguir es la siguiente:

• Investigación bibliográfica sobre metodologías de desarrollo de software, interfazhumano-computadora, aprendizaje infantil y software educativo.

• Investigación de campo mediante entrevistas a maestros de computación en centroseducativos.

. Revisión de adaptaciones realizadas a las metodologías de diseño para adultos, aldiseñar aplicaciones para niños.

• Entrevistas a desarrolladores de software sobre las metodologías utilizadas aldesarrollar software infantil en México.

• Definición de los factores que intervienen en el proceso de diseño de softwareinfantil.

• Generación de una metodología de diseño de software para niños.• Aplicación de la metodología en un caso práctico.

1.4 Producto

El producto de esta investigación es una metodología de diseño de software adaptadaal entorno infantil, en la cual se toma en cuenta la intervención del niño dentro del procesode diseño.

1.5 Alcance

Mediante el análisis de los factores que intervienen en el proceso de diseño de unaherramienta multimedia para niños se fomentará el desarrollo de aplicaciones de softwareinfantiles en México, además se apoyará a los diseñadores con una metodología de diseñoadecuada para niños.

3

1.6 Justificación

Los niños viven en un mundo de adultos. La mayoría de las cosas están hechas por ypara adultos. El niño debe desenvolverse en un ambiente que por lo general "le quedagrande", ya sea hablando de su estatura o capacidad tanto física como mental.

Los niños han sido generalmente "olvidados" por los adultos al momento dedesarrollar la tecnología. Los adultos asumen que por el hecho de que fueron niños hace yauna buena cantidad de años pueden recordar lo que pensaban o sentían en aquella época desu vida. Respecto a la tecnología, muchas veces los adultos hacen suposiciones de que a losniños les gustaría tal o cual característica dentro de la interfaz del software, en lugar dehacer el análisis involucrando a los usuarios propiamente dichos, los niños.

En México es muy poco el software que se desarrolla para niños, por lo que lapresente investigación propone un modelo que involucre al niño dentro del proceso dediseño, el cual sea válido dentro del contexto cultural y social mexicano.

1.7 Hipótesis

En el proceso de diseño de aplicaciones de software infantil es indispensable laintervención del niño.

1.8 Validación

Se realizará una aplicación de la metodología propuesta en un caso práctico.

1.9 Limitaciones

• Se hace un análisis de los factores que intervienen en el proceso de diseño deinterfaz del usuario, no del sistema en general.

• Existen diferentes metodologías para el diseño de interfaces, pero adaptación serealiza en base a la metodología propuesta en [Garza, 1999].

• La muestra de colegios encuestados es pequeña y sólo incluyó colegios privados delárea metropolitana de Monterrey, N.L.

4

1.10 Capítulos

La tesis se encuentra dividida en siete capítulos, que se describen a continuación:

Capítulo 1 Introducción

Capítulo 2 Metodologías de diseño de sistemasSe explican brevemente algunas de las metodologías de softwareexistentes y las adaptaciones que se han hecho a las mismas paradesarrollar software infantil.

Capítulo 3 Interfaz Humano-ComputadoraSe explican los conceptos principales en los que se basa la filosofíade diseño de interfaces centrada en el usuario.

Capítulo 4 Aprendizaje infantil y software educativoSe exponen las bases en las que se fundamentan las principalesteorías sobre el aprendizaje infantil.

Capítulo 5 Metodología propuestaSe explican las diferentes etapas de la metodología que se proponepara diseño de software infantil.

Capítulo 6 Aplicación de la metodologíaSe realiza un aplicación de la metodología propuesta en un casopráctico.

Capítulo 7 ConclusionesSe presentan las conclusiones obtenidas del proceso de investigaciónrealizado, también se mencionan los trabajos futuros que se puedenrealizar en torno a este tema.

CAPITULO 2

METODOLOGÍAS DE DISEÑO DE SISTEMAS

"Los humanos pueden hacer cosas endiferentes formas. La forma particular de haceralgo en forma conjunta es un diseño. Si unaforma de hacer algo produce un resultado mássatisfactorio que otro, algunos diseños puedenser mejores que otros" [Martin, 1996].

2.1 Concepto de sistema computacional

Para hablar sobre metodologías de diseño de sistemas, primero debemos definir quées un sistema computacional.

En [Pressman, 1998] se menciona la definición del diccionario Webster sobre unsistema basado en computadora:

Un sistema basado en computadora es un conjunto o arreglo de elementos que estánorganizados para realizar un objetivo predefinido procesando información. El objetivopuede ser soportar alguna función de negocio o desarrollar un producto que pueda vendersepara generar beneficios.

Para conseguir el objetivo, un sistema basado en computadora hace uso de varioselementos del sistema:

• Software: Programas de computadora, estructuras de datos y su documentación quesirven para hacer efectivo el método lógico, procedimiento o control requerido.

• Hardware: Dispositivos electrónicos que proporcionan capacidad de cálculo ydispositivos electromecánicos que proporcionan una función externa.

. Personas: Usuarios y operadores del hardware y software.

« Base de datos: Colección de información organizada que se accesa por medio delsoftware.

• Documentación: Manuales, formularios y otra información descriptiva que retratael empleo y operación del sistema.

. Procedimientos: Pasos que definen el empleo específico de cada elemento delsistema o el contexto procedimental en que reside el sistema.

5

6

2.2 Paradigmas de diseño de sistemas

Cuando se desarrolla un sistema computacional es necesario seguir una serie de pasospara llevar a cabo las actividades del proceso de desarrollo. Existen diversos paradigmas dediseño, los cuales han ido evolucionando a través del tiempo.

Debe establecerse una diferencia entre metodologías y técnicas de diseño. Según[Sawyer, 1998], una metodología representa un conjunto de tareas y su secuencia paradefinir los procesos de producción. Las técnicas son conjuntos de acciones llevadas a cabopara completar una tarea en particular. Típicamente, una metodología se divide en muchastécnicas y una herramienta provee automatización o estructura a una técnica.

Entre las metodologías se encuentran:. Cascada.. Iterativa.• Orientada a objetos.• Cleanroom.• Rapid Application Development (RAD).

Algunas técnicas de diseño:. Diseño participanvo.. Prototipeo rápido.• Ingeniería de requerimientos.• Herramientas estructuradas.• Joint Application Development (JAD).

Herramienta de diseño:• Computer-Aided Software Engineering (CASE).

2.2.1 Metodologías de diseño tradicionales

La mayor parte de los métodos de diseño tradicionales de software evolucionaron enlos 1960's y 1970's, éstos se enfocaban principalmente a la conversión de sistemasmanuales a sistemas electrónicos. Por lo tanto, el diseño de software se orientaba más haciala duplicación de los sistemas manuales existentes en lugar de rediseñar esos sistemas paraaprovechar los beneficios computacionales [Mullin, 1990].

En [Dewitz, 1996] se menciona que las metodologías de diseño tradicionales sedesarrollaron cuando la tecnología de información consistía en minicomputadoras ymainframes, las cuales era accesadas por terminales "tontas"; en esa época casi todos losaccesos a los datos requerían la intervención del especialista en sistemas de información.Actualmente los usuarios son más demandantes en el acceso a los recursos de informacióny requieren un diseño de sistemas muy diferente al utilizado en los 1970's y principios delos 1980's. Esto ha revelado varios problemas con las metodologías de desarrollotradicionales:

7

• Las técnicas estructuradas no se adaptan al modelo de los requerimientos de lossistemas de actuales.

• Las metodologías de desarrollo tradicionales son muy costosas y consumendemasiado tiempo.

• Las metodologías de diseño tradicionales son inflexibles para proyectos grandes.

2.2.1.1 Modelo de cascada

El modelo de cascada (Figura 2.1) es un paradigma de diseño de sistemas tradicional,en el cual cada etapa debe terminarse antes de empezar con la siguiente. Ésta es una de lasprincipales desventajas del modelo, ya que no hay retroalimentación por parte de losusuarios para poder regresar a una etapa anterior y rehacerla o modificarla.

Figura 2.1: Modelo de cascada de desarrollo de sistemas

En [Pressman, 1998] se menciona que el modelo de cascada es el paradigma másantiguo y más extensamente utilizado en la ingeniería de software. Sin embargo, presentaalgunos problemas:

• Los proyectos raras veces siguen el modelo secuencial que propone el modelo.• A menudo es difícil que el cliente exponga explícitamente todos los requisitos al

inicio del proyecto.

8

El cliente debe tener paciencia. Una versión de trabajo del programa no estarádisponible hasta que el proyecto esté muy avanzado.

2.2.2 Especificación de requerimientos

Durante la fase de especificación de requerimientos del sistema el diseñador y elcliente tratan de realizar una descripción de qué es lo que se espera que haga el sistema[Dix, 1998].

La especificación de requerimientos requiere de comunicación humana. Lo primeroque debe hacerse es que los clientes y los diseñadores entiendan los problemas de trabajo yel impacto de las soluciones técnicas [Holtzblatt, 1995].

Un proceso exitoso de especificación de requerimientos incluye una relación efectivaentre los clientes, los diseñadores y miembros del equipo de trabajo. Este proceso requierede comunicación entre personas que no tienen los mismos antecedentes o experiencias. Lastécnicas deben considerar las dinámicas interpersonales y las diferencias de idiosincrasiapara lograr entender completamente el problema del cliente y las soluciones potenciales[Holtzblatt, 1995].

2.2.2.1 Prototipeo rápido

Una de las técnicas utilizadas en la fase de especificación de requerimientos es elprototipeo rápido. Si los usuarios supieran cuáles son sus requerimientos desde el inicio delproyecto de desarrollo y si los desarrolladores estuvieran perfectamente habilitados paraentender los requerimientos de los usuarios y traducirlos en especificaciones de software,entonces sería necesario únicamente buenos paradigmas de modelación estáticos [Connell,1995].

Un prototipo rápido es la representación del concepto de un producto mediante undiseño visual en papel, diapositivas o pantallas. El prototipo provee una base para eldiálogo mucho más efectivo entre desarrolladores y usuarios que el texto o los modelosestáticos [Druin, 1996 y Connell, 1995].

Los prototipos se utilizan cuando se quiere mostrar a los usuarios un modelo detrabajo para ayudarlos a entender mejor las características y funciones del nuevo sistema.Observando un modelo de trabajo del sistema, los usuarios son más capaces de especificarlo que necesitan que el sistema haga y saber cuándo lo está haciendo correctamente[Dewitz, 1996].

El prototipeo rápido es usado para ayudar a determinar la funcionalidad de laaplicación, estructura de datos y características de control de un sistema [Connell, 1995].

9

En [Connell, 1995] se menciona que un prototipo rápido tiene las siguientescaracterísticas:

• Se construye rápidamente •• Los usuarios pueden probar el sistema y dar retroalimentación• Es fácil de modificar• Al inicio es intencionalmente incompleto

La figura 2.2 indica que se debe realizar un análisis rápido de la intersección entre losrequerimientos pre-especificados por el usuario y los requerimientos reales, para entoncesconstruir un prototipo de esta especificación que es intencionalmente incompleta y luegoproceder con la definición de requerimientos a través de un proceso iterativo [Connell,1995].

Figura 2.2: Alternativa de prototipos para las pre-especifícaciones [Connell, 1995]

2.2.2.2 Técnicas de prototipeo

En [Dix, 1998] se describen algunas técnicas disponibles para producir prototiposrápidos.

• Storyboards: Probablemente la noción más simple de un prototipo es el storyboard,el cual es una descripción gráfica de la apariencia exterior del sistema propuesto,sin tener alguna funcionalidad. Los Storyboards no requieren muchos recursoscomputacionales para construirlos, de hecho, pueden ser modelados sin ayuda deuna computadora. Los Storyboards proporcionan una imágenes instantáneas de lainterfaz en puntos particulares de la interacción. Evaluar las impresiones del

10

cliente o usuario pueden determinarse relativamente rápido si el diseño se dirigeen la dirección correcta.Los paquetes computacionales de dibujo existentes en la actualidad hacen posiblecrear storyboards con la ayuda de la computadora en lugar de hacerlosmanualmente. Aunque el diseño gráfico factible en la pantalla puede parecer pocosofisticado, es más realista porque al final tendrá que ser desplegado en unapantalla. También es posible proporcionar animación mediante una secuencia deimágenes instantáneas. La animación ilustra los aspectos dinámicos de lainteracción del usuario con el sistema la cual no puede ser posible mediante losstoryboards basados en papel.

Simulaciones de funcionalidad limitada: Para demostrar las funciones de laaplicación se debe tener más funcionalidad en el prototipo. Los storyboards y lastécnicas de animación no son suficientes para este propósito ya que no puedendescribir los aspectos interactivos del sistema. Para hacer esto, cierta parte de lafuncionalidad debe ser simulada por el equipo de diseño. Las herramientas quepermiten hacer estas simulaciones proporcionan al diseñador la capacidad deconstruir rápidamente objetos de interacción de texto y gráficas además de agregarcierto funcionamiento que simule la funcionalidad del sistema. Una vez que lasimulación se haya construido, puede ser evaluada y cambiada rápidamente parareflejar los resultados del estudio de evaluación con varios usuarios.

Apoyo con programación de alto nivel: Algunos lenguajes de programación dealto nivel facilitan la tarea del diseñador para programar ciertas características deun sistema interactivo a costa de otras características del sistema como lavelocidad de respuesta o el ahorro de espacio. Estos lenguajes de alto nivelpermiten al programador agregar funcionalidad a las interacciones específicas queel usuario será capaz de realizar, como posicionarse en un botón de la pantalla ydarle un click con el ratón.

2.2.3 Modelo iterativo

Las herramientas de prototipeo se han vuelto más sofisticadas a través del tiempo.Debido a esto ha surgido el modelo iterativo, donde el prototipo puede elaborarse medianteherramientas de prototipeo, con lo cual la retroalimentación del usuario puede efectuarsedurante todo el proceso de desarrollo [Druin, 1996].

Los requerimientos para un sistema interactivo no pueden ser especificadoscompletamente desde el inicio del ciclo de vida. La única forma de asegurarse sobrealgunas características del diseño potencial es construirlo y probarlo con usuarios reales.Entonces el diseño puede modificarse para corregir cualquier suposición falsa que seríarevelada en las pruebas. Ésta es la esencia del diseño iterativo, un proceso de diseño quetrata de resolver problemas de requerimientos incompletos realizando varios diseños,mejorando en forma incremental acercándose hacia el producto final en cada paso [Dix,1998].

11

Desde la perspectiva técnica, el diseño iterativo se basa en el uso de prototipos, loscuales simulan algunas de las características del sistema propuesto. En [Dix, 1998] semenciona que existen tres clases de prototipos:

• Throw away: El prototipo se crea y se prueba. Los resultados obtenidos de esteproceso son usados para construir el producto final, pero el prototipo actual sedescarta. La figura 2.3 describe el procedimiento para llegar a una especificaciónfinal de requerimientos para luego continuar con el resto de proceso de diseño.

• Incrementa!: El producto final se construye mediante componentes separados.Existe un diseño general para el sistema final, pero está particionado encomponentes pequeños e independientes. El producto final es liberado como unaserie de productos, en donde cada versión incluye un componente adicional.(Figura 2.4)

• Evolutivo: El prototipo no se descarta y sirve como base para la siguiente iteracióndel diseño. En este caso, el sistema actual es visto como una evolución de unaversión limitada inicial hacia su liberación final (Figura 2.5). Los prototiposevolutivos también son apropiados para las modificaciones que deben hacerse alsistema que resultan de la operación y mantenimiento del ciclo de vida.

Requerimientospreliminares

Requerimientosfinales

Figura 2.3 Prototipo throw away dentro de la especificación de requerimientos [Dix, 1998]

Los prototipos difieren de acuerdo a la funcionalidad y al desempeño queproporcionan relativo al producto final. Una animación de requerimientos puede involucrarfuncionalidad limitada o simular un pequeño aspecto del comportamiento interactivo parapropósitos de evaluación. La importancia de un prototipo radica en la realidad queproyecta. El prototipo de un sistema interactivo es usado para probar los requerimientosevaluando su impacto con usuarios reales [Dix, 1998].

12

Identificación decomponentes

Entregarincremento

Operación ymantenimiento

Entregarsistema

Figura 2.4 Prototipo incremental dentro del ciclo de vida [Dix, 1998].

Construirprototipo

Evaluar prototipo

Operación ymantenimiento

Figura 2.5 Prototipo evolutivo a través del ciclo de vida [Dix, 1998].

13

2.3 Técnicas de diseño

Existen diversas técnicas para involucrar al usuario en el proceso de especificación derequerimientos. Mediante estas técnicas es posible conocer al usuario, así como tambiénobtener diversas ideas, metáforas, elaborar prototipos de bajo nivel, etc.

A continuación se describen las técnicas de diseño participativo, la cual es una técnicautilizada tanto con adultos como con niños; las siguientes técnicas que se mencionan soninvestigación cooperativa e investigación contextual, las cuales son adaptaciones queAllison Druin ha hecho a algunas técnicas de diseño para trabajar con niños.

2.3.1 Diseño participativo

Una técnica de prototipeo que ha llegado a ser muy popular es el diseño participativo.Los precursores de esta propuesta fueron investigadores escandinavos, esta técnica enfatizala importancia de habilitar un equipo de personas para hacer sugerencias sobre el diseño deun proyecto. En general se utilizan herramientas de prototipeo de bajo nivel al principio delproceso mediante una "lluvia de ideas" para explorar varias posibilidades de diseño. Unavez que esto es plasmado por el equipo en papel, modelos o en video, se puede elaborar unprototipo computacional [Druin, 1996].

En [Reyes, 1997] se menciona que Wildman describe técnicas que se enfocan a llevara cabo el diseño de interfaces mediante dinámicas de grupo. Debido a que expertos yusuarios tienen diferentes habilidades, experiencia, conocimientos, etc. se requiere buscar lamanera de nivelar estos aspectos de tal forma que se pueda obtener la máxima creatividad ycontribución de los participantes. Se recomiendan las dinámicas de grupo porque a travésde ellas se logra estrechar las relaciones interpersonales, estableciendo un equilibrio entre elsentido de pertenencia y liderazgo, además se estimula la creatividad y cohesión del grupo.

En [Reyes, 1997] se mencionan las dinámicas de grupo propuestas por Wildman:

• CARD (Collaborative Analysis of Requirements and Design): En esta dinámica degrupo se presentan las actividades del usuario mediante la utilización de cartas otarjetas con el fin de proporcionar una visión del trabajo o la utilización de unsistema de cómputo. CARD puede ubicarse en el espacio taxonómico de prácticasde diseño participativo en la etapa inicial del ciclo de desarrollo. La cantidad depersonas que pueden participar en el grupo es pequeña y existe una participaciónequitativa entre los usuarios y los diseñadores.

• Buckets: Se utiliza para diseño conceptual de bases de datos. En esta dinámica degrupo la meta es llegar a un modelo que refleje el consenso del participante en laestructura y contenido de los datos, de esta forma se contribuye a revelar lapercepción del usuario de su proceso de trabajo. Buckets se localiza casi al final

14

del ciclo de desarrollo y cuenta con una participación activa de los usuarios en lasactividades de diseño.

Diseño de iconos: El propósito de esta dinámica de grupo es generar alternativas dediseño de iconos que sean significativos para el usuario. Esta dinámica de grupoinvolucra la participación directa del usuario en las actividades de diseño. Paraque sea efectivo es conveniente que se trabaje con grupos chicos.

Metáforas de interfaz: Es una técnica de diseño de interfaces de usuario que ayudaal mejor entendimiento de ideas complejas de diseño mediante la utilización demetáforas, estimulando el pensamiento creativo. Al igual que CARD, estadinámica también se encuentra ubicada en el espacio taxonómico de prácticas dediseño participativo al inicio del ciclo de desarrollo.

PICTIVE (Plástic Interface for Collaborative Technology Initiatives ThroughVideo Exploration): Es una técnica para llevar a cabo el diseño de interfaces através de un grupo heterogéneo de participantes mediante la utilización de objetosde oficina. PICTIVE es de gran utilidad cuando se va a la mitad del ciclo dedesarrollo e involucra que los usuarios participen directamente en las actividadesde diseño.

Teatro de interfaces: Esta técnica se utiliza para revisar y criticar el diseño de unainterfaz a través de la actuación de las actividades y operaciones de la misma porun grupo de actores integrado por usuarios, diseñadores, etc., con el fin de hacerun rediseño. El teatro de interfaces funciona mejor si se efectúa con gruposnumerosos de personas y es útil cuando el ciclo de desarrollo está en una faseavanzada.

2.3.2 Investigación cooperativa e investigación contextúa!

El método de investigación cooperativa (cooperative inquiry) está basado en la ideade que los usuarios pueden ser compañeros de los desarrolladores para poder conocer loque los usuarios requieren [Druin, 1999].

Mediante la investigación cooperativa se puede conocer rápidamente una grancantidad de información sobre las necesidades de los usuarios acerca de las actividades queson parte del contexto del usuario [Druin, 1999].

Mediante investigación contextual (contextual inquiry), un equipo de investigadoresobservan y analizan el ambiente de los usuarios para obtener patrones de actividad, decomunicación, artefactos y relaciones culturales. Se desarrollan diagramas y modelos de lasexperiencias de campo que eventualmente pueden llevar al diseño de storyboards,prototipos y nuevas tecnologías. Este método es muy importante trabajando con niños,sobre todo de edades entre 3 y 7 años, ya que tienen dificultades para abstraer describiendolo que necesitan y quieren de la tecnología [Druin, 1999].

15

Mediante el uso de papel, crayones, plastilina, cordel, etc., los prototipos de bajo nivelproporcionan las mismas bases a los niños y a los adultos. No es necesario enseñar a laspersonas como hacer prototipos, ya que usando materiales básicos llega a ser unprocedimiento natural tanto para los diseñadores jóvenes y adultos. Esta forma deprototipeo es barata y bastante efectiva en tormentas de ideas. De estos prototipos de bajonivel emergen posteriormente los prototipos de alto nivel [Druin, 1999].

Los investigadores deben colectar datos en el ambiente de los usuarios. Se requiere almenos dos personas que tomen notas y un ínteractor. El interactor debe ser un observadorparticipativo, hablando naturalmente con los niños, sin tomar notas y formando parte de laexperiencia activamente. El interactor no debe ser un entrevistador, debe hacer preguntasrelacionadas con lo que está pasando en el momento [Druin, 1999].

Los niños entre 3 y 5 años pueden ser a veces poco verbales o menos auto reflexivosal discutir el mundo que les rodea. Por lo tanto, para entender cuáles pueden ser lasnecesidades de estos niños, las técnicas de observación deben capturar los patrones deactividad exploratoria de los niños [Druin, 1998].

2.4 Sistemas formativos e informativos

Cuando se va a elaborar un proyecto de software, es necesario definir el uso quetendrá; en [Campbell, 1998] se definen dos tipos de sistemas según su uso:

• Informativos• Formativos

Sistemas informativos

Son conocidos también como sistemas de referencia. Por lo general son volúmenes deinformación que se transfieren de un medio a otro (de un medio impreso a un mediodigital).

Las ventajas de este tipo de sistemas es que se pueden almacenar grandes cantidadesde información en un solo disco compacto, así como también se puede agregarsimulaciones animadas, sonidos y video digital.

Sistemas formativos

• Sistemas de apoyo a la enseñanza: Estas aplicaciones incluyen a los sistemas queutiliza un maestro o instructor para apoyar sus exposiciones o presentaciones.

• Sistemas de apoyo al aprendizaje: Estos sistemas se diseñan y desarrollansiguiendo un modelo pedagógico. En general estos sistemas presentan objetivos,la exposición de un tema y ejercicios de autoevaluación.

¿82S50

16

Ambientes de aprendizaje: Este tipo de sistemas facilitan el acceso a los sistemasde las dos categorías anteriores mediante una interfaz común y ofrecen elementosmediante los cuales el estudiante puede hacer anotaciones, dejar marcados lostemas consultados, puede enriquecer el material con sus propias contribuciones,sistemas para accesar tutores virtuales, correo electrónico y herramientas paradiseñar y desarrollar su propio material.

2.5 Diseño instruccional

Instrucción es la adquisición de información para producir aprendizaje. Métodos sonlos procedimientos de instrucción que se seleccionan para ayudar a los aprendices a lograrlos objetivos o para internalizar el contenido del mensaje. Medios son los encargados detransportar la información entre el transmisor y el receptor. Estos vehículos sonconsiderados como medios instruccionales cuando transmiten mensajes para lograr uncambio de comportamiento [Heinich, 1990].

Frecuentemente los instructores usan medios sin alguna referencia de cómo guiar lasexperiencias contenidas en esos medios para que puedan ser usadas por los aprendices.Cuando no se cuenta con buenos fundamentos conceptuales, el uso de materialesespecíficos puede llegar a ser simplemente mecánico, con la esperanza de que lo que espresentado a los aprendices eventualmente tendrá algún significado para ellos. Losinstructores pueden desarrollar bases conceptuales y teóricas para seleccionar materialesespecíficos y métodos conociendo las relaciones entre medios, aprendizaje e instrucción[Heinich, 1990].

En [Heinich, 1990] se define un modelo llamado ASSURE el cual es una guía paraplanear e impartir instrucción en donde se incorporan los medios.

• Análisis de los aprendices (Analyze Learners): El primer paso en la planeación esidentificar los aprendices. Se debe conocer a los estudiantes para seleccionar elmejor medio para lograr los objetivos. La audiencia puede ser analizada entérminos de (1) características generales y (2) capacidades específicas -conocimientos, habilidades y actitudes acerca del tópico.

• Expresar objetivos (State Objectives): El siguiente paso es expresar los objetivoslo más específicos que sean posibles. Los objetivos pueden provenir de diversasfuentes como una guía curricular o pueden ser desarrollados por un instructor.Deben establecerse en base de los aprendices (audiencia) y serán capaces deobtener un resultado de la instrucción (comportamiento). Deben incluirse lascondiciones en las cuales el estudiante ejecutará y el grado aceptable de ejecución.

• Selección del medio y materiales (Select Media and Materials): Una vez que se haidentificado la audiencia y establecido los objetivos, se ha establecido el principio(conocimiento actual de la audiencia, habilidades y actitudes) y los puntos finales

17

(objetivos) de la instrucción. La siguiente tarea es construir un "puente" entre esosdos puntos. Existen tres opciones: (1) seleccionar materiales disponibles, (2)modificar los materiales existentes o (3) diseñar nuevos materiales.

Utilizar materiales (Utilize Materials): Una vez que se han seleccionado,modificado o diseñado los materiales, se debe planear cómo los materiales seránusados y que tanto tiempo se dedicará a ellos. Posteriormente se procederá apreparar la clase y a tener listo el equipo necesario para después presentar elmaterial.

Ejecución requerida del aprendiz (Require Learner Performance): Los aprendicesdeben practicar lo que están esperando aprender y deben ser reforzados por larespuesta correcta. La primera vez que se espera que realicen el comportamientoque se espera obtener de los objetivos no debe ser en los exámenes. Esto debelograrse en las actividades de la lección que permitan a los aprendices responder yrecibir retroalimentación de su ejecución o respuesta.

Evaluar/Revisar (Evalúate/Revise): Después de la instrucción es necesario evaluarsu impacto y efectividad. Para esto debe evaluarse el proceso instruccionalcompleto. ¿Cumplieron los aprendices con los objetivos? ¿Ayudaron los mediospara lograr los objetivos? ¿Pudieron usar correctamente los materiales todos losestudiantes?

18

CAPÍTULO 3

INTERFAZ HUMANO-COMPUTADORA

"Una representación basada en computadorasin un participante humano es como el sonidode un árbol cayendo en un bosquedeshabitado" [Laurel, 1991].

3.1 Antecedentes

Las interfaces de usuario han ido evolucionando a través del tiempo conforme se haavanzado en el área de los sistemas computacionales. Para mostrar los avances en el campode interacción humano-computadora en [Treu, 1994] se describen varios períodos en eltiempo:

• Período 1 (1940-1970): La tecnología dominaba mientras el usuario era algosecundario. Con equipos "mainframe" operados en modo batch, el diseño seenfocaba en cómo obtener más funcionalidad del hardware y software. Era elinicio del uso interactivo de las computadoras y en esa época no era una prioridadhacer la vida más sencilla al usuario.

• Período 2 (1970-1980): Los avances en la tecnología habilitaron y estimularon másatención al usuario con sistemas de tiempo compartido, minicomputadoras, redescomputacionales y terminales CRT, con lo que el usuario se benefició en granmedida. Los usuarios adquirieron más conocimientos en esta área y se volvieronmás demandantes. Como resultado, lentamente surgió el diseño orientado alusuario.

« Período 3 (1980-1990's): El usuario se consideró como prioridad mientras latecnología se convertía en una herramienta de apoyo. Con la reducción de tamañode los componentes computacionales y la introducción de funciones orientadas alusuario en las estaciones de trabajo, sistemas de ventanas, dispositivosinteractivos, gráficas, color, etc., llegó a ser factible diseñar la interfaz de talforma que cumpliera con los requerimientos y necesidades de los usuariosindividuales.

3.2 Conceptos de interacción e interfaz humano-computadora

Es necesario hacer distinción entre los conceptos de interacción e interfaz que estánmuy relacionados. En [Azar, 1996] se menciona que el usuario interactúa con lascomputadoras a través de la interfaz de usuario y a este proceso de comunicación se ledenomina interacción hombre-computadora.

19

En [Treu, 1994] se señala que interacción humano-computadora es la combinación deacciones físicas, lógicas, conceptuales y diálogos entre un usuario humano y unacomputadora, para lograr un propósito específico.

Interfaz humano-computadora es el medio a través del cual se pueden conectar einteractuar un usuario humano y una computadora, tanto el medio físico (visual, auditivo,táctil), como los métodos y patrones que soportan la interacción humano-computadora[Treu, 1994].

Una interfaz de usuario incluye los aspectos del sistema que son "visibles" a losusuarios y que permiten a éstos interactuar con los datos del sistema, software y hardware[Dewitz, 1996].

3.3 Interfaz "amigable"

El concepto de interfaz "amigable" es usado frecuentemente en anunciospublicitarios, lo cual indica que la interfaz debe ser sencilla de usar, sin embargo no sólodebe tener estas características, sino que también debe cumplir con la funcionalidad que elusuario requiere.

"Amigable" es una frase llamativa que es muy atractiva al momento de escribirfolletos de ventas de computadoras, pero debe ser definida en forma más precisa ydelimitada, o ser reemplazada por otros conceptos más claros [Treu, 1994a].

En [Shneiderman, 1992] se menciona que un componente crítico del diseño desistemas interactivos es el reemplazo del vago concepto de "amigable" con cinco criteriosmedibles:

• Tiempo de aprendizaje• Velocidad de funcionalidad• Razón de errores• Retención a través del tiempo• Satisfacción subjetiva

3.4 Diversidad en la interacción

Debido a la gran diversidad que puede existir entre los usuarios y las tareas querealizan, el diseñador puede desarrollar diversos estilos de interacción. En [Shneiderman,1992] se propone que antes de comenzar un diseño debe realizarse un estudio de losusuarios y de la situación tan completa y precisa como sea posible.

Las capacidades y limitaciones de cada usuario, la aplicación computacional y lacomputadora, especialmente la interfaz de usuario, son factores que el diseñador debe

20

reconocer y tomar en cuenta. Esto requiere de gran conocimiento y habilidad por parte deldiseñador. El diseñador debe ser capaz de distinguir entre los factores que son importantesde los que no lo son, en el contexto de tratar de lograr las metas de diseño que se hanestablecido. Los factores resultantes del estudio de estas características deben ser tomadosen cuenta para las decisiones de diseño [Treu, 1994a].

3.4.1 Perfil del usuario

Para determinar el perfil del usuario se deben definir sus características o atributoshaciendo una descripción clara y concisa de sus intereses, habilidades, preferencias, etc.

Los factores humanos son todas las características (psicológicas, fisiológicas,sociales, etc.) que tienen potencial de influenciar el diseño de la interacción orientada alhumano [Treu, 1994].

Los usuarios involucrados en el diseño poseen características específicas que puedenser identificadas de acuerdo a diversas clasificaciones. En [Treu, 1994] se propone unaclasificación de estas características:

• Antecedentes del usuario• Experiencia• Educación• Habilidades• Conocimientos

Factores fisiológicos/físicos. Vista. Oído• Tacto• Destreza

Factores psicológicos/cognitivos• Aprendizaje• Memoria

Razonamiento• Actitudes• Creencias• Expectativas

• Factores de uso e interés sobre la aplicaciónElección (de la aplicación)

• Frecuencia (de uso)Objetivos (de uso)

21

Factores compuestos• Preferencias y desempeño. Modelo mental

Por su parte, Ben Shneiderman menciona en [Shneiderman, 1992] que al diseñar unsistema interactivo deben considerarse los siguientes factores:

• Habilidades físicas y lugar de trabajo• Habilidades cognitivas y perceptuales« Diferencias individuales• Diversidad cultural e internacional• Usuarios con discapacidades

Los datos básicos sobre las dimensiones humanas provienen de un estudioantropométrico considerando factores como sexo, edad, nacionalidad, estatura, etc. La grandiversidad de estas medidas estáticas nos recuerdan que no existe un usuario "promedio",por lo tanto deben realizarse múltiples versiones de un sistema para adecuarlas al tipo deusuario [Shneiderman, 1992].

El proceso de conocer a los usuarios nunca termina, ya que es un campo muy amplioy algunas de sus características individuales se mantienen en constante cambio. Cada pasoque se acerque al entendimiento de los usuarios y el reconocimiento de los mismos comoindividuos cuya perspectiva es diferente de la del diseñador, es un paso para acercarse mása un diseño exitoso [Shneiderman, 1992].

3.4.1.1 Antecedentes del usuario

En [Shneiderman, 1992] se menciona que debe hacerse una diferencia entre losniveles de experiencia de los usuarios para utilizar esas diferencias al momento de diseñarla interfaz:

• Usuarios principiantes: Estos usuarios no tienen conocimiento sobre el uso delsistema y probablemente tienen poco conocimiento sobre aspectoscomputacionales. Los usuarios principiantes tienen conocimientos superficiales dela tarea y pueden llegar a presentar ansiedad al momento de utilizar lascomputadoras, lo cual podría llegar a inhibir su aprendizaje. Superar estaslimitaciones es un gran reto para el diseñador. Debe existir una pequeña cantidadde términos y de posibilidades para que el usuario principiante sea capaz de llevara cabo algunas tareas simples para ganar confianza, reducir ansiedad y tenerreforzamiento positivo para el éxito. Es importante la retroalimentación positivacuando se realiza una tarea, además de mensajes adecuados cuando ocurra unerror.

22

• Usuarios intermitentes: Muchos usuarios pueden tener conocimientos en algúntipo de sistemas, pero serán usuarios intermitentes de otra variedad de sistemas.Estos usuarios son capaces de mantener conocimientos semánticos de las tareas ylos conceptos computacionales, pero tendrán dificultad de retener el conocimientosintáctico. Para que estos usuarios ejecuten sus tareas adecuadamente seránnecesarias secuencias de acción consistentes, mensajes con significado y ayudasfrecuentes.

• Usuarios expertos: Estos usuarios tienen conocimiento sobre los aspectossintácticos y semánticos del sistema, quieren realizar su trabajo rápidamente,demandan rápidos tiempos de respuesta, requieren poca y breve retroalimentacióny además buscan ejecutar acciones con pocas teclas o selecciones.

3.4.1.2 Factores fisiológicos/físicos

Este tipo de factores se refieren a las características físicas inherentes de los usuariosen general y/o de ciertos usuarios en particular. Por lo tanto se deben hacer las adaptacionesnecesarias al hardware o a la interfaz para que cumplan adecuadamente con el tipo deusuario al que está dirigido [Treu, 1994].

3.4.1.3 Factores psicológicos/cognitivos

El diseñador debe tomar en cuenta las posibilidades de estos factores y los efectos quepudieran tener, si son significativos, en el diseño de características a ser especificadas eimplementadas. Estos rasgos deben ser capaces de ayudar las deficiencias del usuario y areforzar sus capacidades [Treu, 1994].

3.4.1.4 Factores de uso e interés sobre la aplicación

Este conjunto de factores proporcionan una visualización de lo que se considera queel usuario está interesado en hacer con una computadora debido a su experiencia.Alternativamente, para usuarios que aún no han utilizado la computadora con ciertasaplicaciones, esta categoría debe considerar factores posibles a ser anticipados parausuarios nuevos o sin experiencia. Además de indicar las elecciones sobre las aplicacionesa ser diseñadas, el perfil debe dar una guía sobre qué tan frecuente o regularmente se esperaque el usuario interactúe con la computadora para las aplicaciones elegidas [Treu, 1994].

23

3.4.1.5 Factores compuestos

Modelos mentales

Un modelo mental es la estructura de conceptos, componentes, acciones y/o tareasque el usuario ha construido en su mente para lograr una visualización al interactuar conuna computadora [Treu, 1994].

En [Treu, 1994] se proponen las principales alternativas para las bases quefundamentan un modelo mental:

1. Lenguaje: Es utilizado para expresar lo que el usuario quiere hacer y cómo loquiere hacer, se relaciona con los "objetos" de interés en el ambiente del sistema,también es usado para entender las respuestas de la computadora. Los paradigmasbasados en el lenguaje son inherentes a varias técnicas de interacción.

2. Metáforas: Son usadas para relacionar un patrón conocido de actividad delusuario con las actividades interactivas en una computadora.

3. Acciones y objetos: Son utilizados para concentrarse en tareas específicas de laaplicación y cómo las acciones pueden manipular los objetos.

4. Organización espacial: Para arreglar diversos componentes (visibles e invisibles)en un patrón de visualización coherente y lógico para que sea capaz de funcionaradecuadamente en la mente del usuario.

El usuario debe ser capaz de manejar el lenguaje y las reglas, debe ser capaz de llevara cabo una "simulación mental" de las acciones del sistema y los objetos involucrados enuna aplicación [Treu, 1994].

Debido a la gran cantidad de diferencias individuales pueden existir varios modelosmentales diferentes. Estos no sólo difieren entre usuarios, sino que difieren dentro de unmismo usuario en particular, incluso para la misma aplicación computacional, de unasesión interactiva a otra [Treu, 1994].

3.4.2 Perfiles de las actividades

Después de definir el perfil del usuario, los diseñadores deben determinar lasactividades que realizará la aplicación. Las actividades se deben determinar antes comenzarel diseño, aunque frecuentemente el análisis de la actividad se realiza informalmente oimplícitamente.

Algunos factores a considerar cuando se efectúan decisiones del diseño de laarquitectura son la frecuencia relativa de uso y el nivel de complejidad de las acciones.

24

Análisis de la tarea: Estudio detallado de una tarea para determinar su naturaleza,propósito y componentes, además el orden en el cual deben ser llevados a cabo [Treu,1994].

3.4.3 Estilos de interacción

En [Shneiderman, 1992] se propone que al terminar el análisis de las actividades, eldiseñador puede elegir entre los siguientes estilos de interacción:

. Selección de menúes: El usuario escoge de una lista de elementos el más apropiadoa la actividad a ejecutar. Este estilo de interacción es apropiado para los usuariosprincipiantes e intermitentes y puede ser útil a los usuarios frecuentes si eldesplegado y los mecanismos de selección son rápidos.

• Llenado de formas: Cuando se requiere una entrada de datos, los menúes resultanincómodos, por lo cual el llenado de formas es apropiado. Los usuarios ven undesplegado de campos relacionados, mueven el cursor entre los campos, y tecleanlos datos cuando lo desean. Debido a que debe tenerse habilidad con el teclado,mensajes y campos donde se permitirá la captura, se requerirá de ciertoentrenamiento. Este estilo de interacción es apropiado para usuarios intermitenteso frecuentes.

• Lenguaje de comandos: Para usuarios frecuentes este tipo de interacción provee ungran control. Los usuarios deben aprender la sintaxis y expresar las alternativasrápidamente, sin embargo, se requiere de cierto entrenamiento y existen grandestasas de error.

• Lenguaje natural: Este tipo de interacción proporciona poco contexto paradeterminar el siguiente comando, frecuentemente requiere de un diálogo decertificación, y puede ser lento y más molesto que las alternativas. Sin embargopuede ser útil para los usuarios que tienen un completo dominio de la tarea ydonde el uso intermitente no permite la utilización de lenguaje de comandos.

• Manipulación directa: Cuando el diseñador puede crear una representación visualde las acciones, la tarea del usuario puede simplificarse significativamente porquepuede manipular directamente los objetos de interés. Mediante la selección de lasrepresentaciones visuales de los objetos y acciones, los usuarios puedefl realizarlas tareas rápidamente y observar los resultados inmediatamente. Este tipo deinteracción es atractiva para los usuarios principiantes, fácil de recordar para losintermitentes, y mediante un buen diseño, puede ser rápida para usuariosfrecuentes.

25

3.5 Diseño de interfaz

Cuando se desarrolla un sistema computacional, debe darse una especial importanciaal diseño de la interfaz de usuario. De acuerdo a [Martin, 1996], sería erróneo tratar aldiseño de interfaces como un proceso aislado dentro de la tarea de diseñar la aplicacióncompleta.

En [Reyes, 1997] se menciona que los requerimientos de los sistemas de informacióndeben obtenerse utilizando una comunicación efectiva entre los analistas de sistemas y losusuarios. Los paradigmas de desarrollo de sistemas fueron creados con el fin de obtener unsistema con calidad, es decir, que sea funcional y que sea amigable para el usuario. Sinembargo, con frecuencia los responsables del desarrollo de sistemas pasan por alto unanálisis exhaustivo de las necesidades del usuario en cuanto a presentación del sistema serefiere, enfocándose principalmente a los requerimientos generales. Esto es un hecho aúncuando existen en la actualidad muchos trabajos de investigación que hablanexclusivamente de diseño de medios de interacción entre una persona y una computadora

Diseñar es un proceso creativo e impredecible. Los diseñadores de sistemasinteractivos deben mezclar los conocimientos de factibilidad técnica con un sentido estéticocasi místico de lo que puede atraer a los usuarios. Carroll y Rosson citados en[Shneiderman, 1992] caracterizan el diseño de la siguiente forma:

. Diseñar es un proceso, no un estado y no puede ser representado adecuadamente enforma estática.

. El proceso de diseño no es jerárquico, no es estrictamente "bottom-up", ni "top-down".

• El proceso es radicalmente de transformación; involucra el desarrollo de solucionesparciales e intermedias que puede ser que no se tomen en cuenta en el diseñofinal.

. Diseñar implica intrínsecamente descubrir nuevas metas.

El proceso de diseño de interfaz es una serie de decisiones. Estas decisiones vandesde la posición de un objeto, el uso de una técnica, color, estilo y material. Debediferenciarse entre diseñar para uno mismo o diseñar para otra persona. Diseñar para otraspersonas involucra responsabilidad, una responsabilidad de entender las necesidades de laotra persona y proporcionarle una solución satisfactoria [Martin, 1996].

Cuando un sistema interactivo está bien diseñado, la interfaz casi desaparece,permitiendo a los usuarios concentrarse en su trabajo, exploración o diversión. Crear unambiente en el cual las tareas se realicen casi sin esfuerzo requiere de mucho trabajo porparte del diseñador [Shneiderman, 1992].

En [Shneiderman, 1992] se menciona que al diseñar un sistema interactivo debecumplir con las siguientes características:

. Funcionalidad

26

. Confíabilidad, disponibilidad, seguridad e integridad de los datos

. Estandarización, integración, consistencia y portabilidad

Diversas investigaciones han demostrado que el rediseño de la interfaz humano-computadora puede hacer una importante diferencia en el tiempo de aprendizaje, velocidadde funcionamiento, tasas de error, y satisfacción del usuario [Shneiderman, 1992].

Existen muchas teorías que describen los múltiples aspectos de los sistemasinteractivos. En [Shneiderman, 1992] se cita una propuesta del modelo que Foley y vanDam desarrollaron a finales de los 70's:

1. El modelo conceptual es el modelo mental del sistema interactivo.2. El nivel semántico describe los significados transmitidos por la entrada de

comandos del usuario y el desplegado de salida de la computadora.3. El nivel sintáctico define como las unidades semánticas se combinan en una

oración con el fin de que la computadora realice cierta tarea.4. El nivel léxico trabaja con las dependencias del dispositivo y con los mecanismos

precisos por los cuales el usuario especifica la sintaxis.

3.5.1 Modelos de diseño de interfaz

En [Gentner, 1996] se mencionan dos propuestas de modelos de diseño de interfaz:

• Perspectiva orientada al mecanismo• Perspectiva orientada a la actividad

Cuando se diseñan interfaces los diseñadores deben seleccionar la propuesta demodelo de diseño más apropiada al proyecto con el que se está trabajando [Gentner, 1996].

El modelo orientado al mecanismo proporciona mayores beneficios a los ingenieros ydesarrolladores, ya que permite accesar toda la funcionalidad del sistema.

Una interfaz basada en la perspectiva orientada a la actividad es más fácil de aprendery usar, pero proporciona acceso sólo a una parte de las capacidades del sistema. Laprincipal ventaja del modelo orientado a la actividad es que el aprendizaje es mucho másrápido y más efectivo, sin embargo puede no ser apropiado para todos los usuarios[Gentner, 1996].

Las aplicaciones que serán utilizadas por usuarios que no usan frecuentemente elsistema deben enfocarse en la facilidad de aprendizaje y memorización. Esto implica que eldiseño de interfaz debe basarse en el modelo de la actividad del usuario, aún si estoincrementa la complejidad del diseño del sistema o reduce su poder. El mecanismo delsistema no debe ser relevante para los usuarios que lo usan con poca frecuencia, por lo quedebe esconderse tanto como sea posible [Gentner, 1996].

27

Es razonable esperar que los usuarios frecuentes inviertan más tiempo y esfuerzo enaprender un nuevo sistema si pueden obtener mayores beneficios adaptándose al mismo[Gentner, 1996].

Es conveniente incluir en el equipo de diseño a algunos individuos - posibles usuarios- que sean principiantes en la arquitectura del sistema. Finalmente, las tareas del usuariodeben ser completamente examinadas para que cambien en paralelo con los cambiostecnológicos y proporcionen oportunidades para nuevos diseños de interfaces [Gentner,1996].

3.5.2 Modelos del usuario

En [Janlert, 1989] se mencionan los siguientes modelos del usuario en la interacciónhombre-computadora, los cuales analizan la actividad del usuario, al usuario y a laaplicación:

• Modelo del usuario acerca de la aplicación: A este modelo también se le llamamodelo mental o modelo semántico. Este modelo apoya en muchas tareas alusuario planeando sus actividades importantes.

. Modelo del usuario acerca de la actividad: Es la percepción personal del usuarioacerca de la actividad que éste hace. Por actividad del usuario se entiende elestablecimiento de metas, conceptos, métodos, instrumentos, formas de trabajo,etc.

• Modelo psicológico y cognitivo del usuario: El objetivo es modelar los procesosmentales que se realizan en la mente del usuario cuando se encuentrainteractuando con la aplicación computacional. Estos modelos van desde modelosgenerales de patrones de trabajo (selección, ejecución, evaluación, etc.) a modelosde tareas específicas como el uso del teclado.

• Modelo de la aplicación acerca del usuario: Cada programa es construido deacuerdo a un número de suposiciones sobre el usuario. Por ejemplo, el diseñadorpuede asumir que el usuario escucha y lee, puede leer textos de acuerdo a ciertavelocidad.

« Modelo del diseñador acerca del usuario: El diseñador debe tener un granconocimiento sobre el usuario, desde el conocimiento general sobre los niños, alconocimiento específico sobre la relación de los niños con la tecnología. Estemodelo debe especializarse en el grupo particular de usuarios a los que estádirigido.

. Modelo del diseñador acerca de la actividad: Es la percepción que el diseñadortiene sobre la actividad que el usuario realiza, donde el diseñador propone algo enbase a lo que observa del usuario.

28

Modelo propuesto por el diseñador: Es el modelo que propone el diseñadorpartiendo de la premisa de que es éste quien tiene experiencia y ha adaptado unaestrategia de diseño basado en el conocimiento que ya adquirió sobre el modelodel usuario.

29

CAPÍTULO 4

APRENDIZAJE INFANTIL Y SOFTWARE EDUCATIVO

"Children learn by doing" [Druin, 1996].

4.1 Teorías del aprendizaje

Una de las principales interrogantes de los investigadores de las ciencias relacionadascon el desarrollo intelectual ha sido lograr entender cómo es que el individuo adquiereconocimientos. Debido a esto han surgido una serie de teorías que tratan de explicar estecomplejo proceso llamado aprendizaje.

Como la infancia es la época de la vida en la que el individuo comienza a involucrarsedentro de las diferentes clases de aprendizaje, algunas de estas teorías se basan en el estudiodel aprendizaje infantil. Dos de las teorías que explican el desarrollo del aprendizaje en elniño son:

• Construccionismo• Constructivismo

Ambas teorías piensan que los niños poseen conocimientos antes de ir a la escuela ynecesitan ayuda en construir lo que ellos conocen. Los niños son participantes activos en supropio aprendizaje. El objetivo de la educación es pasar el conocimiento obtenido por elaprendizaje informal hacia el aprendizaje formal [Druin, 1996].

El énfasis de los constructivistas consiste en utilizar material relevante y emplearestrategias de enseñanza para motivar a los niños a aprender. Los niños poseen un conjuntode conceptos y habilidades por medio de las cuales puede construir conocimiento pararesolver los problemas del ambiente; el rol del maestro es proveer las bases para laconstrucción del conocimiento [Druin, 1996 y Kent, 1995].

El construccionismo se basa en la idea que el niño debe encontrar por sí mismo elconocimiento específico que él necesita. Los construccionistas buscan crear ambientes yobjetos de juego para que los niños puedan continuar aprendiendo cosas nuevas de formatan natural como Piaget mostraba en su aprendizaje sin instrucción. Para Piaget elconocimiento no se da a un observador pasivo, sino que más bien el conocimiento de larealidad tiene que ser descubierto y construido por la actividad infantil [Druin, 1996].

El aprendizaje depende de la etapa de desarrollo en la que se encuentra el individuo,puede considerarse como un proceso que es provocado y en el cual debe contarse con unreforzamiento externo por parte del maestro, además debe complementarse por unreforzamiento interno autorregulador del sujeto. Piaget señala que "toda información

30

adquirida desde el exterior lo es siempre en función de un marco o esquema interno, más omenos estructurado" [Ginsburg, 1997].

4.1.1 Enfoque de Piaget

A partir de 1920, el psicólogo suizo Jean Piaget realizó una serie de investigacionespara determinar la forma en que se desarrolla el conocimiento de los individuos; susresultados fueron que esto se basa principalmente en el desarrollo del sistema nervioso y lasfunciones mentales. Elaboró un esquema de los estadios del desarrollo cognoscitivo(pensar, reconocer, percibir, recordar, generalizar), separando cada etapa del niño enperíodos (sensorio-motriz, pre-operatorio, operatorio concreto y operatorio formal).

La lógica y forma de pensar de los niños son completamente diferente a la de losadultos debido a que el conocimiento se va desarrollando en base a estructuras mentalesque se van haciendo más completas conforme el niño va avanzando en el desarrollo.

Los experimentos de Piaget mostraron que los niños adquieren conocimientos sin serenseñados por un maestro. La conclusión de esto no es que los maestros sean innecesarios,sino que los niños son buenos aprendices. El rol del maestro es capitalizar lo que el niñosabe mediante sus propias estrategias de aprendizaje y ayudarlo a desarrollar otras nuevasestrategias para adquirir más conocimientos [Druin, 1996].

4.2 Aplicaciones computacionales educativas

Con los avances de la tecnología y la incorporación de los mismos a los ambientes enlos que el niño se desenvuelve, como la casa y la escuela; además de los maestros, libros,apoyos escolares, juguetes y la intervención de los padres en el proceso formativo del niño,la computadora hizo acto de presencia.

Las aplicaciones de software para niños se han hecho cada vez completas al incluir enellas interfaces gráficas y sonido. Actualmente existen juegos, historias y actividadesmultimedia donde se combina la educación y el entretenimiento.

Las herramientas de enseñanza-aprendizaje que existen actualmente en ambientesmultimedia que utilizan computadoras son:

Libros interactivos: Guían a los niños en cada paso del camino, ofreciendo unpatrón establecido para el aprendizaje (ej. Drill-and-Practicé).

• Medios expresivos: Ofrecen a los niños herramientas para crear y explorar supropios patrones para el aprendizaje (ej. Logo)

• Propuestas híbridas: Ofrecen ambas opciones, de aprendizaje guiado a través deun conjunto establecido de información y la opción de crear sus propias

31

representaciones de esta información (ej. Simulaciones de videodiscos, las seriesLiving Books)

4.2.1 Logo

Uno de los primeros intentos de desarrollar una aplicación computacional que podíaser utilizada por niños fue Logo, éste es un lenguaje computacional, un ambiente, y unacultura - una forma de pensar sobre las computadoras y aprendizaje. Fue usado por primeravez con niños en 1967.

Logo demostró que los niños pequeños pueden responder muy bien ante unacomputadora. Papert, creador de Logo, se basa en el pensamiento construccionista. ParaPapert, el niño es maestro y alumno; la computadora es usada como un medio de expresiónpermitiendo al niño tener control de la misma [Druin, 1996].

Seymour Papert, profesor investigador del Massachusetts Institute of Technology(MIT) trabajó varios años con Piaget. Papert reinterpreta a Piaget en sus períodos dedesarrollo ya que piensa que lo más importante de su teoría es la descripción de lasdiferentes formas de adquirir conocimientos, sin importar que una etapa siga a otracronológicamente. Además piensa que el período operatorio concreto es muy importante[Druin, 1996].

El trabajo de Papert está basado en la premisa de que el niño puede jugar múltiplesroles como maestro, estudiante y diseñador, a medida que va explorando su ambiente vaadquiriendo conocimientos conforme lo necesita. Los niños aprenden manipulando objetosen su mundo. El objetivo de Papert es crear mundos (o micromundos) donde los niñospuedan continuar con sus estilos naturales de aprendizaje para adquirir nueva información[Druin, 1996].

Pensando en la necesidad de un objeto concreto para que los niños jugaran, Papertinventó una criatura automatizada a la que llamó tortuga. Podía moverse hacia delante oatrás y voltear a la derecha o izquierda. Tenía una pluma y podía dejar un rastro de sucamino. Solamente se necesitaba explicar a los niños dos comandos de la tortuga: Forwardy Right. La tortuga puede ser una tortuga mecánica que se mueva sobre el suelo enrespuesta a estos dos comandos; o puede ser, como en la mayoría de los casos, una líneaque se dibuja en la pantalla de la computadora [Bork, 1986].

La cultura de Logo está formada de varias cosas, incluyendo una computadora, unlenguaje de programación y un sistema operativo; una colección de periféricos decomputadora incluyendo generalmente gráficas y tortugas; una colección de proyectos; unmeta-lenguaje; una relación entre el maestro y el aprendiz; una colección de actividadespuente. Todos estos componentes son interdependientes y las virtudes especiales delambiente es su coherencia de unos con otros [Druin, 1996].

32

La cultura de Logo está ligada con las tortugas, pero es más universal. Las tortugasfueron inventadas como vehículos para comunicar esta cultura a los principiantes. Éstashacen ciertas imágenes más vividas y ciertas ideas más concretas. Pero la meta escomunicar estas ideas e imágenes y hacerlas más reales para un principiante de cualquieredad. Las tortugas y la geometría de tortugas representa el primer paso en crear nuevasmatemáticas y nuevos mundos con los cuales los niños podrán resolver problemas [Druin,1996].

La filosofía de Papert de aprendizaje y su enfoque construccionista indica que lacomputadora, particularmente los desarrollos futuros, cambiarán las relaciones del niño conel conocimiento.

4.3 Juegos computacionales

Se ha cuestionado en cierta medida la importancia de los juegos computacionalesdentro del proceso de aprendizaje infantil. Algunos aseguran que los juegos proporcionanhabilidades al estar aprendiendo sus reglas, al pensar en diferentes soluciones para ganar, oen el peor de los casos, ayudan a la coordinación mano-ojo del niño.

En [Pillay, 1999] se cita a Dempsey el cual menciona que la premisa fundamental deldesarrollo de software educativo es el aprendizaje, en contraste con el software recreativodonde la meta es divertirse. Sin embargo, en algunos casos el software educativo incorporaprincipios de diseño similares a aquellos usados en el desarrollo de juegos computacionalesrecreativos.

Quinn citado en [Pillay, 1999] dice que el uso de juegos en la instrucciónconvencional ha existido desde hace algún tiempo y es una práctica que ha sido consideradacomo educativa aunque exista poca evidencia empírica para validar esta opinión. Losjuegos son frecuentemente usados para aspectos motivacionales o de diversión, sinembargo, tienen también el potencial para facilitar los procesos cognitivos como hacerinferencias y el pensamiento lateral, el cual puede ser benéfico en un contexto educativo.

4.4 Interacción niño-tecnología

Los niños que han nacido en los 1990's tienen una relación muy estrecha con latecnología. Estos niños tienen computadoras en sus escuelas y casas, además de videojuegos en sus dormitorios. Saben cómo navegar en el Web para localizar lo que estánbuscando, y si no logran entrar al siguiente nivel de su Nintendo 64, saben cómo conseguirayuda [Harel, 1999].

Pero el mayor cambio en la relación de los niños con la tecnología es que tienen unconjunto de expectativas completamente nuevas: cuando ven una pantalla, no sólo esperanobservar algo, sino que esperan ser capaces de hacer algo. A diferencia de las generacionesprevias que generalmente tenían un rol pasivo con la tecnología, estos niños se ven a sí

33

mismos como diseñadores que están a cargo de la tecnología, como maestros de este medio[Harel, 1999].

Idit Harel menciona en [Harel, 1999] algunas características de estos niños de los1990's a los que llama "Clickerati":

• Crecen en el cambio: En lugar de tener miedo al cambio tecnológico, estos niños loesperan. Han sido testigos de grandes avances y cambios rápidos en lacomputadoras y otras herramientas digitales, juguetes y juegos. Estos niñosesperan el cambio ya que consideran que esto es parte de la diversión.

• Pensadores no lineales: Estos niños son capaces de pensar lineal y no linealmente.Además de poder seguir una línea recta de lógica directa, son capaces de aprendertodas las posibles alternativas de una idea, regresar al inicio e investigar lasalternativas de otra idea. Están aprendiendo esta poderosa habilidad por medio dejuegos de video y experimentando múltiples espacios interactivos en CD-ROMs yen Internet.

• Buscadores de retos: Estos niños buscan retos. No les gusta lo que es fácil. Noquieren ser entretenidos en forma pasiva. Están buscando "diversión difícil" locual involucra aprender y resolver cosas como parte de su diversión.

Los niños pueden utilizar una gran variedad de dispositivos, incluyendo teclados,joysticks, pantallas sensibles al tacto y ratones. Algunas veces los niños no se sienten muyseguros al utilizar un teclado estándar ya que es difícil para ellos pensar en una palabra,separarla en letras y reconstruirla letra por letra en el teclado. Para los niños es mucho másfácil usar pantallas donde se pueda apuntar y seleccionar dentro de elecciones existentes, enlugar de crear una respuesta con palabras [Hakansson, 1990].

Joyce Hakansson ha creado durante varios años ambientes interactivos de aprendizajey productos para niños. Mediante observaciones de cómo los niños responden a ambientestecnológicos en [Hakansson, 1990] menciona una serie de "lecciones" acerca de cómo losniños responden al uso de tecnología:

• A los niños les encantan los retos y los juegos estimulantes. Cuando un juego esllamativo y proporciona constantemente niveles de dificultad que se incrementan,el interés del niño se mantiene por un largo rato.

• Hace algunos años las personas pensaban que la tecnología era demasiadocomplicada e inapropiada para niños pequeños. Realmente lo que era inapropiadoy desanimaba a los niños era la cantidad de texto en la pantalla.

. Las computadoras pueden proporcionar a los niños una oportunidad paraactividades cooperativas.

• Las niñas son tan capaces como los varones para entender y usar las computadoras.

34

• Los niños son capaces usar una gran variedad de dispositivos de entrada, la eleccióndel dispositivo y su diseño deben estar bien adaptados a la actividad, al contexto ya la forma en que los niños aprenden.

Allison Druin, quien ha desarrollado ambientes educativos multimedia para niños pormás de 10 años menciona en [Druin, 1996] que ella se basa en el paradigma constructivista,ya que piensa que los niños son constructores de su propia realidad, además que deberealizarse un esfuerzo para que las tecnología sea un medio expresivo, rico en contenido yaccesible en una gran variedad de formas. La clave para que los ambientes de aprendizajesean interesantes para los niños es que éstos no sean dirigidos por las computadoras, sinoque tengan una relación activa con las mismas.

Al observar a los niños, uno puede darse cuenta que les encanta dibujar, usarplastilina, construir con bloques, observar videos y jugar. Además les gusta hacer todo estouna y otra vez. Pero si el maestro o padre les dice que tienen que hacerlo, ellos no querrán.A los niños les encanta la repetición, pero sólo cuando ellos tienen el control [Druin, 1996].

Un conjunto de metodologías han sido desarrolladas actualmente para observar yentender el comportamiento de los adultos como usuarios de tecnología. En general éstas seutilizan en ambientes de trabajo donde se definen claramente las ideas para un producto deusuario final. Las metodologías de observación y participación no toman en cuenta ladificultad en el estudio de la interacción entre niños y tecnología, la cual está en unconstante cambio [Druin, 1998].

El diseño y desarrollo de ambientes multimedia para niños debe ser un procesointerdisciplinario entre diversos profesionales como: diseñadores gráficos, músicos,maestros e investigadores [Druin, 1996].

Las características principales de los niños que deben considerarse al diseñarambientes multimedia son [Druin, 1998]:

• Control: Cuando se es niño, se depende de las demás personas. Los niños adquierenpoder cuando se sienten en control del ambiente y cuando se sienten en su propioambiente. Los niños necesitan tomar sus propias decisiones y usan la tecnologíaque ellos quieren y cuando quieren. Cuando la tecnología ofrecida al niño tienepatrones limitados de interacción, éste empieza a aburrirse y a desinteresarse.Cuando la tecnología ofrece diversas opciones para una interacción variada, losniños emplean una gran cantidad de tiempo explorando e interactuandoactivamente.

. Experiencias sociales: A los niños les gusta estar acompañados de otros niños. Latecnología es utilizada como puente y catalizador para que interactuen con otros.Si no se conocen entre sí, la tecnología es la forma de "romper el hielo".

35

. Herramientas expresivas: A los niños les gusta contar historias, realizar juegos yconstruir cosas. Disfrutan diferentes formas de expresión: auditiva, visual, etc. Porlo tanto cuando participan en el proceso de diseño, los niños sugieren que lasnuevas tecnologías deben habilitarlos para contar historias, diseñar juegos, yconstruir máquinas futurísticas.

Algunos conceptos erróneos sobre las preferencias de los niños acerca de latecnología [Druin, 1996a]:

• A los niños les gustan los colores brillantes

Esto lo piensan la mayoría de los diseñadores de interfaces, pero no los niños. Estetipo de colores no son necesariamente más entretenidos o hacen que el aprendermatemáticas o lectura sea más fácil. Los diseñadores deben tratar de no esconderse detrásde los colores primarios y considerar visualizaciones interesantes, con pantallas dinámicas,selección adecuada de fonts y calidad de imágenes [Druin, 1996a].

No pueden llenarse pantallas con palabras y una imagen puesta aleatoriamente aquí oallá, especialmente para los niños pequeños. A ellos les gustan las imágenes visuales quetienen algo que decir. Les gusta el movimiento y la variedad. Les gustan las imágenes quetengan sentido, tipos de letra fáciles de leer, animación y video que ofrezcan caracteresinteresantes o lugares que no puedan encontrar en cualquier parte [Druin, 1996a].

• Los niños necesitan sonidos fuertes para divertirse

Aunque algunas veces los sonidos realzan el software y ofrecen una experienciainteractiva, otras veces los sonidos pueden confundir o molestar a los niños. Menciona queal momento de diseñar se debe hacer las siguientes preguntas: ¿El sonido añade significadoa la aplicación? ¿El sonido hace a la aplicación más fácil de usar? ¿El sonido hace laexperiencia más divertida? Si la respuesta es "sí" a cualquiera de estas preguntas, se debeconsiderar el sonido como parte integral del diseño. En caso contrario es mejor no utilizarlo[Druin, 1996a].

• A los niños sólo les preocupa lo que está en la pantalla

La interfaz de computadora comienza desde el momento en que el niño ve lacomputadora, continuando con el momento en que la toca, hasta el momento que usa elsoftware. Frecuentemente pensamos que dibujos atractivos en la pantalla de la computadorapueden hacer al niño olvidar que está dando click a un botón del mouse muchas veces, otecleando comandos ambiguos en el teclado. Aunque los niños están contentos con talesinterfaces el día de hoy, en el futuro querrán más. A ellos les gustará ir más allá del tecladoy el mouse, para integrar piezas de su propio mundo físico dentro de los ambientes de lacomputadora [Druin, 1996a].

Desde los bloques LEGO hasta animales stuffed, los investigadores han comenzado acrear estos tipos alternativos de ambientes multimedia físicos que intentan que el niño

36

construya, mueva, o toque herramientas computacionales de una forma más familiar para él[Druin, 1996a].

• Los niños no poseen períodos de atención largos

En realidad los niños poseen capacidades enormes de hacer cosas que les interesa. Alos niños entre 4 y 5 años les encanta seleccionar el mismo objeto una y otra vez, una vezque los adultos se hubieran aburrido y estuvieran intranquilos. Parece que a los niños lesencanta la familiaridad. Es una forma en que se sienten confortables aprendiendo yexplorando lo que es nuevo. Lo que no les gusta es cuando los adultos les dicen que repitancierta tarea una y otra vez. Pero si ellos están en control, les encantará la experiencia. Daránextraordinaria cantidad de atención a algo que seleccionan hacer. Los diseñadores debenencontrar algo y ofrecer a los niños horas de gozo y aprendizaje ya que tienen los períodosde atención que requieren [Druin, 1996a].

Los niños de preescolar tienen necesidades especiales e intereses que no son tomadosen cuenta en las soluciones de hardware y software de nuestros días. Para esto sedesarrollaron dos principios a través del diseño. (1) Uso de interacciones físicas para tomarventaja de la afinidad de los niños para manipulaciones táctiles y (2) eliminar los límitesentre hardware y software para proporcionar una interfaz fluida [Piernot, 1995].

Interfaz físicamente manipulable: Muchos de los juguetes que utilizan los niñospreescolares contienen elementos físicos para que los niños los operen (perillas, botones,palancas). Puede crearse una interfaz táctil similar para tomar ventaja de este interés naturalde tocar y manipular dichos objetos. Por ejemplo, los usuarios pueden cambiar al modo dedibujo conectando la herramienta de dibujo, en lugar de darle click a un icono [Piernot,1995].

De esta forma, enfocándose en las interacciones físicas permite usar manipulacióndirecta para obtener el WYTIWYG ("What You Touch Is What You Get"). Utilizandomodos físicos y acciones proporciona mapeos más naturales para los usuarios, y entonceslleva a una interfaz de usuario más intuitiva [Piernot, 1995].

Los niños preescolares poseen un razonamiento simbólico limitado, por lo tanto no sedebe confiar en el proceso de abstracciones gráficas presentes en muchas interfaces deusuario. En lugar de usar una metáfora de un escritorio con iconos para representaraplicaciones y archivos, las interacciones pueden ser vinculadas hacia acciones físicas:conectando una herramienta en el dispositivo para poner en operación el software [Piernot,1995].

Los niños preescolares tienen capacidades limitadas de planeación y pueden tenerproblemas de llevar a cabo tareas que requieran varios pasos. Puede utilizarse un guíaauditivo y visual para ayudar a los usuarios a llevar a cabo secuencias de operaciones yproporcionar retroalimentación positiva de sus acciones [Piernot, 1995].

37

La interfaz debe ser personal y de uso divertido. Los niños deben percibir que se haconstruido algo exclusivo para ellos, en lugar de una computadora para adultos que ha sidoadaptada para usuarios más jóvenes [Piernot, 1995].

Seleccionar un grupo de usuarios bien enfocado permite un entendimiento profundode las necesidades de los usuarios, habilidades y vida diaria. Como la industria de lacomputación se mueve hacia dispositivos de propósito especial que realizan un númeroreducido de tareas en lugar de la típica computadora de escritorio, diseñar para este gruporeducido de usuarios será un beneficioso para lograr una meta en común [Piernot, 1995].

A los niños les gustan ciertas cosas y les disgustan otras, las cuales no son las mismasque les gustan a los adultos. Más aún, las necesidades no son las mismas para los niñospequeños (3 a 7 años) y para los pre-adolescentes (8 a 12 años). Por lo tanto es preciso quelos diseñadores de interfaces se detengan a escuchar, observar y colaborar con los niños detodas las edades. Desafortunadamente, pocos lo hacen. La mayoría asume que por el hechode haber sido niños un día, puede recordar lo que le gustaba hace veinte o treinta años[Druin, 1996a].

Se ha encontrado que los niños de edades entre 7 y 10 años son más efectivos alparticipar en el diseño. Estos niños son lo suficientemente auto-reflexivos y verbales paradiscutir lo que están pensando. Pueden entender la idea abstracta de diseñar algo en papel oen plastilina que en un futuro se convertirá en tecnología. Puede tenerse una experienciaproductiva de lluvia de ideas con un equipo de dos a cuatro niños con dos o tres adultos[Druin, 1998].

4.5 Desarrollo cognitivo

En [Mayer, 1997] se define pensamiento incluyendo tres ideas básicas:1. Pensamiento es un proceso cognitivo, inferido del comportamiento. Ocurre

internamente, en la mente o en el sistema cognitivo y debe ser inferidoindirectamente.

2. Pensamiento es un proceso que involucra algo de manipulación o establecimientode operaciones del conocimiento en el sistema cognitivo.

3. Pensamiento es un proceso dirigido y resulta en un comportamiento que"resuelve" un problema o busca una solución.

El pensamiento ocurre cuando una persona resuelve un problema, es decir, produceun comportamiento que mueve al individuo de un estado específico a un estado meta - o almenos trata de lograr este cambio.

La teoría de Piaget puede dividirse en dos aspectos principales, uno está basado en laenumeración de los estados del desarrollo cognitivo y el otro en los conceptos generalesindependientes de los estados [Mayer, 1997].

38

La premisa debido a la cual Piaget comenzó su teoría de estados independientes esque los seres humanos sobreviven tomando información de su ambiente; sin embargo, detoda la información existente, sólo una pequeña parte es retenida por el individuo ya quetodo nuevo conocimiento debe relacionarse al conocimiento existente [Mayer, 1997].

La información externa que difiere del conocimiento que posee la persona no seráentendida o codificada porque no hay forma de relacionarla con el conocimiento existente.Sin embargo, la información externa que es similar, pero no idéntica, a las estructuras delconocimiento existente serán tomadas (o asimiladas) por estas estructuras. También seefectuarán algunos cambios en la organización mental para ajustar (o acomodar) el nuevoconocimiento. La estructura mental resultante será un poco más sofisticada porque incluyemás conocimiento y será capaz de asimilar información más compleja, de esta forma sereestructurará cada vez para ajustarse al nuevo conocimiento y así sucesivamente [Mayer,1997].

Todo el crecimiento cognitivo, de acuerdo a este punto de vista, depende del hecho detomar información ligeramente diferente de la que conocemos y entonces se realizará unareestructuración de nuestro conocimiento para integrar la información antigua y nueva, esteproceso produce una estructura cognitiva mejorada, la cual nos ayudará a sobrevivir yfuncionar mejor [Mayer, 1997].

De acuerdo a Piaget, la manera en que la persona representa el mundo -las estructurasmentales o esquemas- cambian sistemáticamente con el desarrollo. Si estas estructuras nocambiaran, no podría haber desarrollo ni crecimiento del conocimiento [Mayer, 1997].

4.5.1 Teoría de Piaget independiente de los estados

Aunque las estructuras cognitivas cambian, nuestra función de supervivenciapermanece intacta. Existen dos funciones básicas comunes a todos los sistemas biológicos:la necesidad de permanecer vivo y sobrevivir en nuestro ambiente -adaptación- y lanecesidad de tener una estructura interna bien organizada y ordenada -organización. Entérminos de estructura cognitiva, esto significa que tenemos una necesidad constante de quenuestra representación del mundo esté bien organizada, sea consistente internamente yordenada, mientras al mismo tiempo tenemos la necesidad de traer nueva información quetraerá un desequilibrio en la organización interna pero nos ayudará a sobrevivir y aadaptarnos a la realidad del mundo externo [Mayer, 1997].

Los mecanismos para balancear este conflicto entre la necesidad de organización y lanecesidad de adaptación son equilibración, asimilación y acomodación. Asimilación yacomodación son llamadas invariantes funcionales porque están constantementeinvolucradas en el crecimiento de cualquier sistema biológico -incluyendo el desarrollocognitivo [Mayer, 1997].

La asimilación ocurre cuando algo externo al sistema es tomado e incorporado, asíalgo del ambiente llega a ser parte de nosotros formando parte de la estructura interna

39

existente. Acomodación es el proceso complementario que siempre debe acompañar a laasimilación -el cambio de la estructura interna existente para acomodar la nueva entradaasimilada. El crecimiento cognitivo involucra continuamente asimilación de nuevoconocimiento y acomodación del conocimiento existente [Mayer, 1997].

La mayor parte del tiempo, una persona funcionando normalmente requiere de unbalance de asimilación y acomodación, este proceso es llamado equilibración y esresponsable del desarrollo cognitivo. Cuando la nueva información es asimilada a lasestructuras existentes, el proceso de equilibración comienza. Esto da como resultado unanueva estructura cognitiva -una que incorpora la nueva información pero retiene algo de lainformación previa, organizada de una manera más eficiente. Por lo tanto la equilibraciónnunca termina, porque tan pronto como la nueva información es asimilada, el procesoempieza de nuevo, resultando en representaciones del mundo cada vez mejores [Mayer,1997].

4.5.2 Teoría de Piaget dependiente de los estados

Los cambios progresivos en las estructuras cognitivas pueden variar de persona apersona, pero siguen una secuencia fija y los cambios progresivos en que los niñosorganizan la información siguen una serie de etapas. Los cuatro principales períodos dedesarrollo cognitivo (figura 4.1) [Mayer, 1997].

Los estados están basados en dos aspectos de la vida cognitiva: (1) estructura -cómoel niño representa el mundo y (2) operaciones -cómo el niño puede actuar bajo estarepresentación. La secuencia de estados representa progresivamente estructuras cognitivasmejoradas acompañadas por operaciones cognitivas más poderosas [Mayer, 1997].

Periodo Edades CaracterísticasSensorio-Motriz I 0-2 años

Pre-operatorio

| Pre-verbal| Inteligencia prácticaI Conoce a través de los

sentidos y la motricidad2-7 años Lenguaje

Función simbólicaPensamiento pre-lógico

| Operatorio concreto 7-11 años | Operaciones concretas sobre| objetos realesI Reversibilidad

Operatorio formal 11-adultez | Operaciones sobre objetosabstractosRazonamiento de acuerdo ahipótesis

Tabla 4.1 Períodos del desarrollo de Jean Piaget

40

Sensorio-motriz

En este estado el niño representa el mundo en término de acciones y realizaoperaciones o manipulaciones en objetos en lugar de representaciones internas. En esteperíodo el niño aprende a coordinar sus sentidos mediante su motricidad [Mayer, 1997].

Uno de los principales logros de este período involucra el desarrollo progresivo delconcepto de permanencia en los objetos. Al nacer el niño no tiene este concepto ya quecuando los objetos desaparecen de su campo visual, para él dejan de existir. Otracaracterística de este período es la habilidad progresiva de controlar e investigar elambiente [Mayer, 1997].

Pre-operatorio

Al finalizar el período sensorio-motriz el niño posee coordinación sensoriomotora,habilidad de representar objetos en lugar que sólo acciones y sensaciones, y ha adquiridolos fundamentos de resolución de problemas simbólicos. Los niños de esta edad tienenrepresentaciones de imágenes concretas y están limitados por los siguientes seis problemas:

Concreto: El niño puede manipular objetos concretos que estén presentes aquí y ahora.

Irreversibilidad: El niño es incapaz de reagrupar objetos mentalmente o concebirlos en otroarreglo.

Egocentrismo: El niño cree que todos ven el mundo a través de sus ojos y que todosexperimentan lo que el niño está viviendo.

Centrado: El niño puede atender una dimensión o aspecto de una situación a la vez.

Estados contra transformaciones: El niño se enfoca en estados, en la forma perceptual dever las cosas en lugar de las operaciones que se producen en ese estado.

Razonamiento transductivo: El niño razona que si A causa B, entonces B causa A.

Operaciones concretas

Piaget notó un cambio básico en las estructuras mentales y las operaciones de losniños de siete años. Al final del período pre-operatorio tienen la capacidad de reversibilidady enfocarse en transformaciones en lugar de estados perceptuales fijos. El mundo esrepresentado por objetos concretos que pueden ser manipulados mentalmente y cambiadosen forma lógica [Mayer, 1997].

Estas operaciones fueron estudiadas por experimentos que Piaget llamó deconservación, incluyendo conservación de número, conservación de sustancia yconservación de cantidad [Mayer, 1997].

41

Operaciones formales

En este período el niño no sólo es capaz de manipular operaciones mentales enobjetos concretos, sino también en símbolos. Durante este período el niño desarrolla lahabilidad de pensar en términos de hipótesis, probabilidades y posibilidades en lugar deaquí y ahora. Dada una situación, todas las posibles alternativas pueden descubrirse y elrazonamiento científico comienza a surgir en una forma más sistemática y sofisticada[Mayer, 1997].

4.6 Teoría de Doman

Glenn Doman se ha considerado como un pionero en el campo del desarrollointelectual infantil. Ha fundado institutos para desarrollar el potencial humano, trabajadocon niños con lesión cerebral y ha hecho descubrimientos sobre el crecimiento y desarrollointelectual infantil. Ha demostrado que los niños muy pequeños (desde recién nacidos hastalos seis años) tienen un gran potencial para el aprendizaje.

En [Doman, 1994] se menciona que:

1. Los seres humanos como miembros del grupo Homo sapiens poseen los genesinherentes para la formación y desarrollo de la corteza cerebral.

2. Los humanos nacen en un ambiente en el cual se puede o no proporcionarestimulación.

3. Cada vez que un niño nace tiene potencial para la formación de un genio.

La palabra aprendizaje no es sinónimo de educación. La educación comienza a losseis años, el aprendizaje comienza en el nacimiento. Los niños pequeños son grandesaprendices. Se limitan únicamente por la cantidad de material que tienen que aprender y lamanera en que se les presenta [Doman, 1994].

La proporción de crecimiento del cerebro en los primeros seis años es mucho mayorque en etapas posteriores. Para incrementar ese crecimiento es indispensable que el cerebrosea utilizado mediante actividades que lo estimulen [Doman, 1994].

La mitad posterior del cerebro y la médula espinal constan de cinco vías sensitivas(visual, auditiva, táctil, olfatoria y gustativa), a través de estas vías el niño recibeinformación. Estas vías crecerán y se volverán más maduras conforme se les proporcionemás información [Doman, 1994].

4.6.1 Aprendizaje de matemáticas

El aprendizaje de las matemáticas a edades tempranas causará el crecimiento delcerebro y la inteligencia [Doman, 1994].

42

Para el aprendizaje de matemáticas se diseñan tarjetas con puntos rojos para indicarlas diferentes cantidades a ser enseñadas. Se utiliza este color porque es atractivo para losniños pequeños y porque puede ser distinguido fácilmente debido a que las vías visuales delos niños aún son inmaduras [Doman, 1994].

De acuerdo a [Doman, 1994] los pasos sugeridos para el aprendizaje de matemáticasson:

1. Reconocimiento de cantidades

El aprendizaje debe iniciarse cuando el niño esté receptivo, descansado y de buenhumor. Debe haber pocas distracciones visuales y auditivas.

Se comienza con las tarjetas de puntos del uno al cinco. Se debe sostener la tarjeta"uno" donde el niño pueda verla y se menciona "Este es el uno". Se debe mostrarbrevemente (un segundo o menos). Así se continúa con el resto de los números. Se repitetres veces el primer día. Posteriormente, el segundo día se presenta la sesión del primer día(3 veces) y además se introducen los siguientes números del seis al diez, con lo que setendrá un total de seis sesiones de matemáticas al día.

La primera vez se presentan en orden. Después del segundo día se mezclan las tarjetascon las cantidades para poder mantener el interés del niño. Se continúa enseñando estos dosconjuntos de cinco cartas de esta forma por cinco días. En el sexto día se retiran los dosnúmeros menores de las diez tarjetas que se ha estado enseñando por cinco días y sereemplazan por dos nuevas. Se agregan dos tarjetas diariamente y se descartan dosantiguas.

Se enseñan diez tarjetas diariamente divididas en dos conjuntos de cinco tarjetas cadauno. Se continúa de esta forma hasta el cien. Cuando se ha terminado el aprendizaje hasta elnúmero veinte se puede continuar con el segundo paso.

2. Ecuaciones

Una vez que se ha adquirido el conocimiento de las cantidades del uno al veinte, sepuede comenzar con el aprendizaje de la adición. Se enseñan las tarjetas mencionando elnúmero, la operación y el número resultante. Por ejemplo: "Uno más dos igual a tres", altiempo en que se van levantando las tarjetas con los puntos que representan cada número.

Se realizan tres sesiones de ecuaciones diariamente con tres ecuaciones por sesión.

Después de dos semanas de ecuaciones de suma, puede introducirse la resta. Paraenseñar a restar se utiliza el mismo método que se usa para la adición. Durante las dossemanas siguientes se le enseñará la resta.

43

Posteriormente se comienza con la multiplicación, se realizan tres sesiones diarias contres ecuaciones en cada sesión siguiendo el mismo patrón que en la adición y sustracción.Se asignan las dos semanas siguientes a la multiplicación.

Una vez que se ha finalizado el aprendizaje de las cantidades hasta el número cien(que se hace en forma paralela), se puede introducir las ecuaciones de división. En cadasesión se presentan tres ecuaciones y se realizan tres sesiones diarias.

Después de dos semanas de división se está listo para seguir con el tercer paso.

3. Solución de problemas

Este paso es la forma de enseñar al niño que es capaz de resolver problemas. Parahacer esto se levantan dos tarjetas con diferentes cantidades y se le pregunta por una deellas. Debe dársele una oportunidad de escoger entre dos posibles respuestas.

Se continúa con tres sesiones diarias de ecuaciones más sofisticadas y variadas. Ahoraya no es necesario mostrar las tres tarjetas en la ecuación, sólo se debe mostrar la tarjeta derespuesta.

Posteriormente puede continuarse con ecuaciones de tres pasos.

Al seguir con el aprendizaje de ecuaciones, primero se da la respuesta para lasprimeras tres ecuaciones en cada sesión y, al final de cada sesión, se da la oportunidad deescoger la respuesta para la cuarta ecuación.

Después de esto puede continuarse creando ecuaciones que combinan dos de lascuatro funciones de suma, resta, multiplicación y división. Para posteriormente continuarcon ecuaciones de cuatro pasos.

Otras opciones sugeridas:• Secuencias.. Mayor que y menor que.

Igualdades y desigualdades.« Fracciones.• Algebra simple.

4. Numerales

En este paso se puede comenzar el proceso de enseñar los numerales o símbolos querepresentan los valores de las cantidades que el niño conoce.

Se necesita hacer un conjunto de tarjetas de numerales hasta el número cien. Losnúmeros deben ser grandes (6" de largo y 3" de ancho) y de color rojo.

44

Los numerales se enseñan de la misma forma en que se enseñaron las cantidades. Setiene dos conjuntos de tarjetas de numerales con cinco tarjetas en cada conjunto. Secomienza del 1 al 5 y del 6 al 10. Se muestran en orden la primera vez y luego se mezclanlas tarjetas para que la secuencia no sea predecible. Cada día se retiran los dos numeralesmenores y se agregan dos nuevos. Se muestran estas tarjetas tres veces al día.

Cuando se terminan las tarjetas hasta el número 100, pueden introducirse nuevastarjetas con numerales mayores como 200, 300, 500, etc.

Cuando se han enseñado los numerales hasta el veinte se comienzan a relacionar lossímbolos con los puntos. Una forma de hacer esto es usando igualdades y desigualdades.

5. Ecuaciones con numerales

Este paso recapitula el proceso completo de adición, sustracción, multiplicación,división, secuencias, igualdades, desigualdades, etc.

Para esto deben elaborarse tarjetas donde se escriben ecuaciones usando numerales.Se recomienda utilizar el color negro para escribir las ecuaciones.

Este paso se lleva a cabo de la misma forma que el paso dos y posteriormente secontinúa con el paso tres.

45

CAPÍTULO 5

METODOLOGÍA PROPUESTA

Claudia Garza propone una metodología para diseño de interfaces en [Garza, 1999],la cual involucra varias perspectivas como el análisis cognitivo, análisis semiótico, análisisde la conversación y análisis metafórico.

La metodología que se propone en esta tesis para el desarrollo de software infantiladapta la metodología presentada en [Garza, 1999] basándose en tres aspectos básicos quese pueden asumir de la literatura referente a Interacción Humano-Computadora (HCI) aldesarrollar este tipo de software:

1. Equipo interdisciplinario de profesionales de diversas áreas en donde se incluyenniños.

2. Investigación de campo que enfatiza entender el contexto, actividades ytecnología que es utilizada por niños.

3. Prototipeo interactivo de bajo y alto nivel.

La metodología propuesta se basa en el modelo iterativo de desarrollo de software yaque éste propone la retroalimentación del usuario durante todo el proceso de desarrollo.

En la figura 5.1 se presenta un esquema global de la metodología, posteriormente sedefine y explica cada una de las etapas de la misma, así como también las diferentesactividades que se proponen para cada etapa.

5.1 Definición del sistema

Dentro de esta etapa se proponen tres actividades para definir en forma muy generalal sistema:

• Formar el equipo interdisciplinario de personas que trabajarán en el proyecto:Este equipo puede estar formado por maestros, diseñadores gráficos, niños,músicos, psicólogos, desarrolladores de sistemas y diseñadores de interfaz.

• Definir el perfil general de los usuarios: Se definen los aspectos básicos aconsiderar en relación a los usuarios: edades de los niños a los que está dirigido,sexo, idioma y grado escolar.

. Definir el objetivo general del sistema centrado en el usuario: Se determina elárea de conocimiento sobre el cual se desarrollará el sistema.

Esta etapa sirve de base para definir el análisis cognitivo que se mencionaposteriormente.

46

Definición delsistema

Análisis cognifivo

Análisis delcontexto: usuario

Análisis de losmodelos del usuario

Definición deobjetivos deaprendizaje

Descripción deactividades

Análisis semiótica

Análisis de la conversación

Elaboración deprototipo de bajo

nivel

Identificación demarcas lingüísticas.

Traducción demarcas a signos

Selección y carácterde los signos

!

Dimensionessemióticas

Elaboración deprototipo de alto

nivel

Pruebas deusabilidad

Figura 5.1 Metodología propuesta para desarrollo de software infantil

5.2 Análisis cognitivo

Análisis cognitivo

Análisis delcontexto: usuario

Análisis de losmodelos del usuario

Definición deobjetivos deaprendizaje

Descripción deactividades

Figura 5.2 Análisis cognitivo

47

En esta fase se plantea un análisis más detallado de los aspectos mencionados en laetapa de definición del sistema, ya que aquí se analiza al usuario con respecto a diferentesaspectos y se definen los objetivos de aprendizaje, con lo cual será posible obtener unadescripción más clara y completa acerca del usuario y las actividades del sistema.

Como esta metodología se encuentra centrada en el usuario, se hace énfasis especialen el conocimiento de los usuarios potenciales mediante un análisis de las características delos mismos, para que el equipo de trabajo pueda tener bases concretas al realizar eldesarrollo de este tipo de software.

Una opción que se propone para comenzar a involucrar al usuario potencial desde estaetapa es el uso de la técnica de investigación cooperativa (cooperative inquiry) mencionadaen [Druin, 1999]. En esta técnica el equipo de desarrollo puede comenzar su investigaciónobservando Q interactuando con los usuarios potenciales en su propio ambiente. Se requiereal menos dos personas que tornen notas y una persona que interactúe con los niños. Elinteractor debe ser un observador participativo, el cual debe hablar y relacionarse con losniños de una manera natural. Así se podrá obtener información acerca del contexto delusuario.

Otra opción para obtener información sobre los comportamientos de los usuarios esobservarlos en su ambiente de aprendizaje sin que ellos se percaten de esto, para que, deesta forma, puedan obtenerse datos sin que hayan sido contaminados de alguna forma por laparticipación del interactor en el ambiente del usuario.

Para esta etapa de análisis cognitivo se propone elaborar una guía de observaciónconsiderando los aspectos que se mencionan en las diferentes fases de la misma.

En [Garza, 1999] se proponen varias actividades para realizar el análisis cognitivo:análisis del contexto, análisis de los modelos mentales y análisis de las tareas. Debido a losusuarios que se analizan y al software a desarrollar se hicieron modificaciones al análisisdel contexto, análisis de los modelos del usuario y análisis de las tareas y se incorporó laactividad de definición de objetivos de aprendizaje.

5.2.1 Análisis del contexto: usuario

Tomando como base el perfil general de los usuarios, que se especifica en la etapa dedefinición del sistema, se propone ampliar estos datos generales analizando las capacidadesespecíficas de los usuarios mediante la revisión de los siguientes aspectos basados en [Treu,1994]:

• Antecedentes del usuario (background): Debe determinarse el grado de habilidady experiencia que el niño tiene en el uso de computadoras. De acuerdo a[Shneiderman, 1992] se puede clasificar a los usuarios de acuerdo a losantecedentes como principiantes, intermitentes o expertos, esto puede hacerse

48

mediante la observación de los usuarios en su propio ambiente analizando lafacilidad o dificultad que tienen en el uso de las computadoras.

• Factores fisiológicos/físicos: Se deben analizar aspectos como grado de motricidad,coordinación mano-ojo y percepción. En esta actividad se pueden considerar lasdiscapacidades motoras o perceptivas de los niños.

Factores psicológicos/cognitivos: Se analizan las características cognitivas y derazonamiento que puede presentar el niño de acuerdo a la edad y el período demaduración que presenta en esa etapa. En esta actividad se pueden revisar aspectoscomo el grado de razonamiento simbólico de acuerdo a la edad, una buena guíaserían las etapas de desarrollo de Jean Piaget: sensorio-motriz, pre-operatorio,operatorio concreto y operatorio formal. Otros aspectos a verificar en este puntoserían: si el niño sabe leer o no, si sabe escribir o no, tipo de personalidad,pensamiento, operaciones mentales. En casos más particulares de la audiencia, si seenfoca a usuarios con discapacidades se puede verificar si presentan lesión cerebral,problemas de lectura o problemas de aritmética. Otro caso a analizar son los niñossobresalientes, en los cuales se puede determinar la capacidad intelectual medianteel uso de pruebas de inteligencia infantil.

Factores de uso e interés sobre la actividad: Aquí se revisan las actitudes delusuario sobre las actividades que realiza y el tópico de estudio. En [Piernot, 1995]se menciona que las actividades que los niños disfrutan son: crear, comunicar yaprender. En [Druin, 1996] se menciona que los niños necesitan tener el control ybuscan variedad, así como también herramientas que les permitan expresar susideas.

En este estudio también es importante considerar la diversidad cultural de losusuarios, por lo que es conveniente determinar la nacionalidad y cultura de los mismos,para poder diseñar un software más adecuado a las características específicas de la culturaen la que se desenvuelven.

De acuerdo a la información obtenida en las encuestas a los centros educativos(Anexos 1 y 2) y a la literatura revisada, en repetidas ocasiones se hizo énfasis en que losniños pequeños tienen ciertas dificultades para hacer uso del teclado y el ratón. Mencionanque una consideración importante para la utilización del teclado es que a los niños se lesdificulta poder separar las palabras en letras independientes.

Lo anterior se debe a que las computadoras están diseñadas bajo una perspectivaorientada al mecanismo como se menciona en [Gentner, 1996], sin considerar lashabilidades y necesidades específicas de los niños pequeños.

En [Piernot, 1995] se menciona que muchos de los juguetes de los niños de preescolartienen elementos físicos para que utilicen los niños como perillas, botones, etc. Por lo tantose propone que las interacciones del niño con la computadora se vinculen con ciertosdispositivos físicos más adecuados a la edad del niño. Cuando no sea posible, debido a

49

limitaciones para el diseño de equipo especial, es importante hacer énfasis en la simplicidadde la interfaz, la importancia de la revisión de las metáforas, reducción del uso del teclado yde los niveles de navegación para niños pequeños.

5.2.2 Análisis de los modelos del usuario

Se propone el análisis de los siguientes tres modelos del usuario:

. Modelo del usuario acerca de la actividad: Es una descripción de cómo el usuariose imagina la actividad que va a realizar. Este modelo puede generarse en base ala observación de los usuarios sobre las actividades que realizan en el área delconocimiento que se está analizando, observando sus preferencias y dificultadespara realizar la actividad. Este modelo sirve como base para determinarposteriormente las marcas lingüísticas.

. Modelo psicológico y cognitivo del usuario: Este modelo es posible obtenerlobasándose en las características descritas en los factores psicológicos/cognitivos ylos factores fisiológicos/físicos del análisis del contexto. Mediante el análisis deesas características se pretende tratar de entender los procesos mentales delusuario.

• Modelo del diseñador acerca del usuario: Es una descripción de lo que eldiseñador piensa que el usuario puede hacer. Este modelo puede tener muchasvariaciones dependiendo del conocimiento que el diseñador tenga sobre elusuario, desde conocimientos generales sobre los niños, hasta conocimientos másespecíficos sobre la relación de los niños con la tecnología.

5.2.3 Definición de objetivos de aprendizaje

Esta etapa se incorporó a la metodología debido a que está basada en el diseño desoftware educativo. Para definir los objetivos de aprendizaje se pueden utilizar las guíascumculares de las materias del área de conocimiento que se definió, además de estas guías,se recomienda que los maestros de estas áreas sean involucrados en esta actividad.

Los objetivos deben establecerse en base a las características del usuario. Ademásdebe determinarse el grado de aprendizaje que el niño podrá adquirir con el software, estenivel puede ir desde conocimientos generales del tema, hasta conocimientos másespecíficos.

En esta etapa se hace énfasis en la práctica por parte del usuario, así como también enel reforzamiento que obtendrá cuando realice las actividades de forma correcta. Elconocimiento debe irse adquiriendo en forma gradual mediante las actividades que lepermitan dar una respuesta y recibir retroalimentación de su desempeño.

50

Para el diseño instruccional se considera desarrollar conocimientos y habilidades, sinembargo, también es posible definir en esta etapa si se desea desarrollar actitudes y valores.

Para finalizar esta etapa debe evaluarse el proceso instruccional completo evaluandosu impacto y efectividad. Se debe revisar si los usuarios podrán cumplir con los objetivosde aprendizaje, si podrán utilizar los materiales de manera adecuada y si los medioscomputacionales podrán contribuir a lograr los objetivos.

5.2.4 Descripción de actividades

En esta etapa se revisan las tres etapas previas uniendo los datos obtenidos paraplantear el diseño del sistema computacional de una forma más específica. En este punto esbásica la intervención de los profesionales de sistemas y los maestros.

El objetivo de esta etapa es listar y describir cada actividad que lleva a cabo el niñopara lograr los objetivos de aprendizaje definidos el la sección anterior. Es recomendablemencionar para cada actividad las estrategias de aprendizaje como los ejercicios adesarrollar, solución de problemas, tareas, etc.

5.3 Análisis de la conversación

/inálisis de la conversación

Elaboración deprototipo de bajo

nivel

1 r

Identificación demarcas lingüísticas

1 r

Traducción demarcas a signos

Figura 5.3 Análisis de la conversación

Para comunicarse a través de símbolos, se requiere que éstos tengan una asociacióndirecta con el significado deseado, no sólo en la mente de quien los transmite, sino en lamente de quien los recibe [Horton, 1994].

51

En [Garza, 1999] se menciona que para el diseño de interfaces esta etapa localiza laspalabras claves y frases indispensables que el sistema debe contener en su interfaz para queel usuario pueda ser capaz de interactuar con el mismo. Para el caso de software infantil sepropone utilizar las marcas obtenidas durante la fase de elaboración del prototipo de bajonivel que se describe a continuación. Estas marcas pueden ser sonidos, narraciones, colores,animaciones y videos.

5.3.1 Elaboración de prototipo de bajo nivel

Se propone para la elaboración del prototipo utilizar la técnica de diseño participativo.Esta etapa involucra al equipo interdisciplinario de profesionales junto con algunos niñosde las edades, grado escolares y características especiales a las que está dirigido elproyecto. Se recomienda formar equipos mezclando niños y adultos: de dos a cuatro niñosy dos o tres adultos.

Los prototipos rápidos o de bajo nivel pueden elaborarse utilizando materiales de artecomo plastilina, cartón, acrílico, papel, crayones, cordel, etc. Este es un procedimiento muynatural para los niños y también puede ser realizado por los adultos. [Druin, 1999]menciona que los adultos deben evitar tomar papeles de autoridad y participar comocompañeros al momento de realizar los prototipos.

Para esta actividad pueden realizarse dinámicas de diseño participativo mencionadasen [Reyes, 1997] como CARD, diseño de iconos, metáforas de interfaz y PICTIVE.

5.3.2 Identificación de marcas lingüísticas

Uno de los objetivos de la elaboración del prototipo de bajo nivel es la obtención demarcas lingüísticas, las cuales pueden ser obtenidas mediante la observación de los usuariospotenciales durante las dinámicas realizadas de diseño participativo. De esta forma esposible analizar la dificultad o facilidad que presentan acerca del tema que se les estápresentando, esto se puede lograr observando las reacciones, verbalizaciones y gestos de losniños.

5.3.3 Traducción de marcas a signos

Una vez obtenidas las marcas lingüísticas, éstas se traducen a signos, como imágenes,palabras, expresiones faciales, posturas, etc. de los cuales se debe analizar los siguientesaspectos:

52

5.3.3.1 Representación de ideas gráficamente

Se propone tomar las ideas de la dinámica de diseño de iconos de la fase de laelaboración del prototipo tomando en cuenta que las pantallas deben ser dinámicas, lasimágenes deben tener calidad, movimiento, animación y video para que de esta forma seanatractivas a los usuarios.

5.3.3.2 Color

Una suposición general de los desarrolladores de software infantil es que a los niñosles gustan los colores brillantes, pero según se dice en [Druin, 1996a], esto es falso. En[Salomón, 1990] se menciona que el color permite impartir información que no estédisponible de otra forma o bien puede reforzar información representada por otro medio.Además los colores pueden ayudar a entender las metáforas.

De acuerdo a [Horton, 1994] el color puede utilizarse para: dirigir atención, agilizarbúsquedas, ayudar a reconocer, mostrar organización, estimar o cuantificar, atraer ycomplacer usuarios, reforzar o despertar emociones. Es recomendable seguir este tipo deguías para determinar los colores a usar en la interfaz que se está diseñando.

5.3.3.3 Sonido

El sonido debe dar significado a la aplicación, hacer la aplicación más sencilla de usary más divertida. Además pueden servir como guía para los usuarios pequeños que no sabenleer en lugar de utilización de textos en la pantalla.

En este aspecto es necesario incluir los sonidos que se proporcionan al usuario almomento de dar la retroalimentación. Es importante notar que cuando el niño ha cometidoun error, es indispensable utilizar un tono positivo para los mensajes de manera que semotivara al niño a intentar otra alternativa para su respuesta.

De acuerdo a [Apple, 1990], el sonido puede utilizarse para varios propósitos:

• Transición: Los sonidos deben ser consistentes y breves. Siempre debe ser elmismo sonido para el mismo efecto visual.

• Contenido: El sonido informa sobre el contenido del texto o la figura.• Estado: Indica al usuario que algo está sucediendo, aunque no se esté representando

visualmente en la pantalla.• Retroalimentación: Puede ser un sonido para identificar acciones incorrectas o una

voz que dé información al usuario.. Sustituto de animación o información gráfica: Esto se hace principalmente en las

transiciones entre diferentes escenarios.• Proporcionar un ambiente continuo: Esto puede ser usado como los soundtracks

continuos de las películas.

53

Además debe permitirse al usuario controlar el volumen o bien encenderlo o apagarlosegún desee.

5.3.3.4 Animación

De acuerdo a los desarrolladores entrevistados, los videos y las animaciones puedenutilizarse como apoyo a los ejercicios que se presentan.

Las animaciones pueden ser usadas como entretenimiento y para contar historias, perotambién pueden usarse para despertar emociones o estados de ánimo, como diversión,como identificación para persuación, y para explicación y enseñanza [Baecker, 1990].

En [Baecker, 1990] se menciona que la animación puede ayudar a revisar el pasado,entender el presente y describir el futuro, además se definen ocho usos para la animación:

• Identificación: ¿Qué es esto?• Transición: ¿Desde dónde he llegado, hacia dónde he ido?• Elección: ¿Qué puedo hacer ahora?• Demostración: ¿Qué puedo hacer con esto?• Explicación: ¿Cómo hago esto?• Retroalimentación: ¿Qué está sucediendo?• Historia: ¿Qué he hecho?

Guía: ¿Qué puedo hacer ahora?

5.3.3.5 Video

Los videos son útiles para mostrar entrevistas, documentales, descripción de procesos[Campbell, 1998].

De acuerdo a [Druin, 1996], los videos pueden ser usados para discusiones de grupo,investigaciones, reflexiones y actividades de solución de problemas.

54

5.4 Análisis semiótico

Análisis semiótico

Selección y carácterde los signos

i

Dimensionessemióticas

Figura 5.4 Análisis semiótico

En esta etapa se analizarán los signos generados en la etapa anterior de acuerdo aclasificaciones establecidas por Andersen y Marcus.

5.4.1 Selección y carácter de los signos

En [Garza, 1999] se menciona la clasificación de signos según Andersen: interactores,actores, controladores, objetos, decorativos y fantasmas. Con esto puede determinarse si lossignos tienen funcionalidad, si se pueden manipular, si cambian de forma o posición en lapantalla o si son utilizados únicamente como parte de la ambientación de la interfaz.

5.4.2 Dimensiones semióticas

Se propone realizar el análisis de cada uno de los signos que se definieron en [Garza,1999] de acuerdo a las diversas dimensiones semióticas de Aaron Marcus para poderanalizar si los signos son necesarios y son lo suficientemente claros y atractivos para lainterfaz que se está desarrollando.

Las dimensiones semióticas se resumen a continuación:

• Dimensión léxica: Esta dimensión se refiere a la producción y relevancia de signos.La pregunta que se cuestiona es ¿cómo se puede desplegar el lenguaje enelementos de líneas, puntos y áreas que contribuyan a la forma, color, textura yorientación?

• Dimensión sintáctica: Se refiere a la combinación de estructura y atributos visualesque determinan la facilidad con la que un signo visual puede ser diferenciado ydistinguido, es decir, la estructura (color, forma y dimensión) y la expresión delsigno. En esta dimensión se pregunta: ¿es el signo más grande que otro?, ¿es elsigno rojo o azul, cuadrado o circular?

55

Dimensión semántica: Es el significado que el usuario da a cada signo que percibe.Especifica la calidad del signo visual en el que permite reperesentar un objeto,proceso o concepto. Esta dimensión se enfoca específicamente al contenido delsigno y se pregunta: ¿es el signo intuitivo? ¿es claro?

Dimensión pragmática: Se refiere al uso práctico y expresión de signos, si el signose percibe y es entendible para la audiencia a quien va dirigida. En esta dimensiónsurgen las preguntas: ¿puede uno leer el signo desde la distancia típica hacia unapantalla? ¿parece extraño o extranjero? ¿es el signo atractivo para el observador?

5.5 Elaboración de prototipo de alto nivel

Los prototipos de bajo nivel van evolucionando a medida que se va avanzando en elproceso de desarrollo para poder elaborar después un prototipo de alto nivel con lasherramientas adecuadas para este propósito.

Es necesario probar el prototipo de alto nivel con los usuarios potenciales paraanalizar sus comentarios y actitudes hacia el prototipo, y si es necesario, volver a una etapaprevia para hacer modificaciones a las imágenes, color, sonido, etc.

Basándose en el modelo iterativo, se considera utilizar prototipos increméntales, deesta forma el prototipo inicial servirá de base para la siguiente iteración del diseño,agregando funcionalidad al mismo en cada iteración.

5.6 Pruebas de usabilidad

En esta etapa se requiere observar a los usuarios al interactuar con el software paradescubrir dificultades que puedan tener al utilizarlo, para el tipo de usuario que estamosanalizando, es importante observar sus expresiones faciales y sus reacciones espontáneas.

Todos los desarrolladores entrevistados (Anexo 3) mencionan que realizan pruebas deusabilidad con los usuarios potenciales.

Uno de los desarrolladores menciona que al desarrollar software infantil se realizansesiones con grupos muestra de usuarios potenciales para evaluar la reacción al usar elsoftware, la facilidad con que lo entienden, si es intuitivo, si les parece amigable,entretenido, etc. Al final de cada sesión también solicitan los comentarios del usuariopotencial.

La elección de los sujetos para estas pruebas es un elemento importante. En laevaluación los sujetos deben escogerse para que se acerquen lo más posible a la poblaciónque se espera que utilicen la aplicación. Idealmente se debe involucrar a los usuariosactuales, pero cuando no es posible se deben escoger de edades similares y nivel deeducación del grupo al que está dirigido. Su experiencia con las computadoras debe sersimilar, así como también el dominio de la tarea [Dix, 1998].

56

El tamaño de la muestra debe ser tan grande para que se considere que esrepresentativa de la población tomando en cuenta el diseño del experimento. Como unaguía aproximada una muestra de al menos diez sujetos es recomendada para experimentoscontrolados [Dix, 1998].

Para hacer esto es necesario generar una guía de observación donde se analicen lasreacciones de los niños y también sugerirles que propongan más ideas sobre el prototipoque se está evaluando.

Al finalizar esta etapa, si se considera necesario, se puede regresar a diversas etapasprevias de la metodología, representadas por las líneas punteadas (Figura 5.1), en las cualesse puede volver a realizar la identificación de marcas lingüísticas, la traducción de marcas asignos o analizar los signos basándose en las dimensiones semióticas. Si al finalizar laspruebas de usabilidad se obtienen resultados satisfactorios y se considera que no hay máscambios a realizar a la aplicación, en esta fase se termina el proceso de desarrollo.

57

CAPÍTULO 6

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA

6.1 Definición del sistema

• Formar el equipo interdisciplinario de profesionales que trabajarán en elproyecto: El equipo para la aplicación de la metodología está formado por unapedagoga, una desarrolladora de sistemas, una diseñadora de interfaz y dos niñas de3 y 6 años.

. Definir el perfil general de los usuarios: Las edades de los usuarios a los que estádirigida la aplicación es entre 3 y 6 años, ambos sexos, que su lenguaje natural seael español y estén cursando cualquiera de los grados de preescolar.

. Definir el objetivo general del sistema centrado en el usuario: Reconocimiento eidentificación de números y cantidades.

6.2 Análisis cognitivo

Según se menciona en [Gesell, 1971], las características de los usuarios potencialesson las siguientes:

El niño de tres años ya no es tan impredecible como el niño de dos años y medio. Hadominado el poder de juzgar y escoger entre dos alternativas rivales. Mas aún, gusta dehacer elecciones dentro del reino de su experiencia. Emocionalmente, se vuelve menoshacia sí mismo. Sus relaciones personales son más flexibles. La independencia y lasociabilidad están bien equilibradas. En consecuencia, parece encajar más cómodamentedentro de la cultura. Presenta madurez psicomotriz. El niño está más seguro de sus pies ysiente más ágil.

El niño de cuatro años es categórico y expansivo. Presenta gran actividad motriz:corre, salta, brinca, trepa. Bulle de actividad mental, manifestada en un uso desenfadado delas palabras y en arranques de fabulación y fantasía. Es alegre y vivaracho. Emocional eintelectualmente, vuelve siempre a su refugio hogareño. En sus dibujos es a menudo undecidido improvisador, concibe sus dibujos durante y después de la ejecución, más que deantemano. El niño lucha por identificarse con su cultura y penetrar en sus incógnitas.

El niño de cinco años es dueño de sí mismo, reservado, y su relación con el ambientese plantea en términos amistosos y familiares. No se halla en una parte exploratoria deldesarrollo. Demuestra una saludable intolerancia hacia el exceso de magia y el exceso decuentos de hadas. El hogar es una institución que le atrae y satisface su atención. Tiende aser realista, concreto y a hablar y pensar en primera persona, sin llegar a ser agresivo o

58

combativo. Produce una impresión favorable de competencia y estabilidad, porque es capazde concentrar su atención sin distraerse y porque sus exigencias no son excesivas. Laautolimitación es casi tan fuerte como la autoafirmación. En consecuencia, el niño pideayuda a los adultos cuando la necesita. El niño de cinco años gusta de contar objetos, dicecuántos juguetes tiene. Puede copiar números y quizás, escribir algunos al dictado.

Se observaron niños de edades similares a las definidas en el perfil general de losusuarios (Anexo 5) mediante una guía de observación (Anexo 6). De las observacionesrealizadas, se puede decir les gusta saltar, brincar, correr y estar en constante movimiento ypueden estar haciendo la actividad durante largos períodos de tiempo.

6.2.1 Análisis del contexto: usuario

• Antecedentes del usuario: Este tipo de usuarios se clasifican en la categoría deprincipiantes, ya que tienen poca o ninguna experiencia en el uso de computadoras.

• Factores fisiológicos/físicos: En [Gesell, 1971] se mencionan las siguientescaracterísticas:El niño de tres años camina erguido y se muestra seguro y ágil sobre sus pies.Galopa, salta, camina y corre al compás de la música. Sostiene un lápizadaptativamente y lo dirige en el trazado de líneas curvas y rectas. Cuando empuñaun pincel da forma a ciertos diseños. Utiliza la mano con el mismo empeño quellevó a la especie a valerse de herramientas y a concretar el arte primitivo.El niño de cuatro años es activo, cubre mayores extensiones. Goza de actividadesque requieren equilibrio. Puede llevar una taza de líquido sin volcarlo.El niño de cinco años presenta una mayor facilidad y dominio de la actividadcorporal general, mayor economía de movimientos. La postura espredominantemente simétrica y el niño la mantiene sin dificultad. El dominio demúsculos grandes aún es mayor que el de los pequeños. Juega en el mismo lugarpor períodos más prolongados, pero cambia de posición. Pasa de una cosa a otra.

Factores psicológicos/cognitivos: El rango de edades de los usuarios potenciales seencuentra ubicado en el período pre-operatorio de Piaget, por lo tanto el usuarioposee habilidad de representar objetos en lugar de acciones y sensaciones, ademásha adquirido los fundamentos de resolución de problemas simbólicos. El niño puedemanipular objetos concretos que están presentes aquí y ahora. Puede atender unadimensión o aspecto de la situación a la vez. No sabe leer ni escribir. Para laaplicación se considera que posee una capacidad intelectual normal promedio.

• Factores de uso e interés sobre la aplicación: Se considera que a los niños lesgusta contar objetos. Para llamar su atención se deben utilizar objetos a contar quesean atractivos o estén de moda y es recomendable utilizar multimedia.

Se considera que los usuarios a los que está dirigida la aplicación son de nacionalidadmexicana.

59

6.2.2 Análisis de los modelos del usuario

• Modelo del usuario acerca de la actividad:

A los niños entre tres y seis años les gusta contar objetos, sobre todo si sonatractivos para ellos o si están de moda. Cuentan señalando con el dedo cada objetoy van mencionando los números en secuencia hasta que llegan al total de objetos.

• Modelo psicológico y cognitivo del usuario:

El usuario crece junto con los cambios en la tecnología: Estos usuarios han sidotestigos de cambios rápidos en la computadoras y otras herramientas digitales,juguetes y juegos. Los niños consideran que estos cambios son parte de la diversión.

El usuario busca herramientas expresivas: A los niños les gusta contar historias,realizar juegos y construir cosas. Disfrutan diferentes formas de expresión: auditiva,visual, etc.

El usuario necesita tener el control: Cuando la tecnología ofrecida al niño tienepatrones limitados de interacción, éste empieza a aburrirse y a desinteresarse.Cuando la tecnología ofrece diversas opciones para una interacción variada, losniños emplean una gran cantidad de tiempo explorando e interactuandoactivamente.

El usuario espera divertirse activamente: Están buscando diversión que involucreaprender y resolver problemas, no quiere ser entretenido en forma pasiva.

• Modelo del diseñador acerca del usuario:

El usuario tiene entre 3 y 6 años: Este rango de edades es el que se considera quesería de utilidad, hablando de usuarios promedio, sin embargo, la edad podría variarde acuerdo a la educación que ha recibido, a las habilidades adquiridas o si tienealgún grado de adelanto o atraso en su maduración.

El usuario puede distraerse con facilidad si se le presenta una actividad pocoatractiva: Los niños tienden a aburrirse cuando se les presenta una actividad sinmuchas variaciones en repetidas ocasiones.

6.2.3 Definición de objetivos de aprendizaje

El objetivo general de aprendizaje es el reconocimiento e identificación de cantidadesy numerales (símbolos que representan las cantidades). De acuerdo a [Doman, 1994] el

60

aprendizaje de matemáticas a edades muy tempranas ocasiona un incremento en elcrecimiento físico del cerebro y la inteligencia.

Los objetivos específicos de aprendizaje son los siguientes:

. Reconocimiento de cantidades.

• Reconocimiento de numerales.

• Asociación del numeral con la cantidad.

Para lograr lo anterior se realizan una serie de lecciones en las cuales se enseña alniño los conceptos mencionados y una parte de práctica con ejercicios relacionados paraobtener el grado de avance que tiene el niño. Para esto se considera dar retroalimentación alniño y al padre o maestro al finalizar la sesión de ejercicios.

Además de lograr el aprendizaje de numerales y cantidades, se refuerza también lapercepción auditiva y el desarrollo de la coordinación mano-ojo.

6.2.4 Descripción de actividades

En [Doman, 1994] se propone un método para el aprendizaje de números ycantidades. Las actividades a realizar se basan en este método.

El prototipo a realizar considera únicamente los números y cantidades del uno al diez.

De acuerdo a este método, los objetivos específicos de aprendizaje y las actividadesson los siguientes:

• Reconocimiento de cantidades: El primer paso en el proceso de aprendizaje esenseñar al niño a percibir las cantidades comenzando del uno al cinco. Se muestrala primera cantidad brevemente (un segundo o menos). El primer día se hace esteproceso tres veces. El segundo día se repite la sesión del primer día (3 veces) y seagregan las cinco nuevas imágenes (seis, siete, ocho, nueve y diez) (3 veces).Después de enseñarlos en orden se colocan en desorden para que la secuencia nosea predecible. Se enseñan cinco cantidades a la vez pero en desorden de los dieznúmeros. Se hace esto por cinco días.

Reconocimiento de numerales: El proceso es similar al reconocimiento decantidades. Se comienza con los números del 1 al 5 y luego del 6 al 10. Sepresentan en orden la primera vez y luego se mezclan.

• Asociar el numeral con la cantidad: Se combinan los numerales con lascantidades para que el niño las asocie.

61

6.3 Análisis de la conversación

El análisis de la conversación se realiza en base a la observación y a la elaboracióndel prototipo de bajo nivel (Anexo 7) que se describe a continuación:

6.3.1 Elaboración de prototipo de bajo nivel

Se utiliza la técnica de diseño participativo para la elaboración del prototipo de bajonivel, en esta etapa participaron una licenciada en pedagogía, una ingeniera en sistemas ydos niñas, una de tres y otra de seis años, los grados escolares de las niñas son primero depreescolar y primero de primaria.

Para el prototipo se utilizaron materiales de arte como plastilina, papel, crayones ymarcadores y mediante la dinámica PICTIVE se les pidió a las niñas proponer diversosobjetos a ser contados. Entre lo que propusieron se encuentran los siguientes objetos:

• Miembros de la familia• Colores• Manzanas• Casas• Soles• Lunas

Estrellas• Árboles• Personajes de la serie de televisión Pokémon

La licenciada en pedagogía propuso una serie de ejercicios que pudieran llevarse acabo para la identificación de numerales y cantidades para cumplir con los objetivosespecíficos de aprendizaje mencionados en la sección anterior.

6.3.2 Identificación de marcas lingüísticas

En el método descrito en [Doman, 1994] se utilizan puntos rojos para indicar lasdiferentes cantidades debido a que esto es más adecuado para la enseñanza de bebés. Parala realización del prototipo se propone realizar algunas adaptaciones para niños mayoresutilizando figuras más atractivas para ellos.

Se observó que a las niñas les gusta utilizar una gran cantidad de colores en susdibujos, les gusta contar objetos variados, por lo general objetos que son observados outilizados en su vida diaria.

62

Un rasgo característico de todas las hojas en las que hicieron sus dibujos fue quetodas tenían escrito su nombre (la niña de tres años que aún no sabe escribir pidió a una delas personas adultas que lo hiciera por ella).

Se obtienen las siguientes marcas lingüísticas:• Colores.• Nombre del usuario.• Señalar objetos con un dedo cuando son contados.• Conteo de objetos verbalmente.• Jugar.

6.3.3 Traducción de marcas a signos

De las marcas lingüísticas obtenidas, se analizan los siguientes aspectos:

6.3.3.1 Representación de ideas gráficamente

• Se propone utilizar algunas de las figuras que mencionaron las niñas paraidentificación de cantidades.

• El nombre del usuario se incluye dentro de las pantallas de ejercicios.

« Para que el usuario pueda modificar los colores de las imágenes según desee, sepropone utilizar una caja de colores para que seleccione el color a modificar.

• El conteo de objetos en forma verbal es representado por medio de voz.

El hecho de señalar los objetos con un dedo al ser contados es representado poruna mano señalando.

. El término jugar se utiliza al momento de realizar las prácticas o ejercicios.

6.3.3.2 Color

Las niñas mencionan que sus colores preferidos son rosa, azul, verde, negro,blanco y rojo, por lo que estos colores se incluyen dentro de la caja de colores.

• De acuerdo a [Doman, 1994] para el aprendizaje de las cantidades y numeralesdebe elegirse el color rojo, ya que éste se utiliza para dirigir la atención. Este colorse selecciona automáticamente como primera opción para el aprendizaje denumerales y de cantidades a través de puntos, pero el color puede ser modificadopor el usuario mediante la caja de colores.

63

Para el aprendizaje de cantidades a través figuras y para los ejercicios se utilizancolores variados, la mayoría relacionados a los colores de objetos reales que sonrepresentados, teniendo opción de modificación por parte del usuario con la cajade colores.

6.3.3.3 Sonido

• En las lecciones el sonido se utiliza para señalar las cantidades y numerales.

• Las instrucciones para realizar los ejercicios se indican a través de instruccionesde voz.

• La retroalimentación al estar realizando los ejercicios se presenta en formaauditiva, utilizando un tono positivo cuando se ha cometido un error para motivaral niño a intentar otra alternativa para su respuesta.

• Se considera una opción para aumentar o disminuir el volumen, según requiera elusuario.

6.4 Análisis semiótico

Para el análisis semiótico se determina el carácter de los signos según Andersen y lasdimensiones semióticas de Marcus las cuales se evaluaron de acuerdo al diseñador y a losusuarios en la etapa posterior de pruebas de usabilidad.

Las dimensiones semióticas analizan los siguientes aspectos de los signos:• Léxica: Relevancia del signo.• Sintáctica: Estructura del signo (color, forma, dimensión).

Semántica: Significado del signo.• Pragmática: Signo entendible y perceptible para la audiencia.

Para determinar si el signo cumple con las dimensiones semióticas, al hacer el análisiscon el usuario se realizan preguntas que consideren los diversos aspectos mencionados.Cuando el usuario da una respuesta afirmativa que coincide con el aspecto analizado, serepresenta mediante una ̂ .

A continuación se analizan algunos de los signos del prototipo:

64

Signo: Apuntador

Desarrollado! UsuarioDimensiónléxica:

Dimensiónsintáctica:Dimensiónsemántica:Dimensiónpragmática:

^

•/

</

y

•/

-/

</

v

D

Signo: NúmerosCarácter del signo: Objeto

Desarrollador UsuarioDimensiónléxica:Dimensiónsintáctica:Dimensiónsemántica:Dimensiónpragmática:

Signo: PuertaCarácter del signo: Objeto

Desarrollador UsuarioDimensiónléxica:


y

S

J

y

V

y

</

^

Salir

65

Signo: Caja de coloresCarácter del signo: Objeto



Carácter del signo: Objeto


Signo: Flecha derechaCarácter del signo: Objeto


66

Signo: BocinaCarácter del signo: Objeto



y

y

y

y

y

</

•/

s

I

Signo: ProfesorCarácter del signo: Objeto



y

V

</

y

y

y

y

V

•»6.5 Elaboración de prototipo de alto nivel

Para la elaboración del prototipo de alto nivel se seleccionó la aplicación AuthorWarepor su facilidad de uso y porque la diseñadora de interfaz recomienda que es la aplicaciónmás adecuada para esta clase de prototipo.

A continuación se presentan algunas de las pantallas del prototipo:

67

Figura 6.1 Pantalla principal.

68

fV * V

Figura 6.2 Pantalla de selección de objetos para las lecciones.

69

Figura 6.3 Pantalla de ejercicios.

70

6.6 Pruebas de usabilidad

Se realizó una prueba de usabilidad con una muestra de dos niñas de tres y seis años.

Se verificaron las dimensiones semióticas de los signos con funcionalidad, los cualesfueron reconocidos de manera adecuada por las niñas.

Las niñas se mostraron muy interesadas en la parte de ejercicios y al observar lasreacciones espontáneas se notó que una de ellas aplaudía al momento en que se escuchabael sonido de aplausos cuando respondía correctamente a cada práctica y sonreíaconstantemente.

La parte que mencionaron no les agradó es la sección donde se especifican laslecciones para aprender los números, por lo que se considera hacer modificaciones a estapantalla del prototipo.

71

CAPÍTULO 7

CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS

Actualmente los niños tienen contacto con la tecnología desde edades muy tempranasdebido a que la computadora se involucra cada día más a los diferentes ambientes en losque el niño se desenvuelve.

En nuestros días, hablando de los niveles educativos de preescolar y primaria, escomún utilizar las computadoras en las instituciones educativas privadas de México; en lasinstituciones públicas es un proyecto a corto plazo. Por lo tanto se requiere que losdesarrolladores de software educativo de nuestro país se enfoquen más en proyectos dedesarrollo en el área infantil.

En las instituciones educativas privadas bilingües de México utilizan la gran variedadde software educativo en inglés, contando además con asesorías para la adquisición delmismo a través de compañías especializadas en este ramo. La situación es completamentediferente en las instituciones educativas que requieren utilizar software en español, ya queexiste poca distribución y comercialización de este tipo de software.

La realidad es que existe poco software educativo infantil realizado en México, yaque algunas de las aplicaciones en español existentes actualmente son traducciones desoftware diseñado para el mercado anglosajón, otras aplicaciones son realizadas en diversospaíses de habla hispana, con culturas diferentes a la nuestra; y algunas aplicaciones más nose apegan a los programas de estudio de las instituciones educativas mexicanas.

Debido a esto, es necesario impulsar más el desarrollo de este tipo de software enMéxico, ya que se trata de un mercado que no ha sido atendido de forma adecuada, para locual es necesario contar con metodologías específicas que indiquen los pasos a seguir y losfactores a tomar en cuenta en este tipo de desarrollos.

En la presente tesis se identificaron los factores que intervienen en el desarrollo desoftware educativo infantil mediante investigación bibliográfica, entrevistas con maestrosde computación y desarrolladores de software.

7.1 Experiencias con colegios

Hubo dificultades en algunos colegios para contactarse con las personas encargadasdel área de computación, en estos casos resultó de gran utilidad el hecho de conocer aalguna persona que laborara en la institución. En otros colegios sí se mostraron accesiblespara proporcionar la información solicitada.

72

La mayoría de los colegios fueron contactados por vía telefónica, posteriormente seenvió la encuesta a través de un medio electrónico, lo cual implicó en algunos de los casosla tardanza para obtener la información. A uno de estos colegios se acudió personalmente yde esta forma se obtuvo la información requerida con mayor rapidez.

Todos los colegios encuestados utilizan las computadoras con los alumnos desde losprimeros grados de preescolar. Los maestros comentan que a la mayoría de los alumnos lesgusta la clase de computación y trabajar con computadoras.

Los maestros mencionan algunas dificultades que tienen los niños al utilizar elsoftware:

• Dificultad de adaptación las primeras veces que se utiliza el software.• Temor de los padres de que los niños puedan dañar el equipo.. Dificultades para el manejo de ventanas cuando la aplicación no está

ejecutándose.• Dificultades para el uso del teclado y el ratón (los niños más pequeños).. Dificultad para atender las indicaciones porque la mayoría quiere comenzar a

utilizar la computadora antes de que se le indique.

Los colegios bilingües comentan que requieren adquirir el software en EstadosUnidos. Para elegir el software en español por lo general lo hacen por recomendaciones demaestros de computación de otras instituciones.

Algunas de las dificultades que mencionaron para la adquisición de software enespañol:

• No hay compañías de software que vendan en la ciudad y puedan dar soporteadecuado.

. Existe poco software educativo en español, hay poca distribución y conocimientodel software existente.

• Algunos paquetes de software que adquieren no están adecuados a los planes deestudio para apoyar a las materias que imparten.Algunos de los paquetes de software no poseen ejercicios que puedan serevaluados.

7.2 Experiencias con desarrolladores

Fue difícil contactar a los desarrolladores de software infantil, ya que se encontraronalgunos a través de Internet, pero no respondieron los correos electrónicos que se les envió.Se encuestaron a desarrolladores que fueron recomendados y que habían participado enproyectos de desarrollo de software infantil.

De las encuestas realizadas se puede concluir que:

73

No utilizan una metodología específica al desarrollar este tipo de software, perogeneralmente desarrollan en base a módulos, los cuales pueden probarse duranteel proceso de desarrollo.Se involucran a los usuarios para evaluar el software realizando pruebas durante eldesarrollo aunque el producto no esté terminado.Los grupos muestra se determinan tomando en cuenta las características de losusuarios (edad, nivel escolar, etc.).Involucran personas de diversas áreas dentro del proyecto.Utilizan diversos medios como video, sonido, texto, animación e imágenes.Se determinan los objetivos y técnicas de aprendizaje al inicio del proyecto.

7.3 Experiencias con niños

A través de este proyecto de investigación se tuvieron diferentes interacciones conniños y se realizaron observaciones de ellos; en base a esto se puede definir que los niñoscon los que se tuvo oportunidad de interactuar se caracterizan por ser:

• Espontáneos.• Inquietos.• Creativos.

Pudiera parecer que trabajar con niños es algo sencillo, sin embargo, en muchasocasiones es difícil para el adulto adaptarse al punto de vista infantil ya que por lo generalha perdido algunas de estas características conforme ha ido avanzando en su camino haciala madurez.

7.4 Experiencias de la aplicación de la metodología

Se eligió un tema sencillo por consideraciones de tiempo, mas sin embargo, medianteel mismo puede comprobarse la importancia de involucrar al usuario desde etapas previas ala implementación del prototipo.

Una parte importante de la aplicación fue la generación de las marcas lingüísticas, lascuales fueron obtenidas en base a la elaboración del prototipo de bajo nivel. Estas marcasson básicas para hacer el producto lo más parecido posible a la actividad que estárealizando el usuario.

Para la aplicación de la metodología se considera crucial tener el apoyo de unpsicólogo enfocado al área educativa o un educador, así como también es indispensablecontar con un diseñador gráfico o un diseñador de interfaz.

Otra parte importante son las pruebas de usabilidad con los usuarios, en las cuales sepuede comprobar en gran medida si todo lo hecho con anterioridad está representándose demanera adecuada mediante medios computacionales.

74

Seguir este tipo de metodologías implica utilizar más tiempo, sin embargo, al final seobtendrá un producto con mayor calidad y adaptación a los requerimientos y necesidadesde los usuarios.

7.5 Consideraciones generales

Por la investigación realizada, se puede concluir que los aspectos más importantes aldesarrollar este tipo de software son:

• Proceso interdisciplinario con diversos profesionales y niños.• Proceso iterativo utilizando prototipos.• Definición de objetivos de aprendizaje.• Multimedia.• Dispositivos de hardware especiales que sean adaptados a las necesidades de los

niños pequeños.

7.6 Trabajos futuros

• Analizar otras metodologías existentes de desarrollo de software y su posibleadaptación: En esta tesis se consideró una metodología propuesta en otro trabajode investigación, haciendo algunas adaptaciones. Existen otras metodologías quepudieran analizarse y adaptarse al desarrollo de software para niños.

• Elaborar diversos formatos de pruebas de usabilidad: Esta es una parteimportante de la metodología, ya que es donde se puede comprobar si todo lo quese ha realizado concuerda con lo que el niño espera obtener de la aplicación, porlo que sería de gran utilidad hacer diversos formatos para las pruebas deusabilidad tratando de obtener la mayor cantidad posible de información de losusuarios al estar interactuando con la aplicación.

Emplear diversas técnicas para formar grupos muestra: Puede considerarseemplear diversas técnicas para formar grupos muestra tanto para observación,elaboración de prototipos de bajo nivel y pruebas de usabilidad para tratar delograr obtener una muestra lo más representativa posible de usuarios hacia los queestá dirigida la aplicación.

• Realizar el prototipo completo: El prototipo completo puede incluir laenseñanza de los números del 1 al 100 y otras opciones como comparación decantidades, secuencias inversas, etc. También puede considerarse agregar laopción de enseñanza de letras y palabras.

• Agregar animación y video al prototipo: Como se ha estado comentando através de la tesis, el niño está en constante movimiento, por lo que una opción

75

interesante podría ser agregar animaciones y video al prototipo, pudiendo incluirun personaje que guiara al niño a través de los diferentes ejercicios.

Implementación del prototipo siguiendo la metodología para la enseñanza debebés: La metodología descrita en [Doman, 1994] se adaptó para aplicarse alaprendizaje de números y cantidades cuando los usuarios son niños en edadpreescolar, sin embargo puede seguirse fielmente realizando un prototipo para lainstrucción de bebés.

El diseño de interfaces puede llegar a considerarse como un arte, como lo dice elmismo título del libro The Art of Human-Computer Interface Design, y como todo arte,requiere de práctica para poder llegar a ejecutarse con destreza, práctica en la cual losdiseñadores de software para niños deben ir aprendiendo a entender a los niños comoverdaderos usuarios de tecnología, con sus demandas y requerimientos como los usuariosadultos.

76

ANEXO 1

ESTUDIO DE CASOSCENTROS EDUCATIVOS

Mediante este estudio se pretende obtener información acerca del software utilizadoen diversos centros educativos del área metropolitana de Monterrey, N. L. La metodologíaque se siguió fue elaborar una lista de los diversos colegios del área metropolitana,posteriormente se elaboró una encuesta con preguntas relacionadas al software que utilizan(Anexo 2).

Se contactó vía telefónica con las personas encargadas de computación de loscolegios, en algunos casos se envió la encuesta por fax o por correo electrónico. En uno delos colegios se entrevistó personalmente al director del instituto y a la maestra decomputación, además de que se observó una de las clases de computación que se impartenen ese instituto.

Las respuestas obtenidas sobre la encuesta fueron las siguientes:

Caso 1

En este colegio las computadoras son utilizadas en 2o. y 3o. de preescolar, de lo. a6o. de primaria y de lo. a 3o. de secundaria.

La frecuencia con la que son utilizadas las computadoras es: en 2o. y 3o. depreescolar 1 hora por semana, lo. a 6o. 1 hora por semana, lo. y 2o. de secundaria 2 horasde clase por semana, 3o. de secundaria 1 hora de clase por semana.

Las principales dificultades a las que se enfrentan los niños es el manejo del teclado yel mouse, que se va superando conforme aumenta la edad del alumno.

Se manejan programas de apoyo didáctico en todas las áreas y materias de losdiferentes grados escolares.

El software educativo utilizado es diseñado por las maestras de grupo y desarrolladopor el Departamento de Computación del Colegio.

La selección del software se hace de acuerdo al diseño que la maestra requiera.

No se ha adquirido software educativo comercial.

77

Caso 2

En este colegio las computadoras son usadas desde 2o. de preescolar hasta 3o. desecundaria.

La frecuencia con la que son usadas las computadoras es: desde 2o. de preescolarhasta 2o. de primaria un período de 40 minutos a la semana. Desde 3o. de primaria hasta3o. de secundaria, dos períodos de 50 minutos a la semana.

Las principales dificultades con las que se enfrentan los niños dependen de la edad. Alos niños pequeños, debido a que sus manos son pequeñas, se les dificulta el uso del mousey el tamaño del teclado. A la mayoría de los alumnos les gusta la clase de computación ytrabajar con computadoras.

Las materias que son apoyadas con software educativo son: matemáticas, reading,spelling, thinking skills, writing, keyboard, science.

La selección del software hace tiempo se realizaba mediante catálogos y revistas dediferentes compañías. Actualmente tienen un convenio con "Fourth R", la cual es unaempresa líder internacional de escuelas de computación.

La dificultad que tienen para adquirir el software es que por lo general tienen que ir aEstados Unidos a adquirirlo personalmente.

En este colegio no se maneja software en español ya que la clase se imparte en inglés.Hace dos años los alumnos asistían un período a la semana con su maestra de inglés a unade las salas y apoyaban materias en inglés; y otro período a la semana con su maestra deespañol a apoyar materias de español. Desde hace dos años se decidió que la clase pasara aser una materia formal de computación, se sigue apoyando a los niños en diferentesmaterias de inglés, pero se enseñan conceptos computacionales, paquetes, procesadores depalabras, hojas de cálculo, paquetes de presentaciones, bases de datos, diseño de páginas deInternet, etc. Todo a su nivel y por grados.

Mencionan que tuvieron la oportunidad en años anteriores de trabajar con variascompañías productoras de software mexicanas con muy buenos resultados. Pero piensanque sí hace falta más software educativo en español.

Caso 3

En este colegio las computadoras son usadas en todos los grados escolares. En losgrados inferiores del jardín de niños (maternal y transitorio), la clase se imparte en su salóndonde se tiene una computadora para todo el grupo. A partir del primer año de jardínacuden a la sala de computación donde cada niño tiene su propia máquina con equipomultimedia.

78

La frecuencia con la que son utilizadas las computadoras es: en maternal y transitoriodos sesiones semanales de 45 minutos; en lo., 2o. y 3o. de jardín una sesión de 45 minutosa la semana; desde lo. de primaria hasta 4o. de primaria una sesión a la semana de 1 hora;5o. y 6o. de primaria, una sesión de 90 minutos por semana; lo., 2o. y 3o. de secundaria,dos sesiones de 45 minutos; y los cuatro semestres de preparatoria, tres sesiones de 1 hora ala semana.

Consideran que los adultos representan la principal dificultad a la que se enfrentan losniños al utilizar las computadoras, ya que los padres tienen temor a que los niños a! dañenel equipo al estar trabajando con la computadora.

En el área de preescolar el objetivo de la clase de computación es que los niñosaprendan a utilizar la computadora con seguridad y confianza, teniendo control sobre elmouse y la unidad de disco compacto. En el área de primaria menor se trata de desarrollaren los alumnos la habilidad de explorar cada software con una actitud autodidacta. A partirde primaria las alumnas comienzan a trabajar con Windows, Office e Internet; los proyectosde la clase de computación apoyan el contenido de otras asignaturas. Además desde 4o. añode primaria se les exige a las alumnas que entreguen los trabajos de otras materiasrealizados en computadora.

Algunos de los paquetes que se utilizan son Kid Pix, Thinking Things I, II y III, PrintShop, Disney Print Studio, Sticker's Stanley Stories, Language Fun, Playschool Puzzles,Encarta, Typing Tutor, Amazing Fun Machine, Office, Internet Explorer, etc.

Este colegio tiene una franquicia con la empresa "Fourth R" y un asesor les dasugerencias sobre el material que se impartirá a los alumnos. Mencionan que el materialque utilizan es en inglés aunque la clase se imparte en español, comentan que es una formade reforzar el idioma en las alumnas, por eso la maestra de inglés del grupo hace las vecesde auxiliar en la clase de computación, por si hubiera alguna duda de algún término.

No tienen problemas para conseguir el software que utilizan, sin embargo consideranque no existe suficiente software educativo en español.

Caso 4

En este colegio las computadoras son usadas desde lo. de kinder hasta 3o.desecundaria.

Las computadoras son utilizadas todos los días en el salón de clases y 3 veces porsemana en los laboratorios.

La principal dificultad con la que se enfrenta el niño es conocer el software, pero noes un problema que le cause dificultades más allá de dos o tres veces que trabaje con elmismo. Mencionan que aprenden muy rápido a utilizarlas.

79

Las materias que se apoyan en el salón de clases son lectura, matemáticas y lenguaje.En los laboratorios son programas de productividad, desarrollo de páginas de internet ymultimedia.

Algunos de los paquetes utilizados son Microsoft Office, Dreamweaver, Director,Fireworks, etc. Además de software educativo de compañías como Creative Wonders yEdmark.

Para realizar la selección del software se analizan los catálogos de las compañías conlas que trabajan actualmente y tratan de ver cuáles son las tendencias en el mundo de lacomputación.

Normalmente no tienen dificultades para obtener el software, aunque la únicadificultad que tienen algunas veces es con la plataforma que tienen, ya que utilizanMacintosh.

Piensan que hace más falta software en español, aunque ya existen algunas compañíasde software que están empezando a desarrollar software, sin embargo todavía falta mucho.

Caso 5

En este colegio las computadoras son usadas desde lo. de preescolar hasta 3o. depreparatoria.

En lo.y 2o. de pre-primaria las computadoras son usadas una vez por semana en unasesión de 30 minutos. En 3o. de pre-primaria y en primaria dos veces por semana ensesiones de 45 minutos. En secundaria y preparatoria se utilizan tres veces por semana ensesiones de 45 minutos.

Las dificultades que presentan los niños más pequeños es el uso del ratón y el teclado,el manejo de ventanas cuando no se encuentra la aplicación ejecutándose en ese momento.También existe cierta dificultad para atender las indicaciones porque la mayoría quierecomenzar a utilizar la computadora antes de que se le indique.

Las materias más apoyadas son matemáticas y español. También se utiliza parageografía y ciencias naturales.

Utilizan paquetes educativos de la compañía Vermic e IBM para conceptos comomedidas, uso del reloj, monedas y tablas. En secundaria utilizan Word y Excel. Enpreparatoria además de esos paquetes ven Pascal e Internet.

La selección del software la hacen por el grado y la materia que va a apoyar. Por logeneral se selecciona por recomendaciones de maestros de computación de diversoscolegios y software que van a ofrecer al colegio.

80

Si tienen ciertas dificultades para conseguir el software porque no hay compañías quevendan en la ciudad y que puedan dar soporte apropiado.

Consideran que existe poco software educativo en español, hay poca distribución ypoco conocimiento del software existente.

En este colegio piensan que es necesario que se ofrezca más software educativo en elcolegio, que el software esté adecuado a los planes de estudio para apoyar a las materiasque imparten y que los ejercicios que realizan los niños puedan ser calificables.

81

ANEXO 2

ENCUESTA CENTROS EDUCATIVOS

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREYCAMPUS MONTERREY

DIVISIÓN DE GRADUADOS EN COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

La presente encuesta forma parte de la investigación de campo de la tesis de maestría"Metodología de diseño de software educativo infantil", en la cual se propone unametodología de diseño de aplicaciones de apoyo al aprendizaje para niños. La finalidadde esta encuesta es obtener información relacionada al software educativo utilizado encolegios del área metropolitana de Monterrey, N. L. La información obtenida en laencuesta será utilizada únicamente para propósitos de la tesis y se manejará de formaconfidencial.

1. ¿En qué grados escolares son utilizadas las computadoras?

2. ¿Con qué frecuencia a la semana son utilizadas las computadoras por los niños?

3. ¿Cuáles son las principales dificultades a las que se enfrenta el niño al usar la

computadora?

4. ¿Qué área o materias son apoyadas mediante software educativo?

5. Nombre de los paquetes de software utilizados.

6. ¿Cómo realizan la selección del software?

7. ¿Tienen dificultades para conseguir el software?

8. ¿Consideran que existe suficiente software educativo en español?

9. ¿Qué tipo de software les interesaría que no hayan encontrado en el mercado?

Muchas gracias de antemano por su colaboración.

82

ANEXO 3

ESTUDIO DE CASOSDESARROLLADORES DE SOFTWARE

Mediante este estudio se pretende conocer las diversas metodologías utilizadas pordesarrolladores de software infantil, si se involucra al usuario potencial en el proceso dedesarrollo y los diversos aspectos que se consideran durante todo el proceso.

La metodología utilizada en esta investigación de campo fue desarrollar una encuestapara obtener información sobre las diferentes aspectos involucrados al desarrollar softwareinfantil (Anexo 4), posteriormente se contactó a los desarrolladores vía telefónica, paradespués enviarles la encuesta por medio de correo electrónico.

Las respuestas obtenidas son las siguientes:

Caso 1

Este desarrollador comenta la metodología que utilizan para desarrollar cualquiersoftware es contratar a un especialista del tema que indique la correcta utilización dellenguaje, revise el contenido, evalúe y corrija las interfaces, etc. Lo primero que desarrollanes la estructura de navegación (el esqueleto del producto, lo básico para el funcionamiento)y después, dependiendo del tamaño del proyecto, dividen el contenido por módulos loscuales desarrollan y llevan a cabo pruebas para cada uno. Es decir, aunque el producto noesté terminado, llevan a cabo las pruebas durante el desarrollo.

Menciona que al desarrollar software infantil el usuario potencial se involucrallevando a cabo sesiones con grupos muestra, con los cuales evalúan su reacción al usar elsoftware, la facilidad con que lo entienden, si es intuitivo, si les parece amigable,entretenido, etc. Al final de cada sesión también solicitan los comentarios del usuariopotencial. Los grupos muestra son seleccionados tomando en cuenta la audiencia a la queestá enfocado el producto, esto es, buscan a los niños que cumplan con las característicasacordadas al definir el enfoque del producto (por ejemplo: edad, nivel escolar,conocimientos previos, etc.). Por lo general el grupo es convocado a través de conocidos yen algunas ocasiones piden autorización a una escuela para que les permita realizar laprueba con alguno de sus grupos.

El equipo de desarrollo depende del tamaño del proyecto, las personas involucradasson al menos una de cada área: contenido, líder de proyecto, diseño, programación yaudiovisual.

Los medios que utilizan al desarrollar el software es video, sonido, texto, animación eimágenes.

83

Respecto al texto, imágenes y video consideran los siguientes atributos para cadacaracterística. Para texto: tamaño, color y estilo de redacción. Para imágenes: tamaño, colore iconos. Para video: tamaño, duración y estilos de animación.

Dentro del proceso de desarrollo del software se considera una etapa para determinarlos objetivos y técnicas de aprendizaje al inicio del proyecto. Se menciona como etapa dedefinición.

Caso 2

Este desarrollador menciona que no utilizan una metodología específica, simplementeidentifican el área de oportunidad y se busca material de apoyo al software.

El usuario potencial se involucra en el proceso de desarrollo, los niños hacen pruebasescogiendo entre las diferentes interfaces la que mejor les parece y además en los ejerciciosdan su opinión en cuanto a si el ejercicio es fácil, difícil, aburrido, etc.

El equipo de desarrollo está formado por un diseñador gráfico, un licenciado eneducación y un ingeniero en sistemas. Además se tiene gente de staff para la edición deaudio y video.

Los medios que se utilizan al desarrollar el software son video, sonido, textoanimación e imágenes.

En cuanto al diseño de texto, imágenes y video comenta que el texto se buscó quefuera legible, utilizando tipografías grandes con colores llamativos, con texturas, algunasletras en tres dimensiones; los textos van de acuerdo a la interfaz y al ejercicio que se estédesarrollando en ese momento, es decir, cambia constantemente el estilo de la tipografía. Elestilo de redacción es muy sencillo y se introdujo un personaje que guía al usuario, estepersonaje habla en primera persona. Las imágenes en su mayoría son ilustracionesrealizadas por ellos mismos, se usan pocas fotografías. Los videos se utilizan como apoyo alos ejercicios, son de tamaño variable. Se utilizan muchas animaciones, la mayoría en losejercicios, estas animaciones son en dos dimensiones, a colores.

Menciona que en la definición del curso se fijan los objetivos de aprendizaje y encada capítulo se tiene un objetivo específico.

Las pruebas de usabilidad se realizan durante el desarrollo y al final del mismo. En laetapa inicial se realizan varias interfaces y el usuario escoge la que más le gusta. Cuando setermina cada capítulo se realizan pruebas con diferentes niños para que dieran su opinión siles gusta el ejercicio, si no es aburrido, si representa algún tipo de reto el resolver elejercicio, etc.

84

Caso 3

Este desarrollador menciona que no siguen una metodología específica para eldesarrollo de software infantil, sin embargo analizan a la audiencia a la que está dirigido yutilizan prototipos.

Menciona que se involucra al usuario potencial cada vez que se termina un prototipoverificando los aspectos que les gustaban y los que no, para mejorar esos aspectos en elsiguiente prototipo.

Utilizan todos los medios: video, sonido, texto, animación e imágenes.

Respecto al texto mencionan que utilizan letras grandes para que fueran fácilmenteapreciadas por los niños; utilizan colores llamativos como el rojo y el azul porque sonllamativos para los niños, procurando que contrasten con el fondo. El estilo de redacción essencillo.

En relación a las imágenes, mencionan que el tamaño es lo más grande posibles,porque algunos de los niños presentan ciertas dificultades en el uso del ratón, aunque otrostienen ciertas habilidades cuando empiezan a utilizarlo desde pequeños. El color loseleccionan de forma en que sea lo más realista posible.

La duración de los videos no es muy larga, aproximadamente entre 5 y 10 minutos,porque el niño no presta atención por mucho tiempo.

No existe una etapa específica para definir los objetivos y técnicas de aprendizaje.

En relación a las pruebas de usabilidad, las realizan al finalizar cada prototipo, enestas pruebas los usuarios prueban la aplicación libremente.

85

ANEXO 4

ENCUESTA DESARROLLADORES


DIVISIÓN DE GRADUADOS EN COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

La presente encuesta forma parte de la investigación de campo de la tesis de maestría"Metodología de diseño de software educativo infantil", en la cual se propone una metodologíade diseño de aplicaciones de apoyo al aprendizaje para niños. La finalidad de esta encuesta esobtener información relacionada con las diversas metodologías de diseño utilizadas actualmentepor compañías desarrolladoras de software educativo infantil. La información obtenida en laencuesta será utilizada únicamente para propósitos de la tesis y se manejará de formaconfidencial.

1. ¿Utilizan alguna metodología al desarrollar software infantil? Si es así, ¿Cuál(es) es(son)?Explique brevemente en qué consiste(n).

2. ¿Se involucra al usuario potencial en el proceso de desarrollo? Si es así, ¿En qué etapa(s)? y¿Cómo lo involucran?

3. ¿Cuántas personas forman parte del equipo de desarrollo? Mencione las diversas áreas deespecialidad de esta(s) persona(s).

4. Seleccione de la lista a continuación los medios que utilizan en el software que desarrollan:

VideoSonidoTextoAnimaciónImágenes

5. Mencione en base a qué factores se realiza el diseño de los siguientes atributos (si alguno deellos se aplica al software que ustedes desarrollan):

TextoTamañoColorEstilo de redacción

ImágenesTamañoColorIconos

VideoTamañoDuraciónEstilos de animación

6. ¿Dentro del proceso de desarrollo del software se considera una etapa para determinar losobjetivos y técnicas de aprendizaje?

7. ¿Se realiza algún tipo de pruebas de usabilidad con los usuarios? Si es así, ¿En qué etapa(s)del proceso de desarrollo? ¿En qué consisten estas pruebas?

Gracias de antemano por su colaboración.

86

ANEXO 5

OBSERVACIÓN DE USUARIOS POTENCIALES

Se observó mediante una guía de observación (Anexo 6) a un grupo de niñosmientras realizaban actividades recreativas.

Las observaciones se hicieron principalmente sobre los factores fisiológicos/físicos.

Los aspectos observados fueron los siguientes:

• EdadesEntre 3 y 6 años.

• GéneroMasculino (5 sujetos).Femenino (5 sujetos).

• Nivel socioeconómicoMedio-alto.

- Alto.

• IdiomaEspañol.

• Coordinación dinámica general

Marcha.- Salto.

Carrera.Lanzamiento de pelota.Movimientos de miembros inferiores simultáneos.Movimiento de miembros superiores simultáneos.Alternancia de pies al subir.No presentan discapacidades motoras aparentes.

Coordinación dinámica manual

Movimiento de ambas manos.

87

• Actividad tónica

Freno inhibitorio.Equilibrio.

No se lograron observar aspectos de motricidad fina ni aspectospsicológicos/cognitivos por el tipo de observación que se realizó.

Como información adicional, las características del lugar de observación y lavestimenta de los sujetos:

• Iluminación

Bien iluminado.

• Ruido

- Alto.

• Tipo de vestimenta

Cómoda/Informal.

ANEXO 6

GUÍA DE OBSERVACIÓN


DIVISIÓN DE COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONESPROGRAMA DE GRADUADOS EN COMPUTACIÓN, INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

La encuesta y guía de observación que se describen a continuación forman parte de lainvestigación de campo de la tesis de maestría "Metodología de diseño de softwareeducativo infantil", en la cual se propone una metodología de diseño de aplicaciones deapoyo al aprendizaje para niños. La finalidad de esta encuesta y guía de observación esobtener información relacionada con los usuarios a los que está dirigido el software quese desarrollará. La información obtenida en la encuesta será utilizada únicamente parapropósitos de la tesis y se manejará de forma confidencial.

EncuestaEdades de los niñosGrado escolarGénero

Cantidad de niñosCantidad de niñas

IdiomaMateria/temaNacionalidadNivel socioeconómico

Guía de observación

AntecedentesUso de computadoras:Principiantes/Intermedios/Expertos

Factores fisiológicos/físicosCoordinación dinámica generalCoordinación dinámica manualCoordinación visomotoraActividad tónicaPercepciónDiscapacidades motorasDiscapacidades perceptivasDiestro/ZurdoIdentificación de objetos en el contextoDeficiencias visuales

89

Deficiencias de colorDeficiencias auditivas

Factores psicológicos/cognitivosSensorio-motriz/Pre-operatorio/Operatorioconcreto/Operatorio formalLecturaEscrituraIntrovertido/ExtrovertidoLesión cerebralProblemas de lecturaProblemas de aritméticaCapacidad intelectualAtención a explicaciones

Factores de uso e interés sobre la actividadConocimiento de la tarea

Área de trabajoIluminaciónTemperaturaRuidoMobiliarioRopa usada

90

ANEXO?

PROTOTIPO DE BAJO NIVEL

92

BIBLIOGRAFÍA

[Apple, 1990]

[Azar, 1996]

[Baecker, 1990]

[Bork, 1986]

[Campbell, 1998]

[Connell, 1995]

[Dewitz, 1996]

[Dix, 1998]

[Doman, 1994]

[Druin, 1996]

[Druin, 1996a]

[Druin, 1998]

Apple Computer, Inc., Hypercard Stack Design Guidelines,Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts, 1990.

Azar, Orea, Abril Azmabeth, Tesis: Aplicación de la perspectivasemiótica en el diseño de interfases de usuarios, ITESM, CampusMonterrey, Julio 1996.

Baecker, Ronald, Small, lan, Animation at the Interface. En Laurel,Brenda, The art of Human-Computer Interface Design, Addison-Wesley, Massachusetts, 1990.

Bork, Alfred, El ordenador en la enseñanza, Gustavo Gili,Barcelona, 1986.

Campbell, Moraima, Material de apoyo: Sistemas computacionalesen ambiente multimedia, ITESM, Campus Monterrey, Agosto 1998.

Connell, John, Shafer, Linda, Object-Oriented Rapid Prototyping,Prentice-Hall, New Jersey, 1995.

Dewitz, Sandra, Systems analysis and design and the transition toobjects. McGraw-Hill, NY, 1996.

Dix, Finlay, Abowd, Beale, Human-Computer Interaction. Prentice-Hall, NY, 1998.

Doman, Glenn, Doman, Janet, How to multiply your baby'sintelligence. More gentle revolution. Paragon Press, Honesdale, PA,1994.

Druin, A., Solomon, C., Designing multimedia environments forchildren: Computers, creativity, and kids. John Wiley and Sons, NY,1996.

Druin, Allison, A place called childhood. Interactions. 2, 17-22,1996.

Druin, A., Bederson, B., Boltman, A., Miura, A., Knotts-Callahan,D., Platt, M., Children as our technology design partners,ftp://ftp.cs.umd.edu/pub/hcil/Reports-Abstracts/Bibliography/3887html/3887.html, Septiembre 1998.

93

[Druin, 1999]

[Garza, 1999]

[Gentner, 1996]

[Gesell, 1971]

[Ginsburg, 1997]

[Hakansson, 1990]

[Harel, 1999]

[Heinich, 1990]

[Holtzblatt, 1995]

[Horton, 1994]

[Janlert, 1989]

[Kent, 1995]

[Laurel, 1991]

[Martin, 1996]

Druin, Allison, Cooperative Inquiry: Developing New Technologiesfor Children with Children. CHI'99 Proceedings, May 1999.

Garza, Claudia, Tesis: Aplicación de la perspectiva semiótica en eldiseño de interfaces: caso de estudio, ITESM, Campus Monterrey,Junio 1999.

Gentner, Donald R. and Grudin, Jonathan, Design Models forComupter-Human Interaction, Computer, 29(6), June 1996.

Gesell, Arnold, El niño de 5 a 10 años. Editorial Paidós, 1971.

Ginsburg, Herbert, Opper Silvia, Piaget y la teoría del desarrollointelectual. Prentice Hall, México, 1997.

Hakansson, Joyce, Lessons learned from kids: One Developer's pointof view. En Laurel, Brenda, The art of Human-Computer InterfaceDesign, Addison-Wesley, Massachusetts, 1990.

Harel, Idit, Clickerati Kids. Who they are?http://www.mamamediacom/areas/grownups/new/21 learning/clickerati.html,Diciembre 1999.

Heinich, Robert; Molenda, Michael; Russell, James; InstructionalMedia and the New Technologies of Instruction. Third Edition.Maxell Macmillan International Editors, New York, 1990.

Holtzblatt, Karen; Beyer, Hugh, Requirements gathenng: The humanfactor. Communications of the ACM, 38 (5), New York, May 1995.

Horton, William, The Icón Book: visual symbols for computersystems and documentation, John Wiley & Sons, 1994.

Janlert, Lars-Erik, Models in Human Computer Interaction,University ofUmea, Sweden, 1989.

Kent, Phillip, Computers - Constructionism - Constructivism,http://metric.ma.ic.ac.uk/~pkent/construction/construction.html, Noviembre1998.

Laurel, Brenda, Computers as theatre. Addison-Wesley PublishingCompany, Inc., USA, 1991.

Martin, A., Eastman D., The user interface design book for theapplications programmer. John Wiley and Sons, NY, 1996.

94

[Mayer, 1997]

[Mullin, 1990]

[Piernot, 1995]

[Pillay, 1999]

[Pressman, 1998]

[Reyes, 1997]

[Salomón, 1990]

[Sawyer, 1998]

[Shneiderman, 1992]

[Treu, 1994]

[Treu, 1994a]

Mayer, Richard, Thinking, problem solving, cognition. Segundaedición. W. H. Freeman and Company, New York, 1997.

Mullin, M., Rapid Prototyping for Object-Oriented Systems.Addison-Wesley, NY, 1990.

Piernot, Philippe, Felciano, R., Stancel, R., Marsh, J., Yvon, M.Designing the PenPal: Blending Hardware and Software in a User-Interface for Children. CHI '95 Proceedings, 1995.

Pillay, Hitendra, Brownlee, Joanne, Wilss, Lynn, Cognition andrecrational computer games: Implications for educationaltechnology. Journal of Research on Computing in Education, 32(1),1999.

Pressman, Roger, Ingeniería del software. Un enfoque práctico.Cuarta edición. McGraw-Hill, Madrid, 1998.

Reyes, Soto, Cynthia, Tesis: Análisis Sociolingüístico de laparticipación de los usuarios potenciales en un proceso de diseño demedios de interacción, ITESM, Campus Monterrey, Diciembre 1997.

Salomón, Gitta, New Uses for Color. En Laurel, Brenda, The art ofHuman-Computer Interface Design, Addison-Wesley,Massachusetts, 1990.

Sawyer, S., Guiñan, P. J., Software development: Processes andperformance. IBM Systems Journal. 4, 552-569, 1998.

Shneiderman, Ben, Designing the user interface:strategies foreffective human-computer interaction. Addison-Wesley PublishingCompany, Inc., USA, 1992.

Treu, Siegfried, User interface design. A structured approach.Plenum Press, NY, 1994.

Treu, Siegfried, User interface evaluation. A structured approach.Plenum Press, NY, 1994.

METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO INFANTIL

Documents

Transcript of METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SOFTWARE EDUCATIVO INFANTIL