Monográfico Informática Educativa

Revista Iberoamericana de

Informática Educativa

IE comunicaciones

Revista Oficial de la Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa

IE Comunicaciones es una publicación periódica editada y distribuida por la Asociación para el Desarrollo de

la Informática Educativa ADIE. No se solidariza, necesariamente, con la opinión expresada por los autores de los artículos. Reservados todos los derechos y prohibida la reproducción total o parcial de textos e imágenes publicadas en la revista sin citar la fuente.

© 2012 ADIE (http://www.adie.es) Edita: Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa, ADIE

ISSN: 1699-4574

Número 15, Enero – Junio 2012

Sumario Prólogo

3 Presentación del Monográfico sobre Grupos Españoles de Investigación en

Informática Educativa Manuel Ortega Cantero y J. Ángel Velázquez Iturbide

Artículos

5 Nacimiento y Andadura de ADIE

Antonio Vaquero Sánchez 11 CHICO (Computer – Human Interaction and Collaboration), UCLM

Manuel Ortega, Ana I. Molina, Miguel Á. Redondo, Crescencio Bravo, Pedro P. Sánchez-Villalón, Maximiliano Paredes, Rafael Duque, Francisco Jurado, Jesús Gallardo

19 DEI Lab (Interactive Systems Group), UC3M

Telmo Zarraonandia, Paloma Díaz, Ignacio Aedo

27 DIEEC (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control), UNED

Sergio Martín, Elio San Cristóbal, Rosario Gil, Mohamed Tawfik, Alberto Pesquera, Pablo Losada, Miguel Latorre, Gabriel Díaz, Manuel Castro, Juan Peire

37 e-UCM (Grupo de Investigación en e-learning), UCM

Baltasar Fernández-Manjón, Carmen Fernández-Chamizo, Antonio Navarro, Pilar Sancho, Pablo Moreno-Ger, Iván Martínez-Ortiz, Manuel Freire, Borja Manero, Eugenio Marchiori, Javier Torrente, Ángel del Blanco, Ángel Serrano, Francisco Huertas, Fernando Téllez

47 GaLan ( Entornos de Aprendizaje Adaptativos, Lenguajes y Sistemas Informáticos),

UPV/EHU I. Fernández-Castro, A. Garcia-Alonso, M. Urretavizcaya, A. Arruarte, J.A. Elorriaga, B. Ferrero, A. Alvarez, J.M. López, I. Zipitria, M. Larrañaga, B. Losada, M. Martín, S. Ruiz, I. Calvo, M. Villamañe, D. Reina, A. Conde

57 GHIA (Grupo de Herramientas Interactivas Avanzadas), UAM Xavier Alamán, Rosa M. Carro, Iván D. Claros, Ruth Cobos, Leovy Echeverría, Manuel García-Herranz, Javier Gómez, Esther Guerra, Pablo A. Haya, Juan De Lara, Juan Mateu, Germán Montoro, Jaime Moreno, Alvaro Ortigosa, Pilar Rodríguez

67 GIST (Grupo de Ingeniería de Sistemas Telemáticos), UVIGO

Martín Llamas Nistal, Luis E. Anido Rifón, Manuel J. Fernández Iglesias, Manuel Caeiro Rodríguez, Juan Manuel Santos Gago, Luis M. Alvarez Sabucedo, Fernando A. Mikic Fonte y Francisco Fernández Massaguer

75 Gradient, UC3M Carlos Delgado Kloos, Abelardo Pardo, Mario Muñoz-Organero, Mª Blanca Ibáñez, Pedro J. Muñoz-Merino, Carmen Fernández-Panadero, Raquel M. Crespo, José J. García Rueda, Luis de la Fuente, Mar Pérez-Sanagustín, Hugo A. Parada G., Derick Leony, Israel Gutiérrez, David Maroto

85 GRIAL (GRupo de investigación en InterAcción y eLearning), USAL

Francisco J. García, Mª José Rodríguez, Antonio M. Seoane, Miguel Ángel Conde, Valentina Zangrando, Alicia García

95 ILSA (Ingeniería de Lenguajes Software y Aplicaciones), UCM

José Luis Sierra-Rodríguez, Antonio Sarasa-Cabezuelo

103 LITE (Laboratory of Information Technologies in Education), URJC Ángel Velázquez, Francisco Almeida, Isidoro Hernán, Raquel Hijón, Estefanía Martín, Maximiliano Paredes, Antonio Pérez Carrasco, Diana Pérez Marín, Manuel Rubio, Liliana Santacruz, Jaime Urquiza

113 LTCS (Learning technologies and Collaborative Systems), UNED

M. Rodríguez-Artacho, J. Cigarrán, E. Julio Lorenzo, R. Centeno

123 SI1-GEAC (Grupo de Enseñanza asistida por computador), UVIGO

Manuel Pérez Cota, José Baltasar García Perez-Schofield, Jacinto González Dacosta, Emilio García Roselló, José Ayude Vázquez, Santiago Castelo Boo, Francisco J. Vázquez Núñez, Amparo Rodríguez Damián, Miguel Ramón González Castro, Luis Vilán Crespo. Grupo Internacional doctores: Héctor Jorge García Neder, Mario Groppo, José Paulo Machado DaCosta, Daniel Edgardo Riesco Yursta, Ramiro Gonçalves, Jörg Thomaschewski

Fines • Fomentar la Informática Educativa.

• Promover la formación de las personas

en las Nuevas Tecnologías Educativas.

• Intercambiar trabajos, ideas y

experiencias.

• Evaluar la calidad pedagógica de los

productos existentes

Actividades • Cursos, Seminarios, Mesas Redondas,

Conferencias, Talleres, etc.

• Congresos periódicos de carácter

nacional e internacional.

• Evaluación y Biblioteca de Software

Educativo.

• Base de Datos de investigaciones,

estudios sistemáticos.

Revista

IE comunicaciones Revista Iberoamericana de Informática Educativa

Miembros Socios Honorarios

Socios Institucionales

Socios Individuales

Alumnos

Socios Institucionales Universidad Nacional de Educación a Distancia

Universidad Autónoma de Madrid

Facultad de Informática (Universidad de Málaga)

Universidad Politécnica de Madrid

Dpto. De Informática y Automática, Fac. de Ciencias (Universidad Complutense de Madrid)

Universidad de Castilla-La Mancha

Secretaría Instituto Universitario de Ciencias de la Educación (IUCE)

Universidad de Salamanca

Paseo de Canalejas, 169, 37008 Salamanca (España)

Tfno: (+34) 923294500 (ext. 3433)

http://www.adie.es e-mail: [email protected]

Envío de contribuciones

http://www.adie.es/iecom

Inscripciones y Bases de Datos Miguel Rodríguez Artacho

Tel (+34) 913987924

e-mail: [email protected]

IE Comunicaciones Número 15, Enerio-Junio 2012, p. 3 Revista Iberoamericana de Informática Educativa Artículos

ISSN: 1699-4574 © ADIE, Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa

Presentación del Monográfico sobre Grupos Españoles de Investigación en Informática Educativa

Manuel Ortega Cantero1 y J. Ángel Velázquez Iturbide2

1Expresidente de ADIE [email protected]

2Presidente de ADIE

[email protected] La “Asociación para el Desarrollo en la Informática Educativa” (ADIE1) cumple 23 años en 2012. No sólo es una satisfacción en un mundo tan cambiante, sino que las perspectivas de futuro de la asociación son prometedoras. La creación y mantenimiento de la asociación se debe al esfuerzo y dedicación de sus socios y, claro está, a la visión y tesón de su Presidente fundador, Antonio Vaquero. En estos años ha habido muchos sucesos que podríamos relatar. Sin embargo, desde el punto de vista organizativo, dos momentos clave han sido (a) su legalización como asociación sin ánimo de lucro, y (b) su integración en la “Sociedad Científica Informática de España” (SCIE2). Mientras lo primero permite el reconocimiento legal de la asociación, lo segundo constituye el reconocimiento por nuestros pares informáticos de nuestro carácter investigador. Desde un punto de vista científico, hay dos logros destacados. Primero, el lanzamiento de nuestra propia revista, actualmente “Revista Iberoamericana de Informática Educativa” (IE Comunicaciones), pero que antes tuvo los nombres de “Boletín de Nuevas Tecnologías Educativas y Recursos Didácticos” y de “Revista de Enseñanza y Tecnología”. Segundo, nuestro congreso bandera, el “Simposio Internacional en Informática Educativa” (SIIE), celebrado conjuntamente con nuestros colegas portugueses. Los años en que se celebra el “Congreso Español de Informática” (CEDI), también organizamos el “Simposio Nacional de Tecnologías de la 1 http://www.adie.es/ 2 http://www.scie.es/

Información y las Comunicaciones en Informática” (SINTICE). ADIE se encuentra inmersa actualmente en un proceso de consolidación y expansión. Esta es la razón de ser de este monográfico, ya que hemos considerado oportuno ofrecer una muestra representativa de la investigación en informática educativa en España. Abre el monográfico un artículo de Antonio Vaquero, que relata los inicios de ADIE. Seguro que resultará muy interesante para nuestros socios y para la historia de la ciencia. A continuación, incluimos una presentación en orden alfabético de la inmensa mayoría de los principales grupos de investigación en informática educativa, hasta un total de 13. Para quienes les gusten las estadísticas, participan 6 grupos de universidades de Madrid, 2 grupos de una universidad nacional, 2 de Galicia, y 1 de Castilla – La Mancha, de Castilla y León y de Euskadi. La asociación tiene ante sí numerosos retos, como una mayor expansión internacional, sobre todo en Iberoamérica. Pero de esto seguiremos dando noticias en los próximos años…

IE Comunicaciones Número 15, Enero-Junio 2012, pp 5-9 Revista Iberoamericana de Informática Educativa Artículos


Nacimiento y Andadura de ADIE

Antonio Vaquero Sánchez

Expresidente fundador, ADIE [email protected]

Resumen: Se expone la génesis de la Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa (ADIE), así como sus primeros pasos hacia los objetivos marcados. Se describe someramente su andadura y se hacen algunas reflexiones para orientar su futuro Palabras clave: Informática Educativa, Asociacionismo, Política Educativa. Abstract: This paper summarizes the history of the Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa (ADIE), from the activities conducting to its born. It also contains certain considerations as guide-lines to prepare the next future. Key words: Computer Education, Technical Associations, Educational Policy.

1. El nacimiento En 1988, del 19 al 23 de diciembre, tuvo lugar en Madrid el seminario ‘Enseñanza Asistida por Computadora: Líneas de Investigación y Desarrollo en un futuro inmediato’. Ponentes de dicho seminario fueron Alfred Bork, ya fallecido, entonces director del Educational Technology Center de la Universidad de Irvine, California, Robert Lewis, entonces coordinador del programa ‘Information Technology in Education Research’, de la Universidad de Lancaster, RU, Elena Sassi, directora del proyecto DAE de la Universidad de Nápoles, y Antonio Vaquero. El seminario contó con la asistencia de gran parte de los responsables, provenientes de muchos centros y universidades españoles, de proyectos de Informática Educativa. La participación del público fue intensa. Alfred no dejaba indiferente a nadie. Sobre todo cuando criticaba a los sistemas de autor y, sobre todo, a los lenguajes de autor. Pero sin acritud y con fina ironía. Pura delicia. Bob traía magníficamente preparada su exposición, con incursión en los tutores inteligentes. Elena hizo una exposición brillantísima de la

aplicación de la informática al aprendizaje, desde el conductismo al constructivismo. Yo mostré lo que estábamos haciendo en sistemas de autor. Me lo pasé muy bien con y contra Alfred. Siempre terminábamos la reunión muy cerca de la sede de FUNDESCO, donde tuvo lugar el seminario, tomando chocolate con churros, lo que le encantaba a Alfred, en el desaparecido Café Lyon. El ambiente que se creó fue muy estimulante en todos los sentidos. Como debe ser, para que el objetivo científico pueda alcanzarse en el clima más cálido y propicio. Durante el seminario se apuntó la dificultad de coordinar esfuerzos en informática educativa, un área con tantas implicaciones: Psicopedagogía, Informática, Educación en todos los niveles y materias, etc. Es complicado establecer las conexiones entre tantos expertos con tantos intereses distintos, recibir la ayuda necesaria cuando se necesita, organizar los cursos de formación pertinentes, etc. Por ello una conclusión unánime del seminario fue canalizar todos esos intereses a través de una asociación, con la intención de reunir a todas las personas e instituciones interesadas en la Informática Educativa y con el objetivo de intercambiar experiencias y darlas a conocer a nivel


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nacional e internacional, sobre todo en el mundo hispano hablante. Consecuentemente se creó una comisión encargada de recoger estos anhelos y plasmarlos en unos estatutos. La comisión estuvo formada por Carmen Fernández Chamizo, Manuel Fernández de Villalta, Manuel Moreno González-Bueno y Liberto Ortega Martínez. El 16 de mayo de 1989, en la sede de FUNDESCO, se convocó la asamblea constituyente de la Asociación para el Desarrollo de la Informática Educativa, aprobándose los Estatutos y eligiéndose su primera Junta Directiva, que se constituyó el 30 de mayo. En justicia merece la pena recordarla completa: − Presidente: Antonio Vaquero: Catedrático de

Informática de la UCM. − Vicepresidente: Liberto Ortega, Doctor en

Psicología y director del Departamento de Educación e Investigación de COSPA S.A.

− Secretario: José María Baladrón, Ingeniero Naval, director de HTE S.A. y coordinador de Informática de Edelvives.

− Tesorero: José Miguel Brox, profesor y responsable del Departamento de Investigación Educativa de SEK Internacional.

− Vocales: o Mikel Aguirregabiria: Profesor de Didáctica de

las Ciencias en la Universidad del País Vasco y responsable de Tecnología y Educación del Gobierno Vasco.

o Francisco Andrés Belmonte: Psicólogo y consultor de recursos humanos.

o José María Arias: Profesor coordinador del grupo LOGO.

o Antonio España: Profesor de EGB y coordinador del proyecto ATENEA en el colegio público ‘Alcalde de Móstoles’ de Madrid.

o Albert Fábrega: Matemático y responsable de Software Educativo del Programa de Informática Educativa de Cataluña.

o Manuel Fernández de Villalta: Coordinador de Programas del departamento de Tecnologías Aplicadas a la Formación de FUNDESCO y miembro de la Junta Directiva de la Asociación Europea de Tecnología Educativa (ELTA).

o Felipe López: Profesor de EGB y coordinador del departamento de Informática del CEP de Granada.

o Juan Porro: Ingeniero de Telecomunicaciones y director de Tecnologías de la Información de FYCSA.

o Alberto Requena: Catedrático de Química Física de la Universidad de Murcia.

o José Luis Robles: Licenciado en Ciencias Físicas y responsable del departamento de Nuevas Tecnologías Educativas de la Editorial SM.

o María Ron: Licenciada en Matemáticas y profesora encargada de Informática en el Colegio Base.

o Antonio Villa: Ingeniero industrial y consejero delegado del Gabinete de Formación S.A.

Como se ve, la composición de la Junta representaba una pluralidad bastante significativa, imposible completa, de los diferentes intereses que deben confluir en Informática Educativa: profesores de diferentes niveles, materias y CCAA, editores, ejecutivos de empresa, etc. Hay que tener en cuenta que esos nombres cubrían muchos otros que es imposible traer aquí. Pero sí quiero referirme aquí a uno en particular, Alfredo Fernández Valmayor, entusiasta investigador de nuestro departamento. Alfredo había estado en Irvine para trabajar un curso con Bork y su equipo. Por su intermediación fueron posibles viajes a Madrid de profesores de Irvine, que nos transmitieron los métodos que empleaban para crear software educativo. Por su entusiasmo se logró que hubiese reuniones frecuentes con profesionales interesados, sobre todo profesores de enseñanza secundaria, algunos de los cuáles fueron integrados en la Junta Directiva. 2. Los primeros pasos La actividad frenética del principio consistió en poner en marcha la Asociación. Se empezó en una sede provisional, que ha venido siendo itinerante en función de los recursos varios puestos a nuestra disposición. Para cumplir con los objetivos marcados, se establecieron contactos con entidades públicas y privadas e instituciones a todos los niveles: local, regional, nacional e internacional.


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Se vio la conveniencia de ofrecer los servicios y experiencia técnica de la asociación a todas las instancias potencialmente beneficiarias, pero, como contrapartida, solicitábamos apoyo y colaboración. Se cosecharon éxitos y fracasos. Como se aprende más de los segundos que de los primeros, pondré como primer ejemplo una gestión fracasada, por si puede servir de aviso a navegantes. Por entonces estaba en marcha el proyecto ATENEA, del que tanto se esperaba en la educación secundaria. La responsable de dicho proyecto era Elena Veiguela, que estaba al frente de la Informática Educativa en el Ministerio de Educación. ¿Qué persona hubiera podido ser más idónea para nuestros propósitos? Consecuentemente solicitamos audiencia y conseguimos una reunión de la junta directiva con ella. Después de exponerla nuestras intenciones, en un momento de la reunión, nos requirió: Bien, pero ¿para qué sirve una asociación como ésta? Entonces nos levantamos dando por terminada la reunión. La explicación de ese tipo de reacciones es sencilla: Los políticos no quieren a los técnicos más que si están de acuerdo con las decisiones que los primeros han tomado de antemano o piensan tomar. Los informes objetivos no les sirven a sus propósitos. El proyecto ATENEA fue un fracaso anunciado. Es lo que suele ocurrir cuando se prescinde de los técnicos y se echa mano de los pedagogos como pilotos apesebrados, no sólo en Informática Educativa sino en Educación en general. Pero quiero traer aquí un segundo ejemplo, éste de éxito, para compensar. Desde el principio ADIE era consciente de la importancia del ámbito hispanohablante. Por ello, con la intención de coordinar la informática educativa en Iberoamérica, aprovechando los preparativos de los faustos del V Centenario del Descubrimiento de América, se consiguió la creación en 1990 de la RIBIE (Red Iberoamericana de Informática Educativa), sustentada por CYTED-D. Prácticamente todos los países iberoamericanos se involucraron desde el principio en las tareas de RIBIE. El I Congreso Iberoamericano de Informática Educativa organizado por RIBIE tuvo lugar en Santo Domingo, en junio de 1992. La participación de ADIE en RIBIE sigue siendo muy importante.

A pesar de los fracasos y las dificultades, ADIE siguió adelante intentando cumplir con sus compromisos. Mucho ha llovido desde entonces. Los contribuyentes a este número especial de nuestra revista lo saben mejor que yo. Pero antes ¿qué hubo? No temáis. No voy a describir la historia española de la tecnología aplicada a la educación. Pero sí quiero dejar fijado aquí, mejor sitio imposible, el padre del nacimiento en España de la Informática Educativa [Vaquero 10]: José Solé Forés. Yo tuve la suerte, en 1961, de seguir una asignatura de doctorado en Física que él impartía en la Facultad de Ciencias de la Universidad Complutense: Calculadoras Electrónicas. Emplazado en dicha Facultad estaba el Instituto de Electricidad y Automática del CSIC, que dirigía el profesor García Santesmases [Santesmases 82]. Allí se comenzaba un proyecto nuevo. Yo entré a formar parte del grupo que, bajo la dirección de José Solé, se encargó del desarrollo de dicho proyecto: un sistema de enseñanza con computadora. El sistema se presentó funcionando perfectamente en 1964 y se aplicó durante más de diez años en la enseñanza universitaria con gran aceptación y pleno éxito. Desde Solé hasta el nacimiento de ADIE sucedieron muchas cosas, pero todas empezaron con él. 3. Andadura Sigamos con la andadura de ADIE. La organización de las actividades vino guiada por las secciones técnicas que habían de tenerse en cuenta; en definitiva por el reparto de tareas. El mayor esfuerzo se puso en el lanzamiento de nuestra revista, a partir del Número 0 en Septiembre de 1989 (véase Fig. 1). Realmente es una presentación con nuestros datos de identificación, nuestros Estatutos y una declaración de intenciones. Ese Número 0 refleja lo ilusionante que es el nacimiento de una asociación y las esperanzas puestas en ella. Al principio nuestra revista se llamó Boletín de Nuevas Tecnologías Educativas y Recursos Didácticos (no queríamos engañar a nadie) y tenía carácter semestral. A partir de 1994 ya consideramos que no fuera un simple boletín y pasó a llamarse Revista de Enseñanza y Tecnología, con la misma periodicidad que el Boletín hasta 1997,


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pasando a ser cuatrimestral desde entonces. En 2005 se convierte en Revista Iberoamericana de Informática Educativa (IE Comunicaciones) y así continúa hasta hoy.

Figura 1. Portada del Número 0 del Boletín de Nuevas Tecnologías Educativas y Recursos Didácticos

Un propósito ineludible era la preparación de nuestro primer congreso. Como con la revista, que empezó siendo boletín, también queríamos ser cuidadosos con el nombre ‘congreso’. Así pues, los eventos que ADIE empezó organizando sobre informática educativa fueron seminarios, encuentros y simposios, pero fue en 1999 cuando se realizó el primer congreso, CONIED’99 (Congreso Nacional de Informática Educativa) en Puertollano, con gran éxito de público y científico (se aceptaron una cuarta parte de los artículos enviados). Los artículos seleccionados fueron publicados por Kluwer Academic [Ortega y Bravo 00]. Desde entonces se adoptó la fórmula de SIIE (Simposio Internacional de Informática Educativa). Y así continúa.

ADIE ha estado vinculada, institucionalmente o a través de sus miembros, desde siempre a las organizaciones internacionales, no sólo de ámbito iberoamericano, relacionadas con la informática educativa, como es, por ejemplo, el TC3 (Comité Técnico Computers and Education) de la IFIP. También la informática educativa jugó un papel destacado en el XII World Computer Congress IFIP’92 que tuvo lugar en Madrid en septiembre 1992, estando ADIE bien representada en el mismo. Otra actividad imprescindible que hubo de tenerse en cuenta fue la docencia. Aprovechando la Escuela de Verano de la AEIA se desarrollaron Cursos de Verano de Informática Educativa, como el de Torremolinos en la XII Escuela de Verano de Informática, en 1990. Después pudimos organizar los nuestros propios, como el de Ciudad Real en junio de 1995. También Cursos-Talleres, como el de Ciudad Real en 1998, etc. Es claro que esta línea de trabajo docente podría dar excelentes resultados pensando en los profesores de enseñanza secundaria y no sólo en los investigadores universitarios. 4. Reflexión final ¿Se han cumplido las expectativas reflejadas en aquel primitivo Número 0 de la revista? No voy a reflejar aquí la evolución de ADIE; pero sí lo que esperábamos que sucediera y lo que en realidad ha sucedido. ¿Qué esperábamos cuando nos lanzamos a esta aventura? La palabra que expresa mejor nuestras esperanzas iniciales es ‘boom’. La informática educativa se iba a integrar en la educación, con un efecto expansivo en la enseñanza secundaria. Eso es lo que auguraba la composición de la Junta Directiva inicial, como consecuencia de las reuniones promovidas y mantenidas por Alfredo Fernández Valmayor. Sin embargo no hay representación de la enseñanza secundaria entre los actuales miembros de ADIE y, además, nuestra propia evolución ha sido mucho menos expansiva de lo que pensábamos. Nos hemos quedado en la investigación universitaria. Está bien. Se hace lo que se puede. La muestra, brillante, es este número especial de la revista. Pero no basta. No es un defecto nuestro sino muy generalizado en la universidad española. Salvamos los muebles en


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publicaciones científicas, pero suspendemos en la aplicación de nuestra investigación. Así que no basta. El campo de aplicación de la informática educativa es, forzosamente, la educación, con la intención de mejorarla. Consecuentemente hay que incidir en la práctica de la enseñanza, sobre todo en la educación secundaria. Es un hecho que la informática ha penetrado en la escuela. ¿Cómo no si está en todos los ámbitos? Pero ¿y la Informática Educativa? Es evidente que no se está aplicando ningún tipo de criterio para ayudar con la tecnología al profesor y al alumno. Los profesores de secundaria decían en aquellos primeros tiempos que venían a ADIE para aprender; pero ¿aprender qué? Aparte de usar las computadoras en las aplicaciones generales, lo que no es materia exclusiva de ADIE, ¿qué más van a necesitar en el centro de enseñanza? Nadie les responde. Es claro que, en esas condiciones, ADIE no puede ayudarlos. Una verdadera lástima. Sin embargo es irrenunciable el papel que la Informática debe jugar en la educación secundaria y la influencia que ADIE debe tener en ese ámbito. No basta la investigación, condición necesaria, para justificar el mantenimiento de nuestra asociación. Es preciso que nuestra experiencia tenga reflejo en la mejora de la educación secundaria. Debemos sacarla entre todos del pozo en que ha caído. Reflexionemos y hagamos los esfuerzos necesarios. Merece la pena.

Por último, un ámbito ineludible de consideración es el iberoamericano, en particular el hispanoamericano. La Ínformática, en especial la Informática Educativa, en español para usuarios de lengua española, requiere coordinación obligada entre todos los países hispanohablantes. Debemos hacer nuestros deberes y no dejar que nos los hagan adelantándose desde el ámbito angloamericano. Pongamos inteligencia, conocimiento y esfuerzo en las tareas importantes para nuestros intereses comunes. Referencias

[Ortega y Bravo 00] M. Ortega, J. Bravo (Eds.), ‘Computers and Education in the 21st Century’, Kluwer Academic Publishers

[Santesmases 82] J. García Santesmases, “Early computer developments in Madrid” Annals of the History of Computing, V 4, N 1, pp. 31-34. Enero 1982

[Vaquero 10] A. Vaquero, “Los comienzos de la Enseñanza Asistida por Computador. Papel de España” IE Comunicaciones, N 11, pp. 3-10. Enero – Junio 2010

IEIEIEIE Comunicaciones Número 15, Enero-Junio 2012, pp 11-17 Revista Iberoamericana de Informática EducativaInformática EducativaInformática EducativaInformática Educativa ArtículosArtículosArtículosArtículos


CHICO (Computer – Human Interaction and

Collaboration), UCLM

Manuel Ortega, Ana I. Molina, Miguel Á. Redondo, Crescencio Bravo, Pedro P. Sánchez-Villalón, Maximiliano Paredes, Rafael Duque, Francisco Jurado, Jesús Gallardo

Escuela Superior de Informática

Universidad de Castilla – La Mancha Paseo Universidad, 4. 13071 Ciudad Real

[email protected]

Resumen: El grupo CHICO de la Universidad de Castilla – La Mancha desarrolla su investigación en los campos de la Informática Educativa (e-Learning) y la Interacción Persona - Computador. Entre las líneas de interés del grupo se encuentran los sistemas colaborativos (CSCW y CSCL), la Computación Ubicua y el análisis de la usabilidad. Palabras clave: E-Learning, HCI, CSCW, CSCL, Computación Ubicua, Usabilidad, Análisis de la interacción, Generación automática de interfaces de usuario. Abstract: The work of the CHICO Group from the University of Castilla – La Mancha is developed in e-Learning and Human - Computer Interaction research fields. The main research lines of the group are collaborative systems (CSCL and CSCW), Usability, Interaction Analysis and the automatic generation of User Interfaces. Key words: E-Learning, HCI, CSCW, CSCL, Ubiquitous Computing, Usability, Interaction Analysis, Automatic generation of User Interfaces.

1. Presentación El grupo CHICO de la Universidad de Castilla – La Mancha comienza su trabajo en 1999, recogiendo la tradición del anterior grupo de investigación en Informática Educativa de la UCLM denominado GIE (Grupo de Informática Educativa) que desarrollaba su trabajo desde 1990. El grupo en la UCLM lo integran en la actualidad los siguientes miembros :

• Dr. Manuel Ortega Cantero, Catedrático de Universidad. Director de CHICO

• Dr. Miguel Ángel Redondo Duque. Profesor Titular de Universidad.

• Dr. Crescencio Bravo Santos. Profesor Titular de Universidad.

• Dr. Miguel Lacruz Alcocer. Profesor Titular de Universidad.

• Dra. Ana Isabel Molina Díaz. Profesora Contratada Doctora.

• Dra. Asunción Sánchez Villalón. Profesora Titular de Escuela Universitaria.

• Dr. Francisco Jurado Monroy. Profesor Asociado.

• José Ramón Sánchez Palomares. Profesor Asociado.

En cuanto al personal adscrito al grupo o en colaboración con este, podemos mencionar a los siguientes miembros:

• Dr. Maximiliano Paredes Velasco. Profesor Titular de Universidad en la URJC. Se

CHICO, UCLM

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encuentra asimismo integrado en el grupo LITE de la URJC.

• Dr. Rafael Duque Medina. Profesor Contratado Doctor en la Universidad de Cantabria.

• Dr. Jesús Gallardo Casero. Profesor Ayudante Doctor en la Universidad de Zaragoza.

Las líneas de trabajo del grupo CHICO en general son la Informática Educativa y la Interacción Persona – Computador y debido a ello han participado activamente en ADIE y AIPO como Asociaciones vertebradoras de ambas líneas de investigación. Nuestro objetivo es el de aplicar nuevos métodos, técnicas, herramientas y procesos de Ingeniería Informática para el desarrollo científico y tecnológico de las siguientes áreas: • Dentro de la Informática Educativa y Sistemas

de e-Learning: o Diseño de modelos computacionales en

sistemas de aprendizaje. o Integración de ontologías, estándares y

objetos de aprendizaje en sistemas de e-Learning.

• Dentro de la Interacción Persona - Computador: o Diseño y especificación de interfaces de

usuario cooperativos y colaborativos. o Diseño de la interacción mediante los

paradigmas de computación móvil, ubicua y realidad aumentada.

o Análisis de usabilidad de sistemas informáticos

Los sistemas desarrollados en realidad participan de las dos líneas de investigación y dentro del área de la Informática Educativa se engloban principalmente en las áreas de Computer Supported Collaborative Learning (CSCL), Computación Ubicua y Móvil aplicada a la Educación y/o en Inteligencia Artificial aplicada a la Educación. Las tesis doctorales elaboradas en el grupo CHICO son las siguientes:

• “Marco de desarrollo de Sistemas Groupware Interactivos Basado en Integración de Procesos y Notaciones”. Doctorando: William Joseph Giraldo Orozco. Directores: Ana Isabel Molina Díaz y Manuel Ortega Cantero.

• “Un método dirigido por Modelos para el Desarrollo de Sistemas Colaborativos de Modelado Independientes del Dominio”. Doctorando: Jesús Gallardo Casero. Directores: Crescencio Bravo Santos y Miguel Ángel Redondo Duque.

• “Un Framework para análisis proceso-producto de la colaboración en sistemas groupware”. Doctorando: Rafael Duque Medina. Directores: Crescencio Bravo Santos y Manuel Ortega Cantero.

• “Proposal for Evaluating Computer Programming Algorithms to Provide Instructional Guidance and Give Advice”. Doctorando: Francisco Jurado Monroy. Directores: Miguel Ángel Redondo Duque y Manuel Ortega Cantero.

• “Writing on the Web with AWLA: Development of the Writing Skill in a Technology-Enhanced E-Learning Environment”. Doctorando: Pedro Pablo Sánchez Villalón. Directores: Manuel Ortega Cantero y Nicolás Campos.

• “Una propuesta metodológica para el Desarrollo de la Interfaz de Usuario en Sistemas Groupware”. Doctorando: Ana Isabel Molina Díaz. Directores: Miguel Ángel Redondo Duque y Manuel Ortega Cantero.

• “AULA: Un sistema ubicuo de enseñanza-aprendizaje colaborativo”. Doctorando: Maximiliano Paredes Velasco. Directores: Manuel Ortega Cantero y Ángel Velázquez Iturbide.

• “Un sistema de soporte al Aprendizaje Colaborativo del diseño domótico mediante herramientas de Modelado y Simulación”. Doctorando: Crescencio Bravo Santos. Directores: Manuel Ortega Cantero y Felisa Verdejo Maíllo.

• “Planificación colaborativa del diseño en entornos de simulación para el aprendizaje a distancia”. Doctorando: Miguel Ángel Redondo Duque. Directores: Manuel Ortega Cantero y Felisa Verdejo Maíllo.

• “Planificación del diseño en entornos de simulación para el aprendizaje a distancia”. Doctorando: José Bravo Rodríguez. Directores: Felisa Verdejo Maíllo y Manuel Ortega Cantero.


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En los siguientes apartados presentaremos algunos resultados clasificados según la línea de investigación en Informática Educativa a los que pertenecen. 2. Sistemas Colaborativos para Aprendizaje: CSCL Nuestros primeros trabajos pueden englobarse dentro de la Inteligencia Artificial aplicada a la Educación (AIED). Muchos de nuestros desarrollos tienen esta componente aunque también puedan considerarse como sistemas colaborativos o de computación móvil o ubicua. Los primeros trabajos que presentamos son los llevados a cabo para la enseñanza de la Domótica, tecnología enfocada a la automatización integral de viviendas y edificios y que representan estudios tanto de grado universitario como de Formación Profesional. Se implementaron Sistemas Colaborativos de Aprendizaje Asíncronos [Redondo et al. 07] (ver Figura 1) y Síncronos [Bravo et al. 06] (ver Figura 2). En estos sistemas se tienen en cuenta tanto las contribuciones individuales de los estudiantes como la colaboración entre estos y si la colaboración mejora los resultados para los problemas propuestos (Figura 3).

Figura 1. Entorno CSCL asíncrono de Domosim-TPC

Figura 2. Entorno CSCL síncrono de Domosim-TPC

Figura 3. Análisis Proceso-Producto en el entorno CSCL Domosim-TPC

Los estudiantes tienen que resolver problemas de domótica de complejidad creciente y el sistema utiliza mecanismos basados en Inteligencia Artificial para comprobar la calidad del resultado propuesto con una ayuda implementada mediante andamiaje (scaffolding). Como se ha comentado el proceso de colaboración y la bondad de la solución planteada por los alumnos se monitoriza en base a un conjunto de variables cualitativas y cuantitativas que se expresan mediante variables lingüísticas basadas en lógica difusa. Como complemento al análisis proceso – producto en entornos CSCL que ya se realizaba en el entorno

CHICO, UCLM

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Domosim-TPC tenemos una línea de investigación en análisis de la colaboración que nos permite obtener detallados informes de la actividad colaborativa mediante un Framework denominado FAPPEC [Duque et al. 11]. Este Framework puede ser utilizado en herramientas tanto de CHICO como de otros autores para monitorizar la actividad colaborativa de los participantes en un entorno colaborativo y puede definirse mediante una herramienta con manipulación directa los distintos parámetros a visualizar. En la Figura 4 podemos observar esta herramienta de autor diseñada para modelar la intervención de un sistema CSCL.

Figura 4. Herramienta de autor para el modelado de la intervención.

Otra línea de trabajo en Sistemas Colaborativos que lleva a cabo el grupo CHICO es la de la generación automática de Aplicaciones Groupware Síncronas tanto para entornos CSCL como CSCW (Computer Supported Cooperative Work). En este caso se ha diseñado un método dirigido por modelos para el desarrollo de sistemas colaborativos de modelado independientes del dominio [Gallardo et al. 11]. En la Figura 5 puede observarse una aplicación generada mediante nuestra herramienta que serviría en este caso para que los participantes (con su foto a la izquierda del sistema) puedan generar diagramas ConcurTaskTree (CTT) de forma colaborativa.

Figura 5. Entorno Colaborativo generado mediante modelos (En este caso se generan Diagramas CTT).

3. Computación Móvil y Ubicua Los sistemas para computación móvil y ubicua que CHICO ha desarrollado se pueden clasificar en: a) aquellos que significan evoluciones de sistemas previos creados de nuevo mediante adaptación a las características de la computación ubicua, b) evoluciones de aplicaciones previas generadas semi-automáticamente y c) sistemas que se crearon expresamente. Entre los primeros casos están las aplicaciones móviles para Domosim-TPC generadas ad hoc o semiautomáticamente y en el último caso se encuentra el sistema AULA [Paredes et al. 07]. El sistema AULA fue diseñado para la enseñanza de lenguas extranjeras mediante dispositivos de tipo PDA [Paredes et al. 09]. Los estudiantes tienen que realizar un escrito de forma colaborativa dividiendo este de una manera estructurada en ideas y aspectos. El sistema puede utilizarse en el aula o fuera de ella existiendo un mecanismo de sincronización de los escritos generados.


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Figura 6. Una de las aplicaciones del sistema Ubicuo

colaborativo AULA AULA tiene una versión web denominada AWLA (A web-based Language Appliance) [Sanchez-Villalon et al. 07] que se ha utilizado con éxito en cursos de idiomas y que se complementa con el sistema AIOLE [Sánchez-Villalón et al. 07], un generador de sistemas web para aprendizaje de lenguas extranjeras. AWLA (Figura 7) es un sistema de tipo wiki con diversas herramientas lingüísticas en línea que permite la edición colaborativa de textos en distintos idiomas con posibilidades de corrección por parte del profesor y con herramientas para evitar el plagio por parte de los estudiantes.

Figura 7. Un escenario de escritura del sistema AWLA.

Figura 8. AIOLE en su implementación para CiviErasmus Por su parte el generador de Personal Learning Environments (PLE) denominado AIOLE permite la creación de cursos en línea como el utilizado por la Universidad de Castilla – La Mancha en sus cursos para estudiantes Erasmus CiviErasmus (Figura 8). Estos sistemas de AWLA se complementan con diversas herramientas adicionales como un gestor de E-portfolios, además de las mencionadas herramientas lingüísticas que hacen uso de diccionarios, WordNet, tesauros, etc. AWLA y AIOLE fueron desarrollados por el Dr. Pedro P. Sánchez Villalón, Catedrático de Escuela Oficial de Idiomas jubilado, quien todavía colabora sin ningún ánimo de lucro con el grupo. 4. Sistemas Tutores Inteligentes Por último vamos a tratar un tipo de sistemas que pueden englobarse dentro de los Tutores Inteligentes, aunque como en los casos anteriores participen también de algunas características de CSCL. Coala [Jurado et al. 09] es un sistema de aprendizaje de técnicas de programación (Figura 9) que permite la corrección automática de los programas que realiza el alumno en un entorno real como es Eclipse. Mediante unas métricas que se convierten a variables difusas se puede comparar el algoritmo propuesto por el estudiante con el que se ha dado como referencia por parte del profesor. Además tiene la posibilidad de escribir a mano alzada comentarios explicativos por parte del profesor en un dispositivo de tipo Tablet o en una pizarra interactiva (Figura 10).

CHICO, UCLM

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Figura 9. El entorno de enseñanza de la programación COALA

Figura 10. Anotaciones a mano alzada en el entorno de

enseñanza de la programación COALA 5. Trabajo futuro En la actualidad estamos diseñando experimentos de usabilidad utilizando técnicas de Eye Tracking para todas las aplicaciones que el grupo CHICO ha desarrollado. El concepto de Eye Tracking hace referencia a un conjunto de tecnologías que permiten monitorizar y registrar la forma en la que el usuario mira una determinada interfaz mientras interacciona con ella; en concreto en qué áreas fija su atención, durante cuánto tiempo y qué orden sigue en su exploración visual. El estudio en profundidad de las interfaces de usuario desarrolladas por CHICO mediante el EyeTracker (Figuras 11 y 12) nos permitirá la redefinición de dichas interfaces de usuario o el estudio de nuevos parámetros a tener en

cuenta en el análisis de la actividad desarrollada por los usuarios de un sistema colaborativo. Por último, como nuevo trabajo que estamos emprendiendo tenemos que citar la integración de nuestros sistemas previos con los realizados por el grupo LITE de la URJC para la enseñanza de técnicas de programación en distintos paradigmas.

Figura 11. Eye Tracker para dispositivos móviles en el Laboratorio de Usabilidad de CHICO

Figura 12. Eye Tracker debajo de un monitor TFT en el Laboratorio de Usabilidad de CHICO

Agradecimientos Estos trabajos se vienen desarrollando gracias a la ayuda TIN2011-29542-C02-02 del Ministerio de Educación de España y a los proyectos PEII11-0133-6335 y PPII11-0013-1219 de la Consejería de Educación y Ciencia de la Junta de Comunidades de Castilla – La Mancha.


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Referencias

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Computer Applications, 29(4), 321-342, 2006.

[Duque et al. 11] R. Duque, C. Bravo, M. Ortega, M. A model-based framework to automate the analysis of users' activity in collaborative systems. Journal of �etwork and Computer

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[Gallardo et al. 11] J. Gallardo, A. Molina, C. Bravo, M. Redondo, C. Collazos. An Ontological Conceptualization Approach for Awareness in Domain-Independent Modeling Groupware: Application to a Model-Driven Development Method. Expert Systems with

Applications, 38(2), 1099-1118, 2011.

[Jurado et al. 09] F. Jurado, A. Molina, M. Redondo, M. Ortega, A. Giemza, L. Bollen. Learning to Program with COALA, a Distributed Computer Assisted Environment. Journal of Universal Computer Science, 15(7), 1472-1485, 2009.

[Paredes et al. 09] M. Paredes, A. Molina, M. Redondo, M. Ortega. Developing Collaborative User Interfaces for Ubiquitous Applications Using CIAM: The AULA Case Study. Journal of Universal Computer

Science, 14(16), 2009.

[Paredes et al. 07] M. Paredes, P.P. Sánchez-Villalón, M. Ortega, J.A. Velázquez-Iturbide. Collaborative Composition in a Foreign Language with Handheld Computing and Web Tools. Journal of Universal Computer

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[Redondo et al. 07] M.A. Redondo, C. Bravo, M. Ortega, F. Verdejo. Providing adaptation and guidance for design learning by problem solving. The DomoSim-TPC approach. Computers and Education, 48(4), 642-657, 2007.

[Sánchez-Villalón et al. 07] P.P. Sánchez-Villalón, M. Ortega. Accessibility in a Ubiquitous Collaborative Learning Environment. IEEE Distributed Systems Online, 2007.

[Sánchez-Villalón et al. 07] P.P. Sánchez-Villalón, M. Ortega. AWLA and AIOLE for Personal Learning Environments. International

Journal of Continuing Engineering

Education and Life-Long Learning

(IJCEELL), 17(6), 418-431, 2007.



DEI Lab (Interactive Systems Group), UC3M

Telmo Zarraonandia1, Paloma Díaz

2, Ignacio Aedo

3

Departamento de Informática, Universidad Carlos III de Madrid

Avda. de la Universidad, 30 28911 Leganés - Madrid - España

{1tzarraon, 2pdp} @inf.uc3m.es, [email protected]

Resumen: Se presenta el grupo de investigación DEI (Interactive System Group), de la UC3M. Sus líneas principales de investigación son los sistemas hipermedia para la educación, la ingeniería de la Web e hipermedia y los nuevos paradigmas de interacción hombre-máquina (HCI). Palabras clave: sistemas hipermedia para la educación, ingeniería de la Web, HCI. Abstract: The DEI group (Interactive System Group) from UC3M is presented. The main research lines of DEI are hypermedia systems for education, Web Engineering and hypermedia and the new Human-Computer Interaction (HCI) paradigms.

Key words: hypermedia systems for education, Web Engineering, HCI. 1. Presentación El grupo DEI Lab (Interactive Systems Group) del Departamento de Informática de la Universidad Carlos III de Madrid se fundó en el año 1995 y está dirigido por la catedrática Paloma Díaz. En la actualidad cuenta con un total de 25 integrantes de los cuales 7 de ellos son doctores y 14 estudiantes de doctorado. A lo largo de su historia el grupo ha desarrollado su actividad investigadora en distintas áreas principalmente relacionadas con la Web, el acceso a la información y los sistemas interactivos. Los principales dominios de aplicación de sus contribuciones han sido por una parte el área de la educación, y por otra la preparación y gestión de situaciones de emergencia. En cuanto al primero caben destacar entre las aportaciones realizadas distintos sistemas adaptativos hipermedia para el aprendizaje, métodos de desarrollo de material didáctico, videojuegos educativos y sistemas de m-learning para el aprendizaje de lenguas extranjeras [Romero et al. 10].

En lo referente al área de emergencias se han desarrollado tanto sistemas que prestan servicio a los actores involucrados en la respuesta a la emergencia, como por ejemplo sistemas web para la gestión de información ARCE ([Gómez et al. 06], SIGAME [Montells et al, 06]) o comunicación (RemaWeb), como aplicaciones para mejorar la cooperación y comunicación entre los propios ciudadanos (eStories [Bellucci et al. 10]). En las siguientes secciones detallamos algunas de estas aportaciones. 2. Sistemas hipermedia para la educación Los sistemas hipermedia organizan la información multimedia en una serie de unidades conceptuales, habitualmente llamadas nodos, que están relacionadas por medio de enlaces navegables que hacen posible la libre exploración del espacio de información por parte de los usuarios. Constituyen una evolución de los sistemas hipertexto que aparecieron a lo largo de la década de los sesenta, y en la actualidad se han convertido en una tecnología

DEI Lab, UC3M

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madura de la cual los sistemas web se consideran como un subconjunto. A lo largo de la década de los 90 el grupo de investigación realizó varios desarrollos de aplicaciones hipermedia que permitieron explorar e investigar las posibilidades que este tipo de sistemas entre los cuales caben destacar los entornos de aprendizaje hipermedia CESAR, NOW-Graduado y CIPP. 2.1 CESAR CESAR [Aedo et al. 95] es un entorno de aprendizaje hipermedia destinado a ayudar a niños con deficiencias auditivas a conseguir la competencia necesaria en los lenguajes gestual y escrito. Este sistema inicia al niño en la estructura de un relato y le proporciona la experiencia necesaria mediante el uso de libros e historias. El modelo de sistema educativo adoptado está conformado por tres componentes básicos: una biblioteca de libros, un conjunto de elementos periféricos y los estilos de aprendizaje del usuario. El eje central de la aplicación son los libros que se encuentran en una biblioteca (o librería) y que están compuestos por un relato y un conjunto de entrenamientos. Los entrenamientos se organizan como ejercicios que pertenecen a una determinada categoría y que se resuelven siguiendo una estrategia que se adapta a las necesidades marcadas por el estilo de aprendizaje del alumno. Como herramientas externas se incluyen un diccionario y un cuaderno personal, en el que cada niño puede pegar aquellas cosas que desee o crear otras nuevas haciendo uso de un estuche. 2.2 OW-Graduado Now-Graduado [Aedo et al. 97] es una aplicación hipermedia que se desarrolló en el año 1997 con el fin de ayudar a adultos a adquirir los conocimientos fundamentales del Graduado Escolar. Se trata de un sistema híbrido, en el que el componente principal es un CD con los contenidos del curso pero que además usa unos archivos almacenados en el ordenador del usuario en los que

se registraba la actividad de éste con el fin de saber qué había hecho en las sesiones precedentes y así poder actuar en consecuencia. El contenido educativo era organizado a través de una serie de módulos compuestos de lecciones, donde cada lección incluía explicaciones teóricas, ejemplos visuales y ejercicios interactivos que permiten a los estudiantes verificar la adquisición del conocimiento. Con el fin de conseguir que el estudio de la materia fuese más ameno, el contenido didáctico combinaba distintos tipos de recursos, como video, animaciones e imágenes, y proporcionaba varios tipos de enlaces entre conceptos y explicaciones con los que se perseguía facilitar la navegación y acceso a la información. 2.3 CIPP

CIPP [Aedo et al. 2000] es un libro electrónico hipermedia para la Web desarrollado en 1996 con el fin de facilitar el aprendizaje del lenguaje de programación PASCAL. Fue distribuido como CD-ROM y publicado por McGraw-Hill Interamericana (ISBN 84-481-1200-8). El sistema trataba de proveer soporte a la adquisición de conocimiento tanto factual como procedimental en la materia a través de una estructura de hipertexto en la que se incluían actividades interactivas, herramientas de anotación y mecanismos de autoevaluación. La utilidad de CIPP como recurso educativo fue evaluada y corroborada a lo largo de un curso de 37 horas y 8 días de duración en el participaron 19 estudiantes.

3. Ingeniería de la Web y Sistemas

Hipermedia Una de las líneas de trabajo donde el grupo ha sido más activo en los últimos años ha sido en el de la ingeniería de la Web, y más en general de los sistemas hipermedia. Al igual que cualquier otro tipo de sistema software, el diseño y desarrollo de tipo de sistemas requiere el empleo de un método sistemático y bien definido, si bien los métodos y técnicas propios de la ingeniería


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del software no son directamente aplicables a este dominio, puesto que no recogen los aspectos estéticos y cognitivos de los mismos [Nanard et al. 95] que, además, suelen ser desarrollados siguiendo un proceso muy iterativo y progresivo [Lowe et al. 98]. Así pues, se hace necesario el empleo de métodos y técnicas específicamente desarrolladas para estas tecnologías que respondan a la necesidad de contar, por ejemplo, con mecanismos para modelar sofisticadas estructuras de navegación, comportamientos interactivos o interfaces con aplicaciones externas. Entre los distintos trabajos que el grupo ha desarrollado en este área caben destacar el método Ariadne de ingeniería para sistemas hipermedia y Web, el framework MODUWEB para el desarrollo basado en modelos de sistemas web diseño modular de sistemas web, y el sistema de creación colaborativa de materiales educativos MD2.

3.1 Ariadne Development Method Ariadne Development Method (ADM) [Díaz et al. 01a; Díaz et al. 05a] es un método de ingeniería que plantea un proceso sistemático, integrador e independiente de la plataforma de implementación para modelar y evaluar aplicaciones y sistemas hipermedia. Por un lado, el modelo de proceso es iterativo y centrado en el usuario con objeto de mejorar la usabilidad de las aplicaciones resultantes. Por otro, establece un conjunto de fases en las que se deben generar una serie de productos mediante los cuales se tienen en cuenta todas las características del sistema, ya sean de navegación, estructurales, de presentación, de interacción, de acceso o de funcionamiento. Tres aspectos clave de ADM son: incluir productos para diseñar las características propias de los contenidos multimedia, ofreciendo la posibilidad de especificar relaciones espacio-temporales, abordar el modelado de requisitos funcionales, tanto de los relacionados con las capacidades de navegación como de otros servicios complejos; y finalmente, soportar el modelado de usuarios y de políticas de acceso.

ADM cuenta con una herramienta de automatización, AriadneTool (Figura 1), con la que se pueden generar prototipos a partir de los productos del diseño.

Figura 1. Captura de pantalla de la herramienta AriadneTool

3.2 MODUWEB El marco de trabajo MODUWEB [Díaz et al. 09a] (Figura 2) propone una solución integradora para el desarrollo de sistemas web que toma en consideración los meta-modelos pertenecientes a los diversos dominios que este tipo de sistemas involucra. En concreto, propone la combinación de tres meta-modelos específicos de dominio o perspectivas de diseño: uno orientado a especialistas en el dominio y a usuarios, y que a modo de ejemplo ha sido restringido al área de la tele-educación (p.ej. IMS LD [Koper and Manderveld, 04]); un meta-modelo de hipermedia/web que proporciona el marco de diseño software (p.ej. Labyrinth [Díaz et al. 01b], WebML [Ceri et al. 00], WSDM [Troyer et al. 98], OO-METHOD [Pastor et al. 97], etc.); y un tercer meta-modelo con conceptos de ingeniería de usabilidad para diseñar la interfaz de usuario y la interacción con el sistema (p.ej. GOMS [Card et al. 83], OAI, etc.). La idea es que cada miembro del equipo de desarrollo se exprese con herramientas propias de su área de conocimiento para optimizar su productividad y, a su vez, las distintas perspectivas se integren de manera automática en una única representación formal para garantizar la integridad y la consistencia del diseño final. La Figura 2 muestra la arquitectura del sistema final desarrollado siguiendo el enfoque MODUWEB.

DEI Lab, UC3M

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Figura 2. Arquitectura del marco de trabajo MODUWEB Para dar soporte al modelado del proceso educativo se desarrolló una herramienta visual de autoría de unidades de aprendizaje especificadas mediante IMS LD llamada LDCake [Zarraonandia el al. 09]. Por otro lado, la herramienta AriadneTool permitía al experto en hipermedia la manipulación del sistema hipermedia resultante de la transformación teniendo en cuenta los requisitos específicos de su perspectiva de diseño, como la usabilidad del sistema, su accesibilidad. Antes de llevar a cabo la generación del código se lanza un proceso de validación que comprueba que el diseño final del sistema hipermedia sigue correspondiéndose con el inicial llevado a cabo mediante IMS LD. 3.3 MD2 En la última década hemos vivido un espectacular aumento de uso de herramientas de aprendizaje soportado mediante ordenador que se ha debido en parte a la necesidad de proporcionar soporte a todos los niveles al aprendizaje en modalidad lifelong learning, y en parte a las posibilidades ofrecidas por Internet como plataforma de distribución de material educativo para soportar el acceso al mismo en cualquier momento y cualquier lugar. El proyecto MD2 [Padrón et al. 05] trató de responder a las necesidades derivadas de este aumento mediante la extensión de ciertos estándares de objetos de aprendizaje ya existentes para permitir incorporar conceptos como ontologías y adaptación al contexto, la definición de un método para la creación colaborativa de contenidos de aprendizaje, y la especificación de un marco de evaluación que

permitiese probar la usabilidad y utilidad de las aplicaciones educativas desarrolladas. Tanto las distintas etapas del método de creación como las del marco propuesto para la evaluación del material son soportadas mediante distintos conjuntos de descriptores que relacionan descripciones técnicas de alto nivel de diversos estándares de eLearning con otras más simples y cercanas a los miembros del equipo de desarrollo.

4. Nuevos paradigmas de interacción y videojuegos educativos Otra de las áreas a las que el grupo ha prestado una especial atención a lo largo de su historia ha sido el de la interacción hombre-máquina, y dentro de esta área y más específicamente, las nuevas formas de interacción que van apareciendo como consecuencia de la sucesión de avances tecnológicos, y sus posibilidades de uso y aplicación. Dentro de este campo caben destacar los trabajos realizados por el grupo en el campo de las interfaces tangibles y en su aplicación al área de los videojuegos educativo, campo en el que, por otra parte, el grupo está siendo especialmente activo en los últimos años. 4.1 Interfaces tangibles

Las interfaces tangibles (tangible bits o tangible interfaces) se basan en el aumento computacional del entorno físico con el fin de encontrar formas de combinar información digital con superficies y objetos comunes y conseguir una interacción entre persona e información intuitiva y natural. Con el fin de explorar y analizar las posibilidades ofrecidas por esta técnica para el campo de la educación se ha desarrollado un juego para niños (Figura 3) del tipo de reconocimiento de patrones que persigue el entrenamiento de este tipo de habilidades en el jugador. En el juego el programa proporciona al niño la descripción de una determinada pieza y éste debe escoger de entre todas las disponibles en una caja aquella cuyo color, forma, material y tamaño se corresponde a la descripción proporcionada, y


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colocarla en una determinada superficie enfocada por un cámara web. A partir de la captura de imagen proporcionada por la cámara el programa evaluará si la pieza seleccionada es correcta e informará al niño del acierto o fallo en la tarea. El juego ha sido desarrollado mediante la librería de código abierto Trackmate [Kumpf 09] y se ha llevado a cabo una evaluación pre-liminar con niños con resultados muy positivos [González et al. 12].

Figura 3. Juego de reconocimiento de patrones mediante interfaces tangibles.

4.2 Videojuegos educativos

El principal objetivo del proyecto URThey es explorar el uso de herramientas basadas en la web 2.0 y en paradigmas de interacción avanzados para fomentar la preparación ante las emergencias de comunidades, formales o no, así como la cooperación y comunicación durante la fase de respuesta. Parte de dicho objetivo se centra en mejorar la preparación de los niños ante los riesgos más habituales, para lo cual se plantea el desarrollo de juegos sociales on-line de situación o simulación. Con este fin se ha desarrollado el juego on-line multi-jugador “Safety Villages” (Figura 4) [Ruíz et al. 12], en el cual los niños desplazan sus avatares a través de un mundo virtual que se encuentra dividido en varios pueblos cada uno de los cuales contiene un conjunto de mini-juegos para el entrenamiento de distintas habilidades relacionadas con la respuesta en emergencia, como la identificación de riesgos, el aprendizaje de la correcta acción a tomar en cada

caso o la identificación de las señales que indican una ruta de evacuación. El proceso de diseño de los juegos ha sido guiado por el modelo conceptual presentado en [Zarraonandia et al. 2011], y llevado a cabo utilizando técnicas de co-diseño con niños.

. Figura 4. Captura de pantalla del juego “Safety Village” 5. Principales referencias A continuación se detallan algunas de las principales referencias de las contribuciones del grupo:

[Aedo et al. 95] I. Aedo, N. Catenazzi y R. Calzada. ‘Electronic Stories for Deaf Children in a Hypermedia Environment (CESAR)’. Actas de ED-MEDIA 95. Graz (Austria). Junio. Págs. 63-68 (1995).

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[Aedo et al. 04] I. Aedo, P. Díaz, M. Á. Sicilia, A. Colmenar, P. Losada, F. Mur, M. Castro y J. Peire, ‘Sistemas multimedia: análisis, diseño y evaluaión’, Editorial UNED, 2004

DEI Lab, UC3M

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[Bellucci et al. 10] A. Bellucci, A. Malizia, P. Díaz and I. Aedo, ‘Framing the design space for novel crisis-related mashups: the eStoryS example’, in Proceedings of the 7th International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management (ISCRAM 2010). Vol. 1, p. 1-10. 2010.

[Díaz et al. 01a] P. Díaz, I. Aedo and S. Montero ‘Ariadne, a development method for hypermedia’, Dexa 2001, Munich, 4-6 September, LNCS 2113, pp. 764-774, 2001

[Díaz et al. 01b] P. Díaz, I. Aedo, and F. Panetsos. ‘Modeling the dynamic behavior of hypermedia applications’. IEEE TSE, 27(6):550–572, 2001

[Díaz et al. 04] P. Díaz, S. Montero and I. Aedo, ‘AriadneTool: Automating the Development of Hypermedia and Web Applications’, in ERCIM News 58, Special Issue on Automate Software Engineering, 2004.

[Díaz et al. 05a] P. Díaz, S. Montero and I. Aedo, ‘Modelling hypermedia and web applications: the Ariadne development method’, in Information Systems, 30 (8), p. 649-673. 2005

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[Díaz et al. 09a] P. Díaz, E. Guerra, T. Zarraonandia, I. Aedo and C. L. Padrón: "A meta-modeling based approach for the multi-disciplinary design of web educational systems", in Journal of Universal Computer Science. 15 (7), p. 1440-1454. 2009.

[Díaz et al. 09b] P. Díaz, M. B. Rosson, I. Aedo and John M. Carroll: ‘Web Design Patterns: Investigating User Goals and Browsing Strategies. IS-EUD’, in LNCS 5435, p. 186-204. 2009

[Díaz et al. 11] P. Díaz, E. Giaccardi and I. Aedo: ‘Rethinking Education in a Changing World: Toward a Curriculum for Digital Living’, in ACM

Interactions, p. 64-68. 2011. (18:4 (July + August 2011))

[Díez et al. 09] D. Díez, P. Díaz, A. Malizia, I. Aedo, C. Fernández and J. M. Dodero, ‘A methodological approach to encourage the Service-Oriented Learning Systems development’, in Educational Technology and Society, 12(4), p. 138-148. 2009.

[González et al. 12] C. González, D. Díez, P. Díaz, I. Aedo, ‘Instinctive Game Environment: Exploring the Application of Natural Interfaces for Supporting Game-based Learning’. To be published in the proceedings of the 12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT) Rome, Italy, July, 2012

[Gómez et al. 06] P. Gómez, I. Aedo, F. Sainz and P. Díaz: "m-ARCE: Designing a Ubiquitous Mobile Office for Disaster Mitigation", in ISCRAM. Newark, USA. 2006.

[Montells et al. 06] L. Montells, S. Montero, P. Díaz , I. Aedo and J. de Castro, ‘SIGAME: Web-based system for resources management on Emergencies’, in ISCRAM, USA. 2006.

[Olsen et al. 10] K. Olsen and A. Malizia, ‘Following Virtual Trails’, in IEEE Potentials magazine, Vol. 29, n.1, p. 24-28. 2010

[Padrón et al. 05] C. L. Padrón, J. M. Dodero, P. Díaz and I. Aedo: "The Collaborative Development of Didactic Materials", in Computer Science and Information Systems, ISSN, Vol. 2 (2), p. 1820-0214, 2005

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[Ruíz et al. 12] M.R. Ruíz, T. Zarraonandia, P- Díaz and I. Aedo, ‘Safety Villages: a computer game for raising children’s awareness of risks’ To be publised in proceedings of Intelligent Human Computer Systems for Crisis Response and Management, ISCRAM. Vancouber, Canada. April 2012


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[Zarraonandia et al. 06] T. Zarraonandia, J. M. Dodero and C. Fernández, ‘Crosscutting Runtime Adaptations of LD Execution’, in Educational Technology & Society, ISSN 1176-3647, vol 9 (1), p. 123-137. 2006.

[Zarraonandia el al. 09] T. Zarraonandia, E. Guerra, P. Díaz and I. Aedo, ‘LDCAke: A visual editor of Units of Learning’, in Proceedings of IADIS International Conference of Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA), pp. 3-9, 2009

[Zarraonandia et al. 11] T. Zarraonandia, P. Díaz, I. Aedo and R. M. Ruíz, ‘Seeking Reusability of Computer Games Designs for Informal Learning’, in Proceedings of the 11th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), Athens (Georgia), USA, July 2001

Agradecimientos Los autores del artículo desean expresar su agradecimiento a los integrantes actuales y pasados del grupo de investigación DEI.

Referencias

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DIEEC (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica

y de Control), U�ED

Sergio Martín, Elio San Cristóbal, Rosario Gil, Mohamed Tawfik, Alberto Pesquera, Pablo Losada, Miguel Latorre, Gabriel Díaz, Manuel Castro, Juan Peire

Universidad Nacional de Educación a Distancia

C/ Juan del Rosal 12, Madrid {sMartín, elio, rgil, mtawfik, gDíaz, mcastro,jpeire}@ieec.uned.es

Resumen: El Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control de la UNED lleva más 15 años investigando en el campo de las tecnologías educativas aplicadas a la enseñanza de la ingeniería. Las actuales líneas de acción incluyen laboratorios virtuales y remotos, aprendizaje móvil, biometría, así como interoperabilidad de laboratorios con plataformas de aprendizaje.

Palabras clave: Educación a distancia, laboratorios virtuales y remotos, aprendizaje móvil, biometría, interoperabilidad, plataformas de aprendizaje. Abstract: The Electrical and Computer Engineering Department of UNED has been researching on educational technologies applied to engineering education during the last 15 years. The current research fields include virtual and remote labs, mobile learning, biometrics, and interoperability between labs and e-learning platforms.

Key words: Distance education, virtual and remote labs, mobile learning, biometrics, interoperability, e-learning plataforms.

1. Presentación El Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control (DIEEC) de la Escuela de Ingenieros Industriales de la UNED tiene como foco principal de investigación las Tecnologías Avanzadas en Educación aplicadas a la Ingeniería, haciendo especial énfasis en e-learning, dada la naturaleza a distancia de la UNED. Dicha característica hace que principalmente la comunicación entre profesores y alumnos sea de manera virtual, es decir, a través de algún tipo de medio telemático, principalmente mediante plataformas de e-learning. Este hecho hace que los distintos departamentos y grupos de investigación de la Universidad trabajen en esta línea con el objeto de mejorar la atención ofrecida a sus más de 200.000 alumnos.

2. Laboratorios Virtuales y Remotos Los laboratorios remotos y virtuales permiten la adquisición de las habilidades prácticas y la experimentación a distancia (online) o bien por una simulación o bien por un manejo a distancia de los instrumentos reales. Los laboratorios virtuales son laboratorios simulados en forma de un software, bien ejecutable desde el ordenador o bien incrustado en una página web (online). Son laboratorios más seguros y no presentan ningún tipo de riesgo, ya que no se trabaja con instrumentos reales. Por tanto, no exigen sistemas de seguridad, reservas, administración, control de acceso, etc. Su única desventaja es que no pueden predecir con exactitud el rendimiento de los instrumentos reales. A continuación, se describen algunos laboratorios virtuales en el Departamento de Ingeniería Eléctrica,

DIEEC, UNED

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Electrónica y de Control de la UNED [Tawfik et al. 11b]:

• Laboratorio JKarnaugh. Es un laboratorio virtual (online) para la simplificación de las funciones lógicas por el mapa de Karnaugh.

• Laboratorio de Electrónica Digital. Es un laboratorio virtual (online) para la simulación de las salidas de los circuitos digitales. El laboratorio incluye componentes digitales complejos como codificadores, multiplexores, comparadores, contadores, etc. (Figura 1).

Figura 1. Laboratorio de Electrónica Digital

Los laboratorios remotos son laboratorios reales manejados por Internet. Suelen ser accesibles por un interfaz web, que lleva el proceso de gestión y administración del laboratorio, conectado a un controlador que maneja el control de los instrumentos reales. En cuanto a los laboratorios remotos actualmente disponibles en el Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control de la UNED, se han desarrollado varios laboratorios para el aprendizaje de programación de distintos controladores como Microcontrolador PIC16F88X, Microprocesador Motorola 68000 y FPGA Xilinx 3AN Spartan (Figura 2).

Figura 2. Laboratorios remotos de controladores

También se ha desarrollado un laboratorio de Planta Hidráulica, que es un laboratorio remoto fabricado por la compañía alemana de automatización industrial FESTO, con sistemas de control del nivel, índice de flujo, presión y temperatura para analizar el flujo del agua. Este laboratorio está actualmente aplicado en las prácticas de la asignatura “Regulación Automática I” (Figura 3).

Figura 3. Laboratorio de Planta Hidráulica.

Otro de los laboratorios remotos desarrollados es VISIR. Este es el único laboratorio remoto capaz de construir, cablear y medir circuitos electrónicos. El departamento empezó a aplicarlo en las prácticas de la asignatura, de la carrera de Ingeniería Técnica Industrial, “Componentes y Circuitos Electrónicos” durante el curso académico 2009/2010. Los resultados fueron bastante satisfactorios.

La arquitectura y el ciclo de operación de VISIR pueden resumirse en la Figura 4. El alumno accede a la página web del laboratorio, una vez el servidor web le autentica por la base de datos, el alumno ve un banco de trabajo con todos los instrumentos y los componentes simulados. El alumno empieza a diseñar su circuito y, al darle al botón “ejecutar experimento”, el diseño realizado por el alumno pasa en forma de un mensaje basado en XML, por un instructor virtual (servidor de medidas) programado por unos ficheros (listas máximas) que contienen todos los valores máximos de los componentes y los ajustes de los instrumentos.

IEIEIEIE Comunicaciones Número 15, Enero-Junio 2012, pp 27-36 Revista Iberoamericana de InfInfInfInformática Educativaormática Educativaormática Educativaormática Educativa ArtículosArtículosArtículosArtículos

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Figura 4. Arquitectura y ciclo de operación de VISIR

Cada experimento tiene su propia lista máxima; esta lista se programa por el profesor haciéndole el único responsable de cualquier daño a los instrumentos reales. El diseño del alumno después de validarse por el servidor de medidas, pasa al servidor de equipos para convertirse en un circuito real. El servidor de equipos es una plataforma PXI controlada por una aplicación software escrita en LabVIEW. Esta plataforma conlleva todos los instrumentos (fuente de alimentación, osciloscopio, generador de funciones y multímetro) en forma de módulos PXI, Además, una matriz de conmutación en la que se instalan todos los componentes disponibles en el laboratorio y se identifican por el fichero “lista de componentes”. La matriz de conmutación conecta, según la petición recibida, tanto los terminales de los componentes como los terminales de los instrumentos en nodos comunes que circulan por toda la matriz creando un circuito real sobre estos nodos [Tawfik et al. 11c; MIT 11; Sancristóbal et al. 10].

3. Integración de Laboratorios Virtuales y

Remotos en Plataformas de Aprendizaje Otra línea de investigación del DIEEC es la de creación una arquitectura middleware capaz de integrar los laboratorios online con los LMS para reutilizar los servicios proporcionados por ambas. Se trata de una arquitectura basada en servicios web, que permite el acceso desde los LMS a varios laboratorios online heterogéneos o a la arquitectura compartida de iLab (ISA). Asimismo, evita la duplicación de los servicios y permite la reutilización de los servicios proporcionados por LMS en las sesiones prácticas (Figura 5).

Figura 5. Arquitectura Middleware de integración de LMS y laboratorios online

DIEEC, UNED

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Para implementar la arquitectura middleware es necesario crear un módulo dentro del LMS que permita agregar distintos laboratorios online. Un LMS de código abierto consiste en una base de datos, una estructura lógica de programación (paquetes, módulos, bloques, etc.) y un servidor web. Se puede crear un módulo programando y comunicando con estos elementos. Se ha desarrollado un módulo para dotLRN (el LMS de código abierto utilizado actualmente por la UNED). Este módulo o paquete permite al profesor o al administrador del LMS agregar los laboratorios online y asociarlos con los servicios proporcionados por el LMS (chat, foros, administración, calendarios, acceso, etc.). En la Figura 6 se muestra el modulo creado para dotLRN para agregar laboratorios.

Figura 1. Modulo para agregar laboratorios online en dotLRN

4. Biometría Integrada con Plataformas de Aprendizaje La evaluación [González et al. 06] forma parte integral de las experiencias de la enseñanza-aprendizaje y es considerada como una de las etapas cruciales del diseño pedagógico de las actividades de formación en la educación a distancia. Por otra parte la evaluación es uno de los puntos críticos de los programas de educación a distancia, por cuanto descansa en ella, por una parte, la credibilidad social de la certificación de los programas de e-learning y

por otra, la eficacia de los procesos de evaluación desplegados en los programas de e-learning. Aspectos que justifican la introducción de la biometría o discriminación de sujetos por sus características físicas o conductuales en la enseñanza a distancia, para proporcionar una evaluación que sea auténtica, con robustez y con viabilidad al desarrollo de cursos íntegramente a distancia. De igual forma y como se viene describiendo a lo largo de esta sección, el contenido que se puede llegar a integrar o acceder a través de un LMS, por ejemplo un laboratorio remoto requiere de unas políticas de control de acceso y autenticación de usuarios. Por extensión la biometría podrá verificar la identidad de los usuarios que acceden a un contenido o una actividad de uso restringido y controlado. La aplicación que se desarrolló en esta investigación, tenía como finalidad combinar los sistemas tradicionales de autenticación, es decir los basados por nombre de usuario y contraseña con la huella dactilar de cada sujeto, por tanto la comparación que se realiza será 1:1, tratándose de una verificación del usuario que presenta unos datos (nombre de usuario y contraseña) con su verdadera identidad. Por tanto en la base de datos deberá estar previamente almacenada una huella dactilar, esta se almacenará en el momento de registrarse en el sitio de Moodle y será un dato que se pedirá cada vez que accedamos al sitio de Moodle. Cuando se instala Moodle da lugar a una serie de archivos y carpetas. En orden de integrar la verificación por huella dactilar en el acceso a nuestro sitio de Moodle se deberá modificar alguna de estas carpetas., siendo la principal la carpeta login/ donde habrá que introducir nuevos elementos en el acceso al sitio de Moodle, este nuevo elemento será la solicitud de la huella dactilar, esto dará lugar a añadir nuevos elementos en la base de datos de Moodle que gestiona la información de los usuarios, “mdl_user”. Esta aplicación tendrá dos situaciones: registrarse como estudiante y estudiantes ya inscritos. Por tanto habrá dos bloques de archivos en login/ que se deberán modificar:

• signup.php y signup_form.php – Registrarse como estudiante (Fig. 7)

• index.php e index_form.html – Estudiantes ya inscritos (Fig. 8)


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La huella dactilar se añade como un nuevo campo en la tabla de la base de datos que Moodle usa para acceder o registrarse en el sitio de Moodle que es “mdl_user”.

Figura 7. Diagrama en el registro de un nuevo estudiante

Figura 8. Diagrama de acceso a nuestro sitio de Moodle para usuarios ya registrados

En ambos diagramas aparece un módulo NBioBSP COM que hace uso de las librerías que ofrece el sensor biométrico que se presenta en un ratón biométrico y se usan para los procesos de registro y verificación. Se programó en PHP con Javascript, lo cual hace posible introducir líneas de código en los archivos originales de Moodle. Para empezar, en el archivo signup_form.php se debe definir el módulo NBioBSP COM para que todas las funciones asociadas se reconozcan. El cuerpo del archivo será el archivo PHP original con un campo nuevo en el formulario para la casilla de la huella dactilar que se etiquetará como “FPText”. Una vez que nos posicionemos con el ratón en la casilla se

harán las llamadas necesarias para capturar una huella dactilar. En el caso que el usuario ya posea un nombre de usuario y contraseña válidos y almacenados en la tabla “mdl_user” de Moodle. Al acceder a la página de inicio index.php se muestran dos opciones: acceder como estudiante ya inscrito y registrarse como nuevo estudiante. Los datos que se verificarán serán el nombre de usuario y la contraseña como se venía haciendo y además la huella dactilar. Para este último campo se añadirá un nuevo campo en el formulario de acceso al sitio, que será la huella dactilar (fingerprint), por tanto se capturará una nueva huella dactilar cada vez que alguien quiera acceder y se comparará esta nueva muestra con la ya almacenada en la tabla “mdl_user” en el campo “FPText” para ese usuario, el cual posee un nombre de usuario y contraseña únicos. Por tanto se debe modificar el archivo index_form.html de tal forma que incluya un campo nuevo en el formulario que será la Huella dactilar. Se modificará el formulario de forma que cuando se pulse el botón de Login se acceda a la tabla “mdl_user” y comparar la nueva huella dactilar “FPTextNow” con la huella almacenada basándonos en el nombre de usuario. En caso de que la verificación sea correcta se accederá a index.php en caso contrario se accederá también a index.php pero con todos los campos vacios, es decir se tendrá que volver a rellenar el formulario, lo que implica volver a ingresar una nueva huella dactilar para compararla junto con una nueva contraseña y nombre de usuario. En el caso de que la comparación fuera correcta, se continuará con las verificaciones propias y por defecto de Moodle respecto al nombre de usuario y contraseña, en caso que se verifique esta última comparación el archivo index.php nos remitirá a la página principal de los cursos que estén asociados para ese usuario (course/view.php?id=).

5. Aprendizaje con Dispositivos Móviles La implantación exitosa de los dispositivos móviles en el ámbito educativo requiere aplicaciones capaces de proporcionar el apoyo necesario para la experiencia de aprendizaje móvil. Así, los autores han

DIEEC, UNED

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creado el framework M2Learn, dedicado a apoyar el desarrollo de aplicaciones de aprendizaje móvil de nueva generación [Tesis 10] basadas en Android y Windows Mobile. Desde los puntos de vista de escalabilidad y reutilización, el framework soporta configuración plug-and-play, gracias a la utilización de estándares y definiciones de interfaces públicas. Esta característica permite añadir nuevos servicios al entorno sin necesidad de reprogramar el software.

El framework proporciona colaboración y comunicación dirigida por los usuarios mediante la inclusión de contenidos en blogs, chats y foros con el apoyo de los servicios existentes en plataformas e-learning (en este momento sólo se han desarrollado los servicios basados en Moodle). Dadas sus características colaborativas y ubicuas, M2Learn promueve la creación de redes sociales P3 (es decir, People-People-Place) promoviendo la participación en comunidades sociales móviles orientadas al aprendizaje, principalmente debido a su interfaz hacia el e-learning y las tecnologías de localización [Tesis 10]. M2Learn facilita el acceso a sensores e interfaces multimodales (como acelerómetros), que pueden mejorar la motivación del estudiante en las distintas experiencias educativas. Además permite la gestión trasparente de las tecnologías basadas en localización (por ejemplo GPS, triangulación de torres de telefonía móvil, o WiFi) y apoya el Internet de los objetos mediante la integración de un módulo de identificación por radiofrecuencia RFID. Esta arquitectura simplifica considerablemente el desarrollo de aplicaciones móviles para la enseñanza. Por ejemplo, los desarrolladores podrán crear fácilmente sistemas de mashup con la información de localización en lugar de aprender cómo funciona el protocolo NMEA de GPS, o comunicarse a través de un puerto serie con un controlador de RFID para leer la información de una etiqueta RFID sin necesidad de comprender los comandos RFID o la organización de datos dentro de la misma. Por otro lado, la creación de servicios colaborativos, como un blog móvil se puede implementar fácilmente utilizando los servicios prestados por las plataformas de e-learning, ya que no es necesario ningún tipo de codificación en el

lenguaje de programación de la plataforma o entender cómo se estructura su base de datos. Únicamente se requiere utilizar una sencilla interfaz que da acceso a la información y servicios prestados por M2Learn. Por otro lado, durante los últimos años se han empezado a popularizar las aplicaciones de Realidad Aumentada que ya no requieren el uso de códigos o tags, sino que se basan en reconocimiento de imágenes. Plataformas como Layar o Junaio ya ofrecen estos servicios. Esta nueva manera de realizar aplicaciones de realidad aumentada permite obtener información multimedia de cualquier medio impreso, dando una nueva vida digital al papel. La realidad aumentada aporta grandes ventajas a la enseñanza, como por ejemplo mejora la motivación por lo atractivo y novedoso de la tecnología. A pesar de ser una tecnología compleja, para los usuarios es muy intuitiva de utilizar a la par que llamativa e interactiva. La curiosidad es uno de los factores clave en el aprendizaje, es ahí precisamente donde más incide la realidad aumentada. El DIEEC ha llevado a cabo rompedores proyectos de realidad aumentada en el ámbito de la educación, como EnredaMadrid (http://www.enredamadrid.es) para el aprendizaje de Historia, leARnEngineering para el aprendizaje de ingeniería, aplicaciones para geolocalizar puntos de interés en Universidades muy grandes o dispersas como la UNED, aplicaciones para el aprendizaje de Arquitectura y Arte, como Yenipaki, donde se recreó en 3D un antiguo palacio turco ya desaparecido en Estambul de manera que los usuarios podían incluso pasear por jardines o salones virtuales.

Finalmente, en el área de programación para móvil,

también se ha desarrollado una aplicación para el

seguimiento y monitorización de usuarios

dependientes, en colaboración con la Universidad de

Zaragoza, para mejorar la calidad de vida de este

colectivo [Plaza 11].

6. Objetos de Aprendizaje y Servicios Web La evolución de los sistemas de gestión del aprendizaje hasta llegar a su estado actual se ha basado en un método de publicación y difusión de


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contenidos educativos en forma de entidades digitales con un marcado objetivo instruccional. Este concepto se plasma dentro del campo del e-learning en diferentes estándares abiertos como ADL SCORM, IMS-CC e IMS-LD, así como una serie de especificaciones para el almacenamiento, descripción y difusión de los recursos asociados a través de colecciones denominadas repositorios digitales. Una gran variedad de páginas web enriquecidas con sus correspondientes elementos (e.g. imágenes, gráficos, animaciones), incluidas aquellas referencias a otros materiales didácticos, constituyen en estos momentos el punto de partida para diseño de actividades. No obstante, los escenarios construidos se concentran en un modelo autodidacta unipersonal relegando al estudiante a jugar un papel pasivo en el que recibe determinada información sin la intervención de otros participantes. En el ámbito de la ingeniería, los laboratorios suponen el mayor exponente para superar las limitaciones previamente expuestas. La combinación de los experimentos online con los contenidos supone una forma de incrementar el limitado nivel de interactividad que presentan los objetos, dotando a los usuarios de un rol activo durante las sesiones y en un futuro registrar el seguimiento del progreso realizado por los alumnos. A esta característica se suma el potencial de acceso a una red de laboratorios distribuidos en distintas localizaciones desde cualquier dispositivo móvil e inalámbrico, convirtiendo a las experiencias en un componente más de la vida cotidiana. Si bien el planteamiento resulta sencillo, alcanzar esta meta involucra desde la definición de una metodología a la tecnología y software que soporte todo el proceso de enseñanza-aprendizaje. La conexión del modelo de objetos con los recursos residentes en las plataformas de experimentación requiere definir su estructura, contexto de uso, organización y etiquetado. Al tratarse los experimentos online de aplicaciones web no cabe la posibilidad de guardar directamente el programa de simulación o sistema de acceso a la instalación remota en un archivo comprimido para compartirlo. Sin embargo, sí es posible establecer una separación entre la parte lógica y gráfica similar a la conseguida en la secuenciación de las actividades sobre los

paquetes de contenido SCORM. Este enfoque viene auspiciado por la arquitectura basada en servicios, cuya configuración verifica el portal del DIEEC. La interfaz gráfica que muestra aquellos elementos con los cuales ha de interactuar el usuario (i.e. mandos rotativos, pulsadores, interruptores) consiste en la agrupación de diversos bloques de código que se incrustan en cualquier página web llamados widgets. Estos programas se conectan con los servicios del laboratorio para mostrar y actualizar la información de las variables asociadas al experimento. A través de dicha tecnología se crea el equivalente a un panel de control virtual donde el espacio de trabajo puede ser el propio escritorio del sistema operativo o la zona de visualización del contenido cargado en un LMS. De esta forma se une la integración del laboratorio con el LMS a la descomposición en unidades de menor tamaño agregables en múltiples tamaños (Figura 9).

Figura 9. Laboratorio online basado en objetos

Disponer de un formato para intercambio del interfaz gráfico a esta escala simplifica su ampliación y mantenimiento a largo plazo sin la dependencia de una herramienta específica. La transición al conjunto de especificaciones HTML5 con una oferta creciente de bibliotecas de funciones (API) e independiente del dispositivo de visualización, reducirá los costes actuales para recrear estos entornos multimedia con un alto nivel de realismo frente a los entornos de desarrollo como LabView. No obstante, el control software seguirá residiendo en este último lenguaje de programación.

DIEEC, UNED

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La división en widgets atiende a su vez a la necesidad de generar varias configuraciones diferentes conectando los instrumentos y componentes apropiados para cada caso, pero no queda restringida únicamente al software como servicio (SaaS). En el mismo entorno se puede incluir una o más instancias de widgets para presentar el contenido procedente de la documentación sobre las prácticas, como tutoriales, guías de referencia u otros textos catalogados en un repositorio de objetos; esta modalidad para reproducir información remota se formula en el contenido como servicio (CaaS). Todo ello permite publicar los materiales educativos en objetos de contenido compartible ya existentes, con vistas a la futura implementación de SCORM que ofrece una mayor flexibilidad frente a los paquetes de contenido. La descripción con metadatos de un paquete hace referencia así a un experimento concreto conformado por varios bloques estáticos e interactivos. El nexo central en esta línea de investigación confluye en la creación de un centro de aplicaciones, el cual aporta los medios iniciales para la personalización del entorno de trabajo virtual o remoto durante las sesiones. Esta entidad facilita las funciones de enlace y organización de los programas en forma de instancias con una serie de parámetros predefinidos: identificador único, descripción, dimensiones en píxeles, asignación de políticas de acceso, entre otros. Su homólogo en las prácticas presenciales sería una caja de herramientas donde los profesores seleccionan los aparatos. 7. Estudios de Flujos Evolutivos en Tendencias Educativas La tecnología está jugando un papel cada vez más importante dentro del mundo de la educación, al mismo tiempo que penetra en todas las áreas de nuestra sociedad. Durante la última parte del siglo XX, algunas tecnologías, sobre todo las relacionadas con las comunicaciones e Internet, como por ejemplo la llegada de plataformas de e-learning, supusieron una revolución en algunos aspectos.

Figura 10. Centro de aplicaciones y recursos para laboratorio estructuradas mediante widgets

Más recientemente, durante la última década, la Web ha evolucionado desde la Web 1.0, donde la mayoría de los usuarios tenían un papel pasivo, siendo meros lectores, hacia la Web 2.0 donde los usuarios han adquirido un papel más activo, publicando sus propios contenidos y colaborando en las redes sociales. Sin embargo, además de la llegada de esta Web social, otras muchas nuevas tecnologías se están convirtiendo en candidatas a tener un profundo impacto en la educación, tales como: videojuegos, realidad aumentada, nuevas interfaces humano-computadora, y tecnologías móviles y ubicuas. Por otra parte, desde el prisma de la educación de ingeniería, hay otras tecnologías prometedoras que probablemente cambien la forma en que hoy se imparte, tales como laboratorios virtuales y remotos.

La primera etapa de esta investigación consistió en representar todas las tecnologías identificadas en cada uno de los siete existentes informes. Este trabajo proporciona información sobre las tecnologías que han sido identificadas con la ventaja de un punto de vista temporal. La segunda etapa consistió en crear una representación visual de los resultados, utilizando diferentes colores para diferenciar las tecnologías obtenidas de los distintos informes. Este trabajo proporciona una visión general de todas las tecnologías que intervienen en el ámbito educativo durante los últimos años (Figura 11).


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Con objeto de captar los rasgos específicos de la enseñanza de ingeniería y dar respuesta a las necesidades del ámbito educativo de la ingeniería, identificando las tendencias tecnológicas predominantes, así como las percepciones de los investigadores en enseñanza de ingeniería, DIEEC en

colaboración con CSEV (Centro Superior para la Enseñanza Virtual) y la Escuela de Ingeniería de Milwaukee ha realizado una encuesta de alcance global entre investigadores en enseñanza de ingeniería.

Figura 11. Tecnologías que más probablemente afectarán al ámbito educativo según los Horizon Reports 2004-2011

La encuesta se encuentra diseñada como una serie de preguntas en las que los encuestados escogen las tres tecnologías que creen asumirán el mayor potencial de impacto en la enseñanza de ingeniería. Dicha encuesta está implementada en una Web (http://ohm.ieec.uned.es/eer/) donde los participantes además pueden acceder a los datos obtenidos en años anteriores y así poder analizar por sí mismo las tendencias en determinadas disciplinas y en relación con ciertas tecnologías. 8. Relaciones y Sinergias El Grupo de Investigación del DIEEC, G-Elios (Grupo de Investigación en Ingeniería Eléctrica y Tecnologías Avanzadas en Educación, Electrónica, Control, Computadores, Energías Renovables, Sostenibilidad, Movilidad y Comunicaciones) tiene fuertes lazos de relación con otros grupos de la UNED participando tanto en proyectos de

investigación nacionales como internacionales, así como en organismos de investigación. En particular existen fuertes lazos con el Departamento de Sistemas de Comunicación y Control, y con el Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, ambos de la Escuela de Informática. También existen intensas relaciones y colaboraciones con otras Universidades. A nivel nacional son destacables las colaboraciones con la Universidad Politécnica de Madrid, Universidad Carlos III de Madrid, Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Zaragoza, Universidad de Vigo, Universidad de Deusto, Universidad Miguel Hernández y Universidad Ramón Llull – La Salle. A nivel internacional, el DIEEC colabora intensamente con el Massachussets Institute of Technology de Estados Unidos, University of Technology, Sydney (Australia), Carinthia University

DIEEC, UNED

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(Austria), Curtin University (Australia), Universidad de Oporto (Portugal), Tokyo Institute of Technology (Japón) y Nanyang Technological University (Singapore). En muchos de estos centros han realizado los investigadores del DIEEC varias estancias en sus instalaciones. Así mismo, el DIEEC tiene una fuerte presencia en organismos y comités internacionales especializados. DIEEC es miembro fundador del GOLC, Consorcio internacional para la definición y estandarización de laboratorios virtuales y remotos. Así mismo también es miembro de International Association of Online Engineering. Manuel Castro es actualmente President Elected de la IEEE Education Society y Past-Chair de la Sección Española del IEEE. A nivel nacional, muchos de sus miembros forman parte del Capítulo Español de la Sociedad de la Educación del IEEE, así como del Technology Management Council de España.

Agradecimientos Los autores quieren agradecer el apoyo del Ministerio Español de Ciencia e Innovación en el proyecto TIN2008-06083-C03/TSI “s-Labs – Integración de Servicios Abiertos para Laboratorios Remotos y Virtuales Distribuidos” y a la CYTED por el proyecto CYTED-508AC0341 “SOLITE Software Libre en Teleformación”. Los autores también quieren agradecer los proyectos RIPLECS – “Remote-labs Access in Internet-based Performance-Centred Learning Environment for Curriculum Support” - 517836-LLP-1-2011-1-ES-ERASMUS-ESMO; PAC – “Performance-centered Adaptive Curriculum for Employment Needs” - 517742-LLP-1-2011-1-BG-ERASMUS-ECUE y TIN-2009-14317-C03-03 “CREASE”. Igualmente, a la actividad investigadora de aprendizaje de la Comunidad de Madrid por el apoyo a la red e-Madrid Project, S2009/TIC-1650, “Investigación y Desarrollo de Tecnologías para el e-Learning en la Comunidad de Madrid”.

Referencias

[Tesis 10] S. Martín, “M2learn: Marco de Trabajo para el Desarrollo de Aplicaciones para el Aprendizaje Móvil y Ubicuo”, UNED 2010.

[DIEEC 11] Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control de la UNED. http://www.ieec.uned.es/ (Accedido el 28 de Mayo de 2011).

[Tawfik et al. 11] M. Tawfik, E. Sancristóbal, S. Martín, C. Gil, P. Losada, G. Díaz, M. Castro. “A New Node in VISIR Community”, Remote Engineering & Virtual Instrumentation (REV’11), Brasov, Rumania, 28 Junio-3 Julio 2011.

[Tawfik et al. 11b] M. Tawfik, E. Sancristóbal, S. Martín, C. Gil, P. Losada, G. Díaz, M. Castro. “Remote Laboratories for Electrical & Electronic Subjects in New Engineering Grades”, Fomento e Innovación con Nuevas Tecnologías en la Docencia de la Ingeniería (FINTDI 2011), Teruel, España, Mayo 2011.

[Tawfik et al. 11c] M. Tawfik, E. Sancristóbal, S. Martín, C. Gil, P. Losada, G. Díaz, M. Castro. “Design of Practical Activities in Electronics Using Visir Remote Laboratories”, VII International Conference on Engineering and Computer Education (ICECE 2011), pp. 25-28, Guimarães, Portugal, Septiembre 2011.

[MIT 11] MIT iCampus: iLabs. http://icampus.mit.edu/ilabs/ (Accedido el 28 de Mayo de 2011).

[Sancristóbal et al. 10] E. Sancristóbal M. Castro, J. Harward, P. Baley, K. DeLong, J. Hardison. “Integration View of Web Labs and Learning Management Systems”, IEEE EDUCON Conference 2010, Madrid, España, Abril 2010.

[Tesis 10b] Tesis Doctoral, E. Sancristóbal, “Metodología, Estructura y Desarrollo de Interfaces Intermedias para la Conexión de Laboratorios Remotos y Virtuales a Plataformas Educativas”, UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia), 2010.

[Plaza et al. 11] I. Plaza, L. Martín, S. Martín, C. Medrano. “Mobile applications in an aging society: Status and trends”. Journal of Systems and Software, vol. 84, no. 11, pp. 1.977-1.988 (14), Noviembre 2011.

[González et al. 06] J. González, E. Gaudioso. “Sistemas Interactivos de Enseñanza/ Aprendizaje”. Madrid: Sanz y Torres, 2006.

IEIEIEIE Comunicaciones Número 15, Enero-Junio 2012, pp 37-46 Revista Iberoamericana de Informática Informática Informática Informática EducativaEducativaEducativaEducativa ArtículosArtículosArtículosArtículos


e-UCM (Grupo de Investigación en e-learning), UCM

Baltasar Fernández-Manjón, Carmen Fernández-Chamizo, Antonio Navarro, Pilar Sancho, Pablo Moreno-Ger, Iván Martínez-Ortiz, Manuel Freire, Borja Manero, Eugenio Marchiori,

Javier Torrente, Ángel del Blanco, Ángel Serrano, Francisco Huertas, Fernando Téllez

Facultad de Informática C/ Profesor José Fernández Santesmases s/n

{balta, anavarro, pablom, iMartínez, manuel.freire, emarchiori, jtorrente, angel.dba}@fdi.ucm.es, {carmen, pilar, borja}@sip.ucm.es, [email protected], [email protected], [email protected]

Resumen: El grupo de investigación e-UCM de la Facultad de Informática de la Universidad Complutense de Madrid tiene como objetivo principal la investigación en nuevos métodos, técnicas y herramientas que faciliten la producción de software aplicado al e-learning. En este artículo se describen las principales líneas de trabajo.

Palabras clave: e-ucm, eAdventure, juegos educativos, e-learning, estándares Abstract: The main objective of the e-UCM research group of the Computer Science School of the Complutense University is the research in new methods and tools to ease software production for e-learning purposes. This paper summarizes the main research lines of the group. Keywords: serious games, e-learning, eAdventure, standards

1. Presentación e-UCM es un grupo de investigación centrado en la búsqueda y desarrollo de nuevos métodos, técnicas y herramientas que faciliten la producción de software aplicado principalmente al campo del e-learning. Este grupo está formado por siete doctores (dos catedráticos, un titular, tres contratados doctores y un ayudante doctor) y por seis no doctores (un profesor colaborador, un becario y cinco investigadores contratados y doctorandos). Actualmente el área más activa de trabajo es el campo de los juegos y simulaciones educativas (i.e. serious games) en el que se está aplicando toda la experiencia previa del grupo relativa a lenguajes educativos, lenguajes específicos de dominio, tecnologías de marcado, estándares de e-learning y adaptación al usuario. Uno de los principales resultados del grupo dentro del campo de los juegos y simulaciones es el entorno de creación de juegos educativos e-Adventure. Este proyecto, que nació en el año 2005, ha crecido en

funcionalidad y aceptación por parte de la comunidad académica. Por esta razón se ha utilizado como punto de partida para otras líneas de investigación que abordan nuevos aspectos de investigación como la accesibilidad, la integración con los estándares de e-learning o la utilización de lenguajes visuales para simplificar la representación de juegos (sección 2). Aún así, el grupo e-UCM tiene un enfoque principalmente técnico y muy centrado en las tecnologías de e-learning. Entre las líneas más activas en la actualidad cabría destacar los trabajos centrados en estudiar y mejorar las aplicaciones de los Lenguajes de Modelado Educativo (sección 3) y la participación activa en el diseño de la arquitectura del Campus Virtual de la UCM desde su creación (sección 4). Vinculando las líneas relacionadas con el diseño de juegos educativos y las líneas de investigación sobre sistemas y arquitecturas e-learning, el grupo también ha desarrollado distintos proyectos centrados en la integración de actividades interactivas (especialmente juegos) con los entornos e-learning (sección 5).

e-UCM, UCM

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Por último, aunque estas tecnologías son aplicables a un amplio rango de entornos y dominios, por su interés y relevancia social se está haciendo un esfuerzo especial en la aplicación de estas técnicas en el campo médico, a través de colaboraciones con distintos grupos. Este tipo de proyectos comenzaron en el año 2006 cuando se empezó a colaborar con el Massachussets General Hospital (adscrito al Harvard Medical School). Posteriormente, se han realizado desarrollos conjuntos con los Departamentos de Fisiología y Cirugía de la Universidad Complutense. Desde el año 2009 también se han desarrollado trabajos conjuntos con la Organización Nacional de Trasplantes para mejorar tanto la formación como la representación de sus protocolos médicos, así como con el Centro Aragonés de Tecnologías Educativas (CATEDU) para la formación en primeros auxilios de alumnos de secundaria. Esta actividad se ha visto reflejada en la participación en distintos proyectos competitivos, tanto nacionales como internacionales, de investigación básica e investigación y desarrollo con empresas (e.g. Indra, Technosite, Logica, CEPAL). Por ejemplo, a nivel europeo e-UCM participa en la �etwork of Excelence

in Serious Games (GALA, FP7) y en el proyecto Serious Games �etwork (SEGAN, EU LLP) que nos permite estar en colaboración con parte de los grupos mas representativos en el campo de los juegos educativos en Europa (en la sección de agradecimientos se puede obtener una lista de los proyectos actualmente activos). En las siguientes secciones se presentan con más detalle las principales líneas de investigación del grupo y su estado actual. 2. e-Adventure: Juegos Educativos En las últimas décadas ha surgido una corriente que aboga por la necesidad de adaptar el sistema educativo a las nuevas necesidades que la sociedad de la información plantea. Una de las alternativas más prometedoras en el panorama de las tecnologías educativas es el uso de videojuegos [Gee 07; Aldrich 04], con características destacables tales como el aumento de la motivación, mejora de las habilidades de resolución de problemas, o el fomento del aprendizaje activo (learning by doing).

La plataforma de creación de juegos educativos e-Adventure1 surgió en el año 2005 como un entorno para la investigación al que se aplicaban conceptos tales como el desarrollo de software mediante lenguajes específicos de dominio y los estándares educativos. Tras ser publicado abiertamente para el público general en el año 2006, e-Adventure se ha convertido en un entorno de desarrollo estable con una activa comunidad de usuarios propia. En el momento de la escritura de este artículo y desde su publicación en la web de proyectos de código libre sourceforge

2 en noviembre de 2008, acumula más de 28.000 descargas, con una media mensual superior a las 800 en los últimos 6 meses.

Figura 1. El editor gráfico de la plataforma e-Adventure

e-Adventure nace con el propósito de abordar las dificultades de integración de los juegos en el proceso de enseñanza y facilitar la integración de los docentes en el proceso de desarrollo. La plataforma e-Adventure consta de un editor gráfico (ver Figura 1) en el que, de una manera intuitiva y visual, se permiten definir todos los elementos y relaciones que intervendrán en el juego y de un motor para poder ejecutar los juegos creados [Moreno-Ger 08a]. Además e-Adventure incorpora funcionalidades específicas para aumentar el valor educativo de los juegos como, por ejemplo, mecanismos que permiten la generación automática de informes de evaluación (que a su vez pueden mostrarse al alumno, enviarse al 1 http://e-adventure.e-ucm.es 2 https://sourceforge.net/projects/e-adventure/


39

profesor bien por correo electrónico o mediante un campus virtual). De esta manera los profesores pueden conocer el progreso de los alumnos cuando aprenden con los juegos [Moreno-Ger 08b]. Actualmente el grupo se encuentra redefiniendo e-Adventure 2.0 para adaptarse a los nuevos entornos (e.g. tablets, HTML5). Por otro lado, dentro del grupo e-UCM se usa e-Adventure como plataforma para explorar distintas líneas de investigación relacionadas con simulaciones o juegos educativos. 2.1 Mejorando la Creación de Juegos con Técnicas

�arrativas Entre los mayores problemas que limitan el uso de juegos en educación, el coste se plantea como uno de los más importantes. Las herramientas especializadas pretenden paliar este problema, aportando soluciones de bajo coste y alta usabilidad destinadas a usuarios sin un perfil técnico. Las herramientas de autoría profesionales, sin embargo, siguen presentándose como sistemas todavía demasiado complejos para usuarios noveles sin experiencia en programación.

Figura 2. Interfaz de edición de narrativas de WEEV

La investigación por parte de e-UCM se fundamenta en un marco teórico sólido, basado en investigaciones que integran distintas teorías narrativas, de videojuegos, pedagógicas y de lenguajes visuales. Además, con el fin de poder cumplir los objetivos establecidos respecto a usabilidad del sistema y a la posibilidad de que sea utilizado por personas ajenas al campo de la programación, se está usando un enfoque iterativo apoyado por pruebas formativas con usuarios.

El resultado de esta investigación es WEEV, un editor visual que mediante un enfoque narrativo presenta una capa de abstracción de alto nivel que simplifica la creación de juegos con e-Adventure, (ver Figura 2). Después de realizar evaluaciones tanto para el lenguaje visual como de las mejoras que ofrece frente a e-Adventure [Marchiori 12], actualmente se trabaja en la mejora de las metáforas narrativas y en su introducción en la versión 2.0. 2.2 Soluciones Integrales de Accesibilidad para

Videojuegos Dado que la educación es un derecho universal es importante que la introducción de nuevas tecnologías no plantee problemas irresolubles de acceso a personas con discapacidad. Mientras que la accesibilidad para algunos contenidos educativos digitales (e.g. documentos HTML) está razonablemente cubierta gracias a las diversas iniciativas actuales (e.g. WAI de W3C), este aspecto todavía no ha sido cubierto con suficiente profundidad para contenidos multimedia altamente interactivos. Uno de los principales problemas es la falta de metodologías y guías de diseño que tengan en cuenta la accesibilidad desde las primeras fases del desarrollo, con el objetivo de controlar los costos de producción adicionales para adaptar estos contenidos. En esta línea de trabajo se trata de responder a estas cuestiones mediante el estudio de modelos generales de interacción con juegos en función de la discapacidad para plantear metodologías de desarrollo de juegos que tengan en cuenta la accesibilidad desde el diseño. Así se pueden incluir estas metodologías en las herramientas de autoría como e-Adventure. Esta investigación se basa en los análisis de usabilidad software para personas con discapacidad y en su implementación se integran diversas tecnologías de accesibilidad actuales (Java Access Bridge, JAWS, etc.). Como resultado se han desarrollado diversos prototipos [Torrente 09, 11] en colaboración con la Fundación ONCE y su empresa Technosite.

e-UCM, UCM

40

2.3 Integración de los Juegos en el Flujo Educativo

Aunque los juegos tienen potencial educativo en sí mismos, son más eficaces si se introducen en cursos junto con otras actividades según las necesidades que identifique el docente. Por tanto un objetivo clave es facilitar la introducción de los juegos en los entornos educativos de la manera que sea más efectiva, aprovechando sus características (e.g. interactividad) para ofrecer nuevas funcionalidades (e.g. evaluación, adaptación). Para lograrlo se ha propuesto un modelo de integración de los juegos que tenga en cuenta sus particularidades para cubrir las necesidades de los docentes y que, al mismo tiempo, sirva para investigar metodologías exitosas de uso de juegos en el currículo educativo. Además, como parte de este trabajo se estudia la integración de juegos usando los estándares actuales que se aplican en e-learning para lograr la interoperabilidad de contenidos (e.g. SCORM, IMS CC, IMS BLTI, etc.) de modo que se pueda reducir la dificultad técnica y el coste de dicha integración [del Blanco 11]. Actualmente los juegos e-Adventure pueden exportarse automáticamente siguiendo los estándares IMS CC y SCORM. Fruto de este trabajo actualmente e-UCM coordina un grupo de trabajo del subcomité de estandarización de AENOR 71/36, para crear un perfil de aplicación de uso de juegos siguiendo SCORM. Por otro lado se trabaja en metodologías relacionadas con los usos efectivos de juegos en diseños educativos, con el rol del profesor en estas experiencias, o con su uso combinado con otras herramientas. En esta línea y en colaboración con Macquarie University se usa el entorno LAMS para poner en práctica la investigación realizada en relación con diseños educativos con juegos en centros educativos en Madrid (e.g. C.P. Ramiro de Maeztu). El objetivo es evaluar las ventajas e inconvenientes de la herramienta e-Adventure específicamente desarrollada en LAMS [del Blanco, en prensa]. 2.4 Juegos y Learning Analytics

En todo proceso educativo la evaluación de la actividad del alumno es un aspecto clave para la determinación del cumplimiento de los objetivos previstos. Esta tarea no es trivial, y aunque coexisten

multitud de herramientas y enfoques, la evaluación suele quedar limitada al resultado de un examen. En el caso de los juegos es una tarea compleja y aún por explorar, más aún cuando se puede aprovechar la alta interactividad de estos contenidos para realizar una evaluación mas precisa y detallada. El grupo e-UCM está investigando nuevos métodos y técnicas de extracción de datos y modelos de procesamiento de esta información. Por un lado se pretende mejorar los métodos de evaluación con juegos. Por otro, se busca la obtención de datos sobre el progreso educativo en el juego en tiempo real que permitan extraer conclusiones a los docentes para proponer modificaciones en el proceso de aprendizaje que mejoren la experiencia del alumno. Para ello se están abordando aspectos de learning analytics en juegos evaluando cuáles son los datos más relevantes a extraer para ayudar a los docentes a crear un juicio sobre el uso que se está haciendo y si se está aprendiendo con el uso del juego. Actualmente se está diseñando un sistema para la recogida y procesamiento de toda esta información [Serrano 12] y se está implementando en la versión 2.0 de e-Adventure. 2.5 Videojuegos en Dispositivos Móviles

Dada su reciente popularización, los dispositivos móviles han tomado un especial interés en el campo educativo, no solo por la ubicuidad o posibilidad de acceder a la formación desde cualquier lugar, sino también por el potencial educativo que ciertas características técnicas de este tipo de dispositivos ofrecen (e.g. QR-Codes, GPS, acelerómetro, etc.).

Figura 3. Juegos en Android

En este contexto, en el grupo e-UCM se pretende aplicar las nuevas tecnologías móviles a los contenidos e-learning en general y a los videojuegos educativos en particular.


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Tras un análisis inicial de las tecnologías móviles y las ventajas de utilizar juegos en estos dispositivos, se realizó como punto de partida una adaptación de la plataforma e-Adventure a Android [Marchiori 10], la cual estará disponible en Google Play a corto plazo. 3. Lenguajes de Modelado Educativo El modelado educativo es un concepto amplio relacionado con la formalización de la descripción del proceso de enseñanza/aprendizaje. En enseñanza ha habido muchos esfuerzos para planificar y representar el proceso utilizado para enseñar a los alumnos con diferentes objetivos (documentar el proceso de enseñanza a nivel administrativo, compartir buenas prácticas entre profesores, etc.) y se ha llevado a cabo con diferentes niveles de detalle (desde una simple descripción de la estructura del curso, a una detallada de los contenidos y actividades a realizar). Del análisis de estas prácticas surge el concepto de Lenguaje de Modelado Educativo (EML por sus siglas en inglés) como una nueva herramienta para el campo del e-learning [Martínez-Ortiz 07]. Desde el punto de vista conceptual, se pretende que los EMLs puedan ser utilizados por los profesores para formalizar los procesos de enseñanza, mientras que, desde el punto de vista tecnológico, se pretende que estas descripciones formalizadas puedan servir para automatizar las tareas de configuración y administración de las plataformas educativas, con el objetivo de aliviar la carga del docente. La adopción generalizada de los EMLs se ha visto truncada por la complejidad de su uso por los educadores debido a la alta expresividad de estos lenguajes, unido a la falta de herramientas de autoría y de reproductores en los sistemas de e-learning que soporten las propuestas estándar de EMLs. Los principales objetivos de esta línea de investigación son acercar los EMLs a los instructores y promover la reutilización de diseños educativos existentes. Como caso de estudio en esta línea de trabajo se ha seleccionado IMS Learning Design (IMS LD) como EML representativo para poner en práctica los avances desarrollados en esta línea de investigación debido a su alto nivel de estandarización. No obstante, continúan existiendo serias dificultades para su aceptación por parte de la

comunidad educativa, así como para su inclusión generalizada en sistemas de e-learning. Por ello, estos objetivos se abordan desde dos frentes complementarios: metodológico y tecnológico. Desde el punto de vista metodológico, se propone un modelo de proceso completo y colaborativo que integre a educadores y desarrolladores tanto en el desarrollo de los EMLs como en el desarrollo de las herramientas de soporte. Desde el punto de vista tecnológico, y con el objetivo de acercar los EMLs a los instructores, se propone la diferenciación entre lenguajes de modelado educativo de autoría, con una expresividad restringida a las necesidades del instructor y fáciles de usar (habitualmente mediante una notación gráfica sencilla) y lenguajes de modelado educativo de intercambio que tienen gran expresividad y contienen elementos de bajo nivel [Martínez-Ortiz 09a]. Adicionalmente, otro aspecto que se ha tenido en cuenta en esta línea de trabajo es lograr facilitar la reutilización de los diseños educativos formalizados mediante EMLs. Esta reutilización se fomenta mediante la implementación de herramientas de análisis de diseños educativos y su incorporación al proceso de autoría [Martínez Ortiz 09b]. 4. El Proyecto Arquitecturas Avanzadas en Campus Virtuales La UCM dispone de uno de los mayores campus virtuales en castellano del mundo tanto por número de alumnos, de docentes o cursos disponibles. Desde su diseño y creación, e-UCM ha estado vinculado a la arquitectura software de dicho campus. Según Van Dusen “el campus virtual es una metáfora para un entorno electrónico de enseñanza, e investigación, creada por la convergencia de distintas tecnologías de la información y la comunicación” [Van Dusen 97]. Nosotros definimos a los campus virtuales como los sistemas software que las instituciones de educación superior utilizan para dar soporte a la docencia [Navarro et al. 10]. En general, estos campus virtuales están soportados por uno o varios Learning Managment Systems (LMSs), complementados por distintos sistemas de gestión e integración de la información [Navarro 11].

e-UCM, UCM

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4.1. Arquitecturas del Campus Virtual de la UCM

La primer arquitectura del campus virtual, operativa hasta el curso 2008-2009, estaba basada en WebCT 4.1, complementado por una aplicación administrativa responsable de funciones auxiliares (e.g. cambio de contraseña) y por una aplicación de carga de datos de la gestión académica de la UCM. Esta aplicación administrativa estaba programada en PHP. La dependencia de una única plataforma, así como la necesidad de incluir nuevas funcionalidades de e-learning, hicieron evolucionar el campus virtual a su arquitectura actual. Esta arquitectura está formada por dos LMSs distintos (Moodle 1.9 y Sakai 2.4), una aplicación J2EE multicapa para la presentación integrada de los cursos que los usuarios pudieran tener en distintos LMSs, una aplicación de gestión, y una aplicación de carga de datos del almacén de datawarehouse de la UCM. La Figura 4 muestra una captura del campus virtual de la UCM donde aparecen integrados los cursos de los distintos LMSs. A pesar de que la arquitectura actual cumple con las necesidades presentes de los usuarios del campus virtual, estamos desarrollando nuevas arquitecturas que puedan ser de utilidad en el futuro.

Figura 4. Presentación integrada de los cursos de distintos

LMSs (marcados por tonos de azul). 4.2. Arquitecturas en Desarrollo

Uno de los principales inconvenientes de los campus virtuales actuales es la dependencia de los LMSs

subyacentes a los mismos. Así, a pesar de la aplicación de integración existente actualmente en el campus virtual de la UCM, la interacción del usuario se realiza con LMSs concretos. En la actualidad estamos desarrollando una arquitectura orientada a servicios que permita independizar al campus virtual del LMS subyacente. El núcleo de esta arquitectura es un conjunto de servicios web utilizados para aislar al campus virtual de los LMSs específicos. En un primer paso, la arquitectura sólo soportaría un LMS con la idea de que soporte diversos LMSs funcionando simultáneamente en un fututo cercano. Así, el usuario podría utilizar en un mismo curso los foros de un LMSs y los wikis de otro LMS distinto. Otro problema importante que tienen que afrontar los campus virtuales es la integración en el Managed

Learning Environment (MLE) de la universidad. El MLE representa el conjunto de sistemas tanto de gestión (p.e. matrícula de alumnos) como de e-learning (p.e. campus virtual) de la universidad. También está en desarrollo una arquitectura de MLE para facilitar la integración de los campus virtuales con el resto de sistemas informáticos de la universidad. En las dos arquitecturas en desarrollo se está teniendo en cuenta el uso de la arquitectura dirigida por modelos [OMG 01], para facilitar la mantenibilidad de los distintos sistemas desarrollados. 5. Integración de Sistemas Interactivos con Sistemas de e-Learning Aunando las líneas de trabajo centradas en juegos educativos con las líneas centradas en los sistemas y las arquitecturas de e-learning, el grupo e-UCM también ha realizado distintos desarrollos relacionados con la combinación de actividades interactivas (juegos, dispositivos móviles, mundos virtuales, etc.) con entornos de e-learning. Esto permite no solo que estas actividades innovadoras, que en el contexto de un aula resultarían disruptivas, puedan emplear los LMS como apoyo, sino también que las actividades interactivas se puedan ejecutar fuera del aula, y que su seguimiento y gestión se puedan llevar a cabo desde el propio LMS.


43

5.1 �UCLEO: Mundos Virtuales para

Aprendizaje Colaborativo Basado en Problemas El mercado laboral exige de manera creciente profesionales que dominen determinado tipo de destrezas sociales o competencias interpersonales, que resultan esenciales para trabajar en equipo de manera efectiva. Enseñar este tipo de habilidades o soft skills es muy complicado, ya que requieren un grado de participación y compromiso del que los alumnos actuales generalmente carecen. La comunidad educativa está potenciando el desarrollo de nuevos tipos de aplicaciones orientadas a conseguir dos objetivos: favorecer la interacción social e incrementar el atractivo visual e interactividad de los entornos. El objetivo de línea de trabajo es proponer un marco y un entorno de aprendizaje virtual que potencie la adquisición de habilidades de trabajo en grupo a la par que los conocimientos técnicos, incrementando la motivación de los estudiantes mediante su participación con un rol activo hacia el aprendizaje consiguiendo que esta solución sea integrable en el marco de un LMS [Sancho 09].

Figura 5. El mundo virtual de NUCLEO, conectado al

calendario y los foros de Moodle. Basado en estos objetivos, el grupo e-UCM ha desarrollado NUCLEO, nombre genérico que engloba tanto la arquitectura de referencia del sistema, como los diferentes sistemas que se han instanciado sobre ella. NUCLEO utiliza una estrategia clásica de Aprendizaje Basado en Problemas (PBL, del acrónimo inglés) gestionada a través de un LMS (en este caso concreto Moodle), con la incorporación de una serie de elementos destinados a incrementar la

eficiencia de la estrategia desde el punto de vista de los objetivos perseguidos [Sancho 11]. Sin embargo, no resulta en absoluto sencillo implementar de manera efectiva aproximaciones basadas en el paradigma PBL, muy particularmente en entornos virtuales, en los que la riqueza de interacción interpersonal es más limitada que en los entornos presenciales. Uno los principales obstáculos es lograr establecer dinámicas efectivas de colaboración entre los miembros de los equipos. Para ello, NUCLEO aplica estrategias combinadas con el objetivo de mejorar la eficiencia del proceso colaborativo en el que sucede el aprendizaje. Estas estrategias engloban la escenificación del aprendizaje en el contexto de un juego de rol multijugador que sucede en un mundo virtual fantástico (MUVE) para fomentar el rol activo del alumno y su motivación. Mediante la formación de equipos heterogéneos pretende fomentar la colaboración en el proceso de aprendizaje. La asignación de los roles dentro de los equipos se realiza en base a los estilos de aprendizaje de los alumnos con una reconfiguración y reasignación de dichos roles de manera dinámica a lo largo del curso en caso de que sea necesario. Actualmente se está terminando de completar una nueva versión del sistema NUCLEO, simplificando algunos aspectos técnicos y, sobre todo, haciendo que sea más sencillo de instalar y mantener para poder hacer pruebas y evaluaciones de forma más sencilla. Por otro lado se lleva ya colaborando más de dos años con la Facultad de Educación de la UCM para probar cómo se podría usar este enfoque para ayudar a la determinación de competencias en los estudiantes. Las competencias son uno de los elementos clave en la implantación de los nuevos planes de estudios de Grado pero no está ampliamente aceptado cómo se determina la adquisición o no de dichas competencias por parte de los estudiantes. 5.2 Trivial-CV El Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), ha aumentado el interés por la aplicación de nuevas metodologías para incrementar la participación del alumno en clase. Pero captar su atención y fomentar su participación no es fácil, ya que los alumnos

e-UCM, UCM

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tienden a adoptar roles pasivos. Por otro lado, desde el campo de la pedagogía, se mencionan a menudo factores como la colaboración y la competitividad como formas de aumentar la motivación intrínseca de los alumnos, lo que sugiere la posibilidad de organizar en el aula actividades estructuradas en forma de competición colaborativa. Pero en la práctica, estas ideas chocan con la realidad de la actividad docente diaria, en la que la organización de este tipo de actividades innovadoras supone una gran sobrecarga de trabajo para el equipo docente. El proyecto TrivialCV explora la posibilidad de emplear las funciones de los campus virtuales como soporte para la organización de estas actividades. Además propone un modelo de actividad diseñada para organizar competiciones por equipos en el aula, con ayuda de un videoproyector, con un formato de preguntas y respuestas de tipo Trivial (ver Figura 6). El sistema facilita la labor del docente mediante la integración con los sistemas existentes de campus virtual. La herramienta descarga las listas de alumnos de un LMS (en este caso, Moodle), prepara los grupos, gestiona las competiciones y, finalmente, vuelca los resultados de las mismas en el LMS como una prueba de evaluación más.

Figura 6. La herramienta Trivial-CV mostrando una

pregunta para el equipo “Return 0”

6. Aplicación de Nuevas Tecnologías Educativas en el Campo Médico Esta línea de trabajo cubre la aplicación de nuevas tecnologías para abordar dos aspectos médicos diferentes pero relacionados como son, por un lado, la mejora en la comunicación y colaboración en equipos médicos y, por otro, la mejora en la

formulación y enseñanza de procedimientos médicos mediante el uso de simulaciones de bajo coste. Un objetivo común que se desea lograr es formalizar y explicitar el conocimiento tácito utilizado en procesos médicos para poder reutilizarlo en futuros casos y para poder mejorar la formación del personal médico. Entre los primeros trabajos dentro de esta línea, cabe destacar la elaboración de simulaciones e-Adventure para la formación de estudiantes de medicina en la UCM. El primer desarrollo en este sentido fue la creación de una simulación con características de juego que modela una práctica de cálculo del valor hematocrito en una muestra de sangre. Esta simulación, realizada en colaboración con el Departamento de Fisiología de la UCM, ha sido evaluada con más de 500 alumnos durante dos años. En esta misma línea, en 2011 se ha creado un juego educativo tipo simulación en colaboración con el Departamento de Cirugía de la UCM para preparar a los alumnos antes de su primera visita al quirófano. El objetivo del juego es reducir el estrés y los errores cometidos por los alumnos de ciencias de la salud en su primera experiencia en quirófano. El juego está actualmente siendo evaluado con más de 300 alumnos de medicina y enfermería.

Figura 7. Juego integrado con el entorno e-learning del

Hospital General de Massachusetts. Entre los trabajos actuales, encontramos la formación de nuevo personal en la Organización Nacional de Trasplantes. El objetivo central es la planificación y ejecución completa y desde cero de un sistema de e-


45

learning para la ONT. El desarrollo se ha realizado mediante la adquisición previa de la documentación existente de los protocolos, la participación directa del personal experto, y refinamiento de las simulaciones mediante diseño iterativo con validación y mejoras del personal de la organización. Esta etapa de validación ha supuesto una mejora en los métodos de formalización del conocimiento implícito utilizado por un equipo médico heterogéneo, así como en la especificación de los procesos médicos gracias a la comprobación del conocimiento mediante el uso de las simulaciones. Actualmente la simulación está siendo utilizada en cursos de formación para evaluar su impacto. Todavía dentro de las aplicaciones del campo médico, también se ha desarrollado una aplicación para enseñar maniobras de soporte vital básico (SVB, o primeros auxilios) a estudiantes de instituto en colaboración con el Centro de Tecnologías Educativas de Aragón (CATEDU) y de médicos de emergencias del Hospital Miguel Servet de Zaragoza. Esta aplicación se ha probado con más de 300 alumnos en 4 institutos diferentes de Aragón demostrando una alta eficacia [Marchiori, en prensa]. En esta misma línea aparece el trabajo realizado para formación de personal médico en el MGH en aspectos de manipulación de material peligroso. El objetivo era modelar de manera online un curso presencial obligatorio para todos los empleados del MGH, con clases presenciales, un test y una demostración práctica de la preparación de un paquete para enviar agentes infecciosos. Dentro de esta colaboración, se desarrolló un juego que simulaba la preparación de un paquete con hielo seco. El juego servía a la vez de tutorial y examen, ya que enviaba los resultados al sistema de e-learning del Hospital en forma de calificación. Cabe mencionar también los trabajos en colaboración con la Universidad de Chile y Harvard Medical School que plantean un nuevo uso de los juegos para su aplicación en la determinación temprana de problemas mentales (screening). El objetivo es modelar juegos y simulaciones de test que ayuden a determinar las capacidades funcionales y cognitivas de un paciente. En concreto se han desarrollado dos simulaciones para la determinación de lesiones frontotemporales, que actualmente están siendo

evaluadas con pacientes en la Universidad de Chile. Siguiendo en la línea de formación de profesionales en el entorno médico, actualmente nos encontramos en la fase de diseño de una simulación para la aplicación rigurosa de la lista de verificación de quirófano, problema que actualmente está siendo discutido a nivel regional y nacional para su regulación. En el diseño colaboramos con médicos, enfermeros y anestesistas vinculados a la UCM así como con responsables de seguridad del paciente de la Comunidad de Madrid. Agradecimientos La investigación del grupo e-UCM ha sido parcialmente financiada por la Universidad Complutense de Madrid (GR35/10-A-921340, PIMCD2010/161 y PIMCD 2010/93), la Comunidad de Madrid (eMadrid S2009/TIC-1650), el Ministerio de Educación (TIN2009-14317-C03-01, TIN2010-21735-C02-02) y la Comisión Europea (SEGAN 519332-LLP-1-2011-1-PT-KA3-KA3NW, CHERMUG 519023-LLP-1-2011-1-UK-KA3-KA3MP, y GaLA FP7-ICT-2009-5-258169). Referencias

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IE Comunicaciones Número 15, Enero-Junio 2012, pp 47-56

Revista Iberoamericana de Informática Educativa Artículos


GaLan (Entornos de Aprendizaje Adaptativos,

Lenguajes y Sistemas Informáticos), UPV/EHU

I. Fernández-Castro, A. Garcia-Alonso, M. Urretavizcaya, A. Arruarte, J.A. Elorriaga,

B. Ferrero, A. Alvarez, J.M. López, I. Zipitria, M. Larrañaga, B. Losada, M. Martín, S. Ruiz,

I. Calvo, M. Villamañe, D. Reina, A. Conde

Facultad de Informática, UPV-EHU

P. Manuel Lardizábal 1, San Sebastián 20018, Spain

[email protected]

Resumen: Este documento presenta el grupo de investigación GaLan – Entornos de Aprendizaje

Adaptativos (Dpto. de Lenguajes y Sistemas Informáticos), de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

Sus líneas principales de investigación se centran en las arquitecturas, interacciones e interfaces de los

sistemas de aprendizaje, el diagnóstico cognitivo, las herramientas de autor y, de modo transversal, en las

metodologías ágiles para desarrollo de aplicaciones interactivas.

Palabras clave: arquitecturas de sistemas de aprendizaje, herramientas de autor, mapas conceptuales

diagnóstico cognitivo, interfaces de realidad virtual/mixta, tareas procedimentales, metodologías ágiles.

Abstract: This issue introduces the GaLan research group - Adaptive Learning Environments

(Languages and Computer Systems department), of the University of the Basque Country (UPV/EHU. Its

main research lines are centered on architectures, interactions and interfaces for learning systems, cognitive

diagnosis, authoring tools and, orthogonally, on agile methodologies for interactive applications

development.

Key words: architectures for learning systems, authoring tools, concept maps, cognitive diagnosis,

virtual/mixed reality interfaces, procedural tasks, agile methodologies.

1. Presentación

El Grupo GaLan, liderado por Isabel Fernández de

Castro, se formó a principios de los años 90 y desde

entonces trata de mejorar y flexibilizar los recursos

informáticos aplicables al ámbito educativo, conside-

rando la evolución de la tecnología y los cambios

pedagógicos. El número de sus integrantes ha crecido

progresivamente hasta llegar a su configuración

actual, con 9 doctores y 8 alumnos pre-doctorales

cuyas tesis se encuentran en distintas fases de

desarrollo. Los miembros del equipo pertenecen a

tres departamentos de la UPV/EHU (Lenguajes y

Sistemas Informáticos, Ciencias de la Computación e

Inteligencia Artificial y Psicología Social y

Metodología de las Ciencias del Comportamiento), lo

que le aporta un carácter interdisciplinar que permite

diversificar sus líneas de trabajo.

Los resultados obtenidos hasta la fecha han

evolucionado desde el estudio de arquitecturas para

Sistemas Tutores Inteligentes en varios ámbitos

[Fernández et al. 93; Gutiérrez et al. 98; Vadillo et al.

98], pasando por el diseño de herramientas de ayuda

a la construcción de entornos de enseñanza [Arruarte

et al. 03], con aportaciones en el diagnóstico genérico

para tareas procedimentales [Ferrero et al. 05] y, más

recientemente, tratando el problema de la adquisición

y representación del conocimiento [Martin et al. 04;

Rueda et al. 09]. En su agenda investigadora han

colaborado con diversos grupos y centros

tecnológicos en el marco de varios proyectos y

GaLan, UPV/EHU

48

estancias de investigación.

En el área de la enseñanza es importante adaptar la

agenda de investigación al marco educativo

establecido en cada momento, y actualmente se

resalta la importancia de utilizar diversos medios y

tecnologías para favorecer el éxito de los procesos de

aprendizaje. El aprendizaje combinado o Blended

Learning (B-Learning) es uno de los enfoques

preferentes de las líneas de investigación en el campo

de las TIC y educación, postulándose como marco

adecuado para resolver algunas de las carencias

estructurales de los entornos de apoyo al aprendizaje.

Este enfoque, junto con los resultados descritos y

técnicas provenientes del área de Inteligencia

Artificial fundamentan las líneas abiertas en torno a

la construcción de herramientas, la orientación hacia

la web de los sistemas de enseñanza y su

enriquecimiento mediante mecanismos de adaptación

y descubrimiento de conocimiento adecuados a los

diferentes actores del proceso de aprendizaje

(profesor, alumno y sistema de aprendizaje).

Partiendo de esta situación, cuatro aspectos

prioritarios marcan las áreas de desarrollo actuales

del grupo GaLan. Éstas son:

Arquitecturas e interacciones. En los contextos

de aprendizaje combinado se resalta la

importancia de las interacciones entre los actores

del aprendizaje, la recomendación de estrategias,

actividades y procesos, y los mecanismos de

acceso al propio conocimiento. Todo ello marca

la evolución de las arquitecturas e interfaces de

los sistemas de ayuda al aprendizaje.

Diagnóstico cognitivo. Identificar las causas del

fracaso del aprendizaje constituye un primer paso

para eliminarlo, por lo que se estima que una

mejora en los procesos de diagnóstico permitirá

avances más rápidos del estudiante durante su

instrucción. Se pueden distinguir varias vertientes

en este aspecto, de las que destacamos el

diagnóstico de conocimiento procedimental y el

correspondiente a dominios y tareas difíciles de

definir (ill-defined) como parte de nuestras metas.

Herramientas de autor. El despliegue extensivo

de las herramientas de aprendizaje sólo tendrá

lugar cuando la relación esfuerzo/beneficio sea

rentable para el profesor/formador. En este

ámbito, facilitar la tarea de construir cursos

mediante herramientas de adquisición

semiautomática de conocimiento es el tercer

aspecto a considerar.

De forma transversal a los aspectos descritos, el

desarrollo de interfaces y la aplicación de

metodologías ágiles constituyen áreas de trabajo

complementarias y necesarias para desarrollar

aplicaciones interactivas.

Estos aspectos dan lugar a las líneas de investigación

cuyos logros y trabajos en curso se describen en los

apartados homónimos siguientes. El documento

finaliza exponiendo trabajos recientes y futuros.

2. Arquitecturas e interacciones en los

Sistemas de Ayuda al Aprendizaje

La arquitectura clásica de los sistemas inteligentes de

ayuda al aprendizaje incluye una serie de

componentes: Módulo del Dominio, Modelo del

Estudiante, Componente Pedagógico e Interfaz. Esta

estructura produce sistemas adaptativos de uso

individual que se aplican, en cada caso, a un único

dominio de aprendizaje. Sin embargo, estos

componentes, siendo absolutamente necesarios, no

son suficientes para dar respuesta a las recientes

necesidades educativas y pedagógicas. Las tendencias

actuales tratan de combinar diversos medios

tecnológicos con estrategias de aprendizaje más

social. Así, el enfoque B-Learning propone

escenarios que combinan la instrucción presencial y

la instrucción asistida por ordenador [Graham 06]. En

estos escenarios los estudiantes suelen dividir su

tiempo de estudio entre varias materias, con diversas

actividades de aprendizaje (clases magistrales,

estudio individual o en grupo, resolución de

ejercicios o tareas, etc.), cada una de las cuales puede

realizarse o no mediante un ordenador. Además, este

enfoque combinado suele estar dirigido por uno o

varios profesores.

Para dar respuesta a esta problemática, hemos

diseñado la arquitectura OWLISH [Álvarez et al. 09;

Alvarez 10], la cual integra mecanismos, modelos y

características que permiten al estudiante realizar un

aprendizaje global mediante un enfoque combinado, a

la vez que facilitan las tareas y toma de decisiones de

los diferentes tipos de usuarios (estudiantes,



49

profesores y creadores de contenido). Para ello,

ofrece un espacio de trabajo especializado para cada

rol de usuario, integrando todos ellos mediante una

Capa de Conocimiento compartida (Figura 1).

Figura 1. Arquitectura OWLish

El Espacio de Trabajo del Creador de Contenidos

contiene los módulos Editor-Recursos y Editor-

Contenidos, los cuales permiten crear y estructurar

los recursos y unidades de aprendizaje que conforman

campos de conocimiento. Con el Espacio de Trabajo

del Profesor se crean y planifican asignaturas, se

asignan contenidos y recursos (módulo Gestor-

Asignaturas), y se gestiona la información relativa a

los estudiantes matriculados, todo ello mediante la

inspección y modificación de su Modelo de

Estudiante (módulo Gestor Estudiantes). El Espacio

de Trabajo del Estudiante incluye un módulo Tutor

que crea y desarrolla un plan de instrucción que

guiará al estudiante de manera adaptativa en sus

sesiones de aprendizaje. El Recomendador le ayuda a

organizar su tiempo de estudio privado. El

Configurador permite crear diferentes escenarios cada

vez que se inicia una sesión para proporcionar un

aprendizaje flexible en el sistema. Finalmente, la

Capa de Integración entre espacios de trabajo

incluye un conjunto de Bases de Conocimiento

independientes que permiten el flujo de información

entre ellos. Esta arquitectura se ha implementado con

tecnología de agentes en el sistema MAgAdI (Fig. 2).

El enfoque de aprendizaje combinado que promueve

OWLISH/MAGADI permite que el estudiante

intercale actividades presenciales, no presenciales y

sesiones on-line. Esto produce cambios en el

conocimiento del estudiante que tanto el profesor

como el propio sistema on-line deben considerar para

ajustar sus estrategias de aprendizaje y mecanismos

de adaptación. Así, el profesor necesita conocer los

resultados del estudiante en sus actividades on-line,

de la misma manera que el sistema necesita conocer

la evolución del conocimiento del estudiante debida a

sus actividades externas; y el estudiante necesita

poder considerar de manera integrada los distintos

contextos de aprendizaje [Garrison & Vaughan 08].

Esto puede conseguirse haciendo explícitos y

accesibles los flujos de interacción entre los

diferentes contextos: cuanto más rica, fluida y

accesible sea dicha información para los alumnos y

los profesores, mejores serán los resultados de

aprendizaje. Por lo tanto, esta información se

convierte en una base principal para los mecanismos

de adaptación.

Figura 2. Interfaz gráfica de MAgAdI

Con este propósito, hemos diseñado el marco general

SIgBLE [Martín et al. 11] (Fig. 3). Su objetivo es

estudiar los datos procedentes de las interacciones

entre el sistema y el estudiante para detectar signos

visibles de éxito o fracaso y proporcionar

información relevante y adaptada a cada situación y

actor receptor, ya sea el sistema, el profesor o el

estudiante. SIgMA es una implementación específica

orientada al profesor en el contexto del entorno de

MAgAdI, empleando técnicas de Inteligencia

Artificial y análisis estadístico.

GaLan, UPV/EHU

50

Figura 3. Estudio de interacciones en SIgBLE

3. Diagnóstico cognitivo

Uno de los grandes desafíos en los sistemas de

enseñanza/aprendizaje inteligentes o adaptativos es la

evaluación del conocimiento del aprendiz, ya que

sobre él se apoyan los mecanismos de adaptación al

estudiante. Este proceso puede llevarse a cabo a partir

del diagnóstico de tareas de respuesta cerrada o

abierta. Las del primer grupo, ofrecen al aprendiz un

conjunto cerrado de opciones sobre las que elegir su

respuesta; su diagnóstico puede establecerse a priori

estudiando las diferentes alternativas y errores

conceptuales asociados. Por el contrario, las del

segundo grupo presentan grandes y complejas

dificultades. Es el caso de tareas de tipo

procedimental (su respuesta implica ejecutar diversas

acciones que modifican el estado del problema hasta

alcanzar un estado objetivo) y de preguntas de texto

abierto (plantean preguntas que el estudiante debe

responder escribiendo un texto en lenguaje natural).

El aprendizaje de tareas procedimentales no es

sencillo y suele presentar dificultades inherentes a su

naturaleza. Por ejemplo, pueden ser tareas peligrosas

para las personas o difíciles de reproducir, por lo que

requieren que su aprendizaje se realice en entornos

simulados. En este ámbito se ha desarrollado el

sistema DETECtive [Ferrero 04] para evaluar y

diagnosticar conocimiento procedimental. Su

marco conceptual es independiente del área de

aplicación, además de integrable y flexible para

incorporar cambios sobre los objetivos de

diagnóstico. Con este fin, combina diversas técnicas:

Seguimiento de Modelos (Model-Tracing) apoyado

con un catálogo de errores; Adaptación Dinámica de

modelos mediante desviaciones; y Verificación de

Precondiciones y diferencias con el modelo óptimo

representado en el dominio. Esta combinación de

técnicas disminuye los problemas inherentes a cada

una de ellas y simplifica, en cierta medida, la

definición del conocimiento necesario para el

diagnóstico, ya que permite expresarlo desde distintas

perspectivas (modelos de solución, errores típicos y

desviaciones). El sistema FROGALAN [Ferrero et al.

99] implementó este marco en el dominio de la

máquina-herramienta (Fundación para la Formación

Técnica de la Máquina-Herramienta - FFTMH).

Un aspecto fundamental que determina el grado de

éxito de este tipo de sistemas es su interfaz, y la

evolución de los desarrollos gráficos promueve el uso

de realidad virtual (RV) o mixta (RM) como

alternativa útil y asequible (ver apartado 6.2). Los

Sistemas Inteligentes Interactivos de Aprendizaje

(SIIAs) integran un sistema interactivo (es decir, una

interfaz basada en RV o RM) y un sistema de

aprendizaje inteligente. El primero aporta una

reproducción fiel de la realidad, mientras que el

segundo se centra en los procesos de instrucción.

Combinando ambos, se obtienen SIIAs capaces de

dar soporte al estudiante en su proceso de

aprendizaje. Estos entornos mejoran las capacidades

formativas de los sistemas comunes de RV para

entrenamiento, ya que asisten a los estudiantes en el

proceso de aprendizaje de tareas. A partir de

DETECTive y en estrecha colaboración con CEIT

(Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas), se

ha desarrollado la plataforma OLYMPUS para

facilitar la construcción de SIIAs en diferentes

dominios [Lozano-Rodero 09; Aguirre et al. 12].

Figura 4. OLYMPUS, fases en el proceso de diagnóstico

Este proceso reproduce los pasos habituales de

enseñanza (Fig. 4): 1. Observación de eventos en el

entorno virtual; 2. Interpretación de las



51

observaciones detectadas para obtener una

representación de alto nivel de la actividad del

estudiante; 3. Diagnóstico de la actividad

previamente interpretada mediante un sistema de

aprendizaje inteligente (DETECTive, en este caso).

Por último, los resultados del diagnóstico pueden ser

utilizados por cualquier módulo o componente

educativo integrado en el SIIA.

En este área también se ha trabajado en la evaluación

de ejercicios de respuesta abierta escrita en

lenguaje natural. Estos ejercicios se usan

habitualmente para evaluar el conocimiento del

estudiante, pero su automatización plantea uno de los

grandes desafíos a los que se enfrenta el campo de la

Inteligencia Artificial y Educación desde sus

orígenes. Ejemplos de evaluación de texto abierto

aparecen en los sistemas tutores más tempranos

[Clancey 82; Ford 88; Woolf 88], y nuevos avances

han dado lugar a tutores para evaluar habilidades

discursivas: evaluación de ensayos y trabajos

[Burstein & Chodorow 10], resúmenes [Zipitria et al.

11a], coherencia y cohesión del texto [Graesser et al.

04], etc.

Entre la variedad de modalidades relacionadas con el

texto abierto, en el grupo GaLan estamos trabajando

en la evaluación de resúmenes, ya que su uso está

muy extendido en la enseñanza tradicional, por su

gran capacidad para diagnosticar el nivel de

comprensión del dominio y la habilidad de escritura

del estudiante. Se trata de una tarea cognitiva

compleja y difícil de cuantificar que implica:

comprensión no supervisada del lenguaje natural,

conocimiento lingüístico, conocimiento y puntuación

del discurso, evaluación automática de lo escrito,

emulación del contexto de producción y evaluación

de resúmenes, toma de decisiones de evaluación y

aportación de realimentación adaptada a las

necesidades del estudiante. Por ello, se han aplicado

metodologías de múltiples disciplinas para lograr

modelar la evaluación de resúmenes.

Para abordar su diagnóstico, hemos diseñado y

desarrollado un entorno de evaluación de resúmenes

basado en comportamiento humano. El modelo se

fundamenta en investigaciones previas en psicología

cognitiva que han permitido identificar los contextos

críticos del desarrollo de la habilidad de escritura y

comprensión. También hemos desarrollado estudios

empíricos para identificar los procesos cognitivos

subyacentes. Como consecuencia, se ha creado una

red de toma de decisiones de evaluación que permite

que las puntuaciones globales se computen a partir de

un modelo basado en Redes Bayesianas. Las

puntuaciones no supervisadas relativas al discurso

que subyacen a dicha puntuación global son:

cohesión, coherencia, comprensión, adecuación y

uso del lenguaje. La información semántica de estas

puntuaciones se modela por medio de Latent

Semantic Analysis [Landauer & Dumais 97] y la

información sintáctica por medio de herramientas de

Procesamiento de Lenguaje Natural (PLN). Las

puntuaciones de discurso resultantes de este modelo

han demostrado ser capaces de reflejar de forma

significativa decisiones de evaluación de los expertos

(Las evaluaciones se han llevado a cabo con la

colaboración de la red de ikastolas EHI (Euskal

Herriko Ikastola). Algunas puntuaciones del discurso

han sido extrapoladas con éxito a otros dominios

como la evaluación de trabajos [Zipitria et al. 11b].

Así, actualmente, estas puntuaciones del discurso

están siendo probadas y adaptadas para objetivos

distintos a la tarea específica de evaluación de

resúmenes.

4. Herramientas de autor

Hoy en día, el uso de Sistemas de Aprendizaje

Basados en la Tecnología (SABTs), e.g. Sistemas

Tutores Inteligentes (STIs), Sistemas Hipermedia

Adaptativos (SHAs) y, especialmente, Sistemas de

Gestión del Aprendizaje (LMSs), está ampliamente

extendido en muchas instituciones académicas. Sin

embargo, su adecuación a la casuística de cada

asignatura y profesor estará en entredicho si éste no

es capaz de adaptarlo a los contenidos o estrategias de

su propio contexto. El profesor necesita herramientas

que le permitan construir cursos sobre su asignatura

con un esfuerzo razonable. En este ámbito hablamos

de las herramientas de autor para construir cursos

sobre diversas materias mediante herramientas de

adquisición semi-automática de conocimiento. IRIS

[Arruarte et al. 03] y KADi [Martín et al. 04] son

ejemplos desarrollados por el grupo para construir

sistemas tutores inteligentes y definir conocimiento

de diagnóstico de resolución de tareas,

respectivamente.

http://galan.ehu.es/Galan/node/459

GaLan, UPV/EHU

52

Los SABTs utilizan representaciones pedagógicas del

dominio de aprendizaje, i.e. Módulo del Dominio. Su

construcción es una compleja tarea que implica

seleccionar los temas, definir las relaciones

pedagógicas entre ellos y proporcionar el conjunto de

recursos didácticos (RDs) u Objetos de Aprendizaje

(Learning Objects - LOs) que se utilizarán durante el

proceso de formación.

Figura 5. Construcción del Dominio en DOM-Sortze

La adquisición semi-automática de conocimiento a

partir de documentos existentes puede reducir

considerablemente el coste de crear los Módulos del

Dominio. En particular, algunas técnicas de

Inteligencia Artificial, como razonamiento heurístico

y PLN son muy apropiadas. Así, la actividad de los

profesores se limita a seleccionar los documentos

fuente de datos y a supervisar los resultados para

completarlos o adaptarlos a sus preferencias. Con esta

hipótesis se ha construido DOM-Sortze. El Módulo

del Dominio generado por esta herramienta organiza

el conocimiento en dos niveles que pueden ser

reutilizados en diferentes SABTs: Ontología del

Dominio de Aprendizaje (ODA) y conjunto de LOs.

DOM-Sortze ejecuta un proceso de 3 pasos (Fig. 5):

Durante el Pre-procesamiento del libro de texto se

recoge la estructura jerárquica del documento y se

enriquece con información lingüística. En la fase de

Construcción de la ODA se identifican y representan

los conceptos del dominio de aprendizaje y sus

relaciones pedagógicas [Larrañaga et al. 04]. El

último paso, la Extracción de LOs, identifica y genera

los objetos que se utilizarán durante el aprendizaje,

i.e. definiciones, ejemplos, ejercicios, etc. [Larrañaga

et al. 11]. Actualmente DOM-Sortze permite

construir el Módulo de Dominio a partir de libros de

texto en Euskara.

Una representación adecuada del dominio también

ayuda a su definición. Los mapas conceptuales

(MC) son estructuras gráficas para representar y

organizar el conocimiento por medio de un conjunto

de nodos (conceptos) y enlaces (relaciones entre

conceptos), posiblemente etiquetados y clasificados

[Novak 77]. Se han usado como estrategia de

aprendizaje, método o recurso esquemático que ayuda

a los estudiantes a aprender y a los instructores a

organizar los temas de enseñanza. Así, pueden verse

como herramientas de autor o de aprendizaje que

aprovechan la capacidad humana para la

representación visual, facilitando la interacción y

comunicación entre los usuarios.

Desde esta prespectiva, se han desarrollado CM-ED

(Concept Map Editor) [Rueda et al. 09] y ELKAR-

CM (herramienta colaborativa para construir MCs).

Esta última se ha utilizado para facilitar la interacción

entre grupos de estudiantes durante un aprendizaje

colaborativo [Elorriaga et al. 11]. La aplicación

ELKAR-DOM usa los MCs para permitir a los

diseñadores y desarrolladores de material de

instrucción supervisar gráficamente el proceso de

definición del Módulo del Dominio (ontología y

objetos de aprendizaje). Esta supervisión puede

llevarse a cabo tanto de forma individual como

colaborativamente.

6. Líneas transversales

El proceso de generación de software lleva implícitas

la utilización de metodologías de desarrollo y la

construcción de interfaces adecuadas a los distintos

tipos de usuario y tareas. Así, el desarrollo de

interfaces y la aplicación de metodologías ágiles

complementan las actividades del grupo.



53

6.1. Metodologías ágiles para el desarrollo de

aplicaciones interactivas

El proceso de desarrollo de software implica la

organización de una serie de actividades que van

desde la recogida de los requisitos hasta el

lanzamiento del producto finalizado, pasando por

tareas de análisis, diseño, codificación, evaluación y

documentación. El orden, las técnicas empleadas y la

forma en que se realizan estas actividades en un

desarrollo software definen las diferentes

metodologías que han ido apareciendo a lo largo del

tiempo. La diversidad de cuestiones contempladas en

la metodología y su forma de abordarlas determinarán

la calidad del producto resultante.

Los trabajos realizados en el grupo en esta línea se

engloban dentro de los desarrollos dirigidos por

modelos, (Model-Driven Development-MDD), las

metodologías ágiles y los diseños centrados en el

usuario [Larman 04]. En este marco, se ha

desarrollado InterMod (Fig. 6), una metodología ágil

centrada en el usuario, pensada para el análisis,

diseño y desarrollo ágil de aplicaciones interactivas

[Losada et al. 09b; Losada et al. 11a; Losada et al.

11b].

Progreso del proyecto

Flujo de información

Alimentación de la aplicación

Paso1:Analizar el proyecto en global

Modelo de Usuario Modelo del Sistema

APLICACIÓN

Paso2: Construcción de la

lista de UO

{UOs iniciales}

Paso3: Planificar iteraciones

paralelas

{nuevos UOs}

Modelos de

desarrollo

Visión

global

Paso4: Realizar actividades

Progreso del proyecto

Flujo de información

Alimentación de la aplicación

Paso1:Analizar el proyecto en global

Modelo de Usuario Modelo del Sistema

APLICACIÓN

Paso2: Construcción de la

lista de UO

{UOs iniciales}

Paso3: Planificar iteraciones

paralelas

{nuevos UOs}

Modelos de

desarrollo

Visión

global

Paso4: Realizar actividades

Figura 6. Proceso en InterMod

Intermod plantea la utilización de modelos y

prototipos formales e intuitivos para minimizar los

descuidos en la organización del desarrollo de

interfaces simplificando su resolución. Con este fin,

propone un diseño centrado en el usuario para definir

los requisitos, describir los diálogos persona-

computador y evaluar los prototipos, planificando y

organizando el trabajo según las actividades que

configuran los Objetivos de Usuario (UOs). Este

proceso puede realizarse en paralelo y distribuirse en

diferentes equipos de trabajo. Diagram [Losada et al.

09a; Losada et al. 10], es la herramienta desarrollada

para la captación de requisitos según los modelos

determinados por InterMod. Actualmente se está

definiendo con precisión el proceso InterMod,

profundizando en:

a) La descripción de la gestión del proceso de

desarrollo según la metodología ágil. El proceso

se organiza como una serie de iteraciones guiada

por UOs para obtener desarrollos correctos e

incrementales.

b) La formalización de un modelo que soporte los

requerimientos de la aplicación, para permitir la

evaluación temprana e incremental y mejorar la

usabilidad, tal y como propone el Diseño

Centrado en el Usuario [Abrams et al. 08]

6.2. Interfaces gráficas y realidad virtual

Los sistemas interactivos y los sistemas de

aprendizaje llevan un largo recorrido de colaboración

[Johnson et al. 00]. El grupo GaLan participa desde

hace más de diez años en diversos proyectos y

publicaciones que integran ambos campos de

conocimiento. En la actualidad, la diversidad de

dispositivos (smartphone, tablets, pdas, etc.) y las

posibilidades que aporta la tecnología en general,

hacen indispensable un estudio en profundidad de

nuevas formas de interacción gráfica con los

estudiantes. En la última década, los sistemas

hápticos han recibido un gran impulso promovido por

la aparición de sistemas más amigables y de coste

más asequible [El Saddik 11]. En esta línea hemos

trabajado en colaboración con otros grupos de

investigación en diversos aspectos que influyen en la

percepción háptica, como por ejemplo, la

optimización de los procesos de análisis de

interferencias geométricas [Borro 04] o el trabajo

colaborativo [Iglesias 08], además de participar en la

elaboración del estándar ISO MPEG-V con la

propuesta de “CommunicationSkills” y “Personality”,

aceptadas en el estándar Jovanova 2010. También

hemos colaborado en proyectos de investigación y

transferencia con centros tecnológicos: CEIT-IK4,

Tecnalia, y Vicomtech-IK4, y universidades

extranjeras como Queens’s U. of Belfast, U. Ottawa,

y T.U. Delft, entre otras.



GaLan, UPV/EHU

54

7. Actividades recientes y líneas futuras

Derivadas de las líneas de desarrollo descritas, han

surgido nuevas necesidades y áreas de investigación.

La complejidad del aprendizaje combinado y global

(Global Blended-learning), cuando afecta a múltiples

asignaturas, varios docentes o incluso diversos

entornos educativos, introduce nuevos retos. La falta

de conocimiento de los estudiantes sobre "cómo y

cuándo elegir" genera problemas en su planificación

del tiempo y en la selección de actividades que, en

ocasiones, provocan fracasos de aprendizaje. Por lo

tanto, la planificación eficaz del tiempo y la elección

de actividades adecuadas a los requisitos formativos

marcados de forma externa por los profesores se

convierten en objetivos educativos principales.

Pensamos que es posible mejorar las actividades y

resultados de los actores del aprendizaje involucrados

en los entornos de aprendizaje combinado aplicando

procesos de recomendación basados en el

conocimiento y los modelos de interacción. Las

características del usuario y el contexto tiempo

disponible, actitudes del estudiante en la realización

de ejercicios o dispositivos de comunicación son los

principales aspectos a considerar para proporcionar

recomendaciones pedagógicas [Martín et al. 09].

Otra cuestión sin resolver es la complejidad inherente

la construcción de sistemas interactivos de

aprendizaje (SIIAs) que precisan interfaces de

realidad virtual o mixta. La labor de modelado y

obtención de la información necesaria es ingente,

tediosa y requiere mucho tiempo, por lo que se está

ampliando OLYMPUS con un conjunto de

herramientas de autoría. Los objetivos planteados en

esta línea implican la mejora de los procesos de

autoría referentes a la adquisición de conocimiento

de manera semi-automática a partir de ejecuciones

expertas. Esta forma de adquisición de conocimiento

es eficaz para acelerar el proceso en diferentes

dominios procedimentales [Lieberman 96], aunque

no se ha demostrado para habilidades motoras. El

patrón general de acciones motoras y el conocimiento

capturado aportarán información sobre aquellas

partes de las acciones del estudiante ejecutadas

incorrectamente y su causa.

En la actual era de globalización, los contextos

bilingües e incluso multilingües son una norma y no

la excepción [Unesco 03]. Ante esta realidad y

apoyados por la tecnología, es habitual comunicarse y

trabajar con personas que se encuentran en cualquier

parte del planeta y hablan lenguas diferentes. En este

sentido, la herramienta DOM-Sortze, ya mencionada,

se está ampliando a diferentes idiomas y Módulos del

Dominio multilingües. Otro factor a tener en cuenta

es la creciente multiculturalidad debida a

fenómenos migratorios. La educación intercultural

plantea usar dos o más idiomas y resalta la

importancia de adaptar la enseñanza a las diferentes

culturas. Así, se puede crear material didáctico

multicultural si autores de diferentes culturas se

implican y colaboran en su generación. Algunos

trabajos [Shachaf 08], han investigado los efectos de

la diversidad cultural y la eficacia de las TIC para

abordar esas situaciones. Siguiendo esta tendencia y

basándose en las experiencias con ELKAR-CM y

ELKAR-DOM, el grupo está trabajando actualmente

en la construcción de un entorno educativo que

permita crear y editar mapas conceptuales de manera

colaborativa, teniendo en cuenta los aspectos

culturales que puedan afectar a cada usuario.

Agradecimientos

El grupo GaLan ha sido financiado parcialmente por

varias administraciones en diversas convocatorias:

Universidad del País Vasco, Diputación Foral de

Guipúzcoa, Gobierno Vasco, Ministerio de Ciencia e

Innovación y Comunidad Europea. Actualmente se

encuentran activas: UPV-EHU09/09, GV/IT421-10 y

MICINN/TIN2009-14380. También han contribuido

a nuestro trabajo otras entidades: Federación de

Ikastolas de Guipúzcoa, CIDEMCO, CEIT, FFMH,

VICOMTEC. Nuestros agradecimientos son para

todas ellas.

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GHIA (Grupo de Herramientas Interactivas Avanzadas), UAM

Xavier Alamán, Rosa M. Carro, Iván D. Claros, Ruth Cobos, Leovy Echeverría, Manuel García----

Herranz, Javier Gómez, Esther Guerra, Pablo A. Haya, Juan De Lara, Juan Mateu, Germán Montoro, Jaime Moreno, Alvaro Ortigosa, Pilar Rodríguez

Dpto. Ingeniería Informática, Escuela Politécnica Superior, Universidad Autónoma de Madrid c/ Francisco Tomás y Valiente, 11. 28049-Madrid, España

{xavier.alaman, rosa.carro, ivan.claros, ruth.cobos, manuel.garciaherranz, jg.escribano, esther.guerra, pablo.haya, juan.delara, german.montoro, jaime.moreno, alvaro.ortigosa, pilar.rodriguez}@uam.es,

{leovy.echeverria, juan.mateu}@estudiante.uam.es

Resumen: Es este documento se resumen las principales líneas actuales de investigación del grupo GHIA en lo que a informática educativa se refiere, así como su contexto y proyectos de futuro. Palabras clave: GHIA, e-learning, sistemas adaptativos, modelado de usuario, mundos virtuales, aprendizaje móvil, modelización, social media, trabajo colaborativo, aprendizaje mixto. Abstract: This document summarizes the main research areas of GHIA regarding computer based learning, as well as its context and future work. Key words: GHIA, e-learning, adaptive systems, user modelling, virtual worlds, mobile learning, modelling, social media, CSCL, blended learning.

1. Presentación El Grupo GHIA, cuyas siglas corresponden a Grupo de Herramientas Interactivas Avanzadas, fue creado en 1990, coincidiendo, prácticamente, con el comienzo de la impartición de los estudios en Ingeniería Informática en la Universidad Autónoma de Madrid. Su impulsor y líder fue Roberto Moriyón, pronto acompañado de Manuel Alfonseca. Desde su origen, las actividades de GHIA se orientaron hacia el desarrollo de herramientas y utilidades en el ámbito de la informática educativa, obteniéndose entonces financiación para el que fuera primer proyecto del grupo: PROGENES (TIC90-0352). El objetivo de Prógenes era la resolución automática de problemas de matemáticas. Eran ocho los investigadores participantes en el proyecto, dos de ellos doctores, y seis estudiantes de los cuales cuatro

obtuvieron su doctorado en el ámbito de este proyecto de los otros cinco participantes obtuvieron su doctorado en el ámbito de este proyecto. En la actualidad, el grupo GHIA cuenta con más de veinte investigadores doctores a tiempo completo, la gran mayoría de ellos como investigadores estables en el actual Departamento de Ingeniería Informática de la Universidad Autónoma de Madrid, y el número de doctores que han completado sus tesis en el seno del grupo es cercano a los veinticinco. Ahora, la informática educativa, e-learning en sentido amplio, se mantiene como prioridad en GHIA, cuyas líneas de investigación se relacionan e implican también con los sistemas ubicuos, los sistemas colaborativos y las redes sociales y mundos virtuales; así como con la computación natural y los sistemas complejos. Evidentemente, la perspectiva de

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interacción persona-ordenador se proyecta sobre todas las líneas anteriores. Y, en nuestros nuevos proyectos, la atención a la diversidad se pone de manifiesto desde hace años. En el resto de las secciones se presentan algunas de las líneas principales que son objeto de I+D+i en GHIA en lo que a informática educativa se refiere. 2. Sistemas de enseñanza adaptativos. Aprendizaje individual y colaborativo. Adquisición de modelos de usuario. Authoring y evaluación. A finales de los años 90 se inició la investigación en métodos y técnicas para dar soporte a procesos de enseñanza-aprendizaje de forma adaptativa. Esto es, los contenidos y actividades propuestas a cada estudiante en cada momento, a través de sistemas basados en la Web, varían en función de las características, necesidades y acciones de cada estudiante en cada momento específico. Se crea entonces la primera versión del sistema TANGOW (Task-based Adaptive Learner Guidance On the Web) [Carro et al. 99]. Posteriormente, se incorpora al sistema la capacidad de adaptar semi-automáticamente las actividades propuestas y los contenidos presentados en función del estilo de aprendizaje de cada usuario [Paredes et al. 02]. En paralelo, se desarrolla una metodología para la creación de juegos educativos adaptativos para la enseñanza de las Matemáticas [Carro et al. 02]. Posteriormente, se amplía la investigación en sistemas adaptativos de e-learning para dar cabida a la realización de actividades colaborativas, que son propuestas dinámicamente en función de las características, necesidades y acciones previas de los estudiantes, creándose para ello espacios de trabajo colaborativos dinámicamente, a partir de distintas herramientas colaborativas y contenidos multimedia [Carro et al. 03]. Para facilitar la colaboración entre los estudiantes que se conectan a este tipo de sistemas de aprendizaje online, se implementa un mecanismo para la formación automática de grupos de trabajo [Paredes et al. 10]. Anteriormente se realizaron estudios sobre la influencia del modo en que se agrupan los estudiantes cuando realizan tareas colaborativas en los resultados que obtienen,

considerando sus estilos de aprendizaje [Alfonseca et al. 06] o su personalidad e inteligencia [Sánchez-Hórreo et al. 07]; el objetivo común de estos trabajos es obtener información susceptible de utilizarse como criterios para la formación de grupos, con el fin de favorecer situaciones que conlleven a la obtención de mejores resultados en las tareas colaborativas. Durante los últimos años, en los que cada vez se utilizan más dispositivos móviles para acceder a Internet en cualquier momento, se ha trabajado en la adaptación al contexto. En este ámbito, se ha desarrollado la plataforma CoMoLE (Context-based adaptive Mobile Learning Environments). CoMoLE da soporte a la descripción y puesta en marcha de entornos capaces de recomendar actividades a usuarios y grupos en función no sólo de sus características personales, preferencias y acciones previas, sino también del contexto en que se encuentran los usuarios en cada momento (dispositivo utilizado, tiempo disponible y localización) [Martín et al. 09]. Para poder dar soporte a todas las posibilidades de adaptación descritas anteriormente, es necesario representar y almacenar la información sobre los distintos estudiantes en los correspondientes modelos de usuario. Una de las vías clásicas de adquisición de información sobre los usuarios consiste en solicitar a cada uno de ellos que rellene cuestionarios (de estilos de aprendizaje, de personalidad, etc.). Pero cuanta más información acerca de cada estudiante se desee utilizar con propósitos adaptativos, mayor será el coste de su obtención. Los estudiantes pueden sentirse saturados por la realización de numerosos cuestionarios, a menudo de longitud considerable. Con el objetivo de agilizar y automatizar, en la medida de lo posible, la adquisición de información sobre cada estudiante, se ha trabajado en: i) la reducción del número de preguntas del cuestionario de estilos de aprendizaje de Felder-Solomon que se plantean a cada estudiante para obtener su estilo de aprendizaje [Ortigosa et al. 10]; ii) la inferencia de rasgos del estudiante a partir de los movimientos que realiza con el ratón [Spada et al. 08], y, más recientemente, iii) la inferencia de la personalidad de un estudiante a partir de la información disponible en Facebook [Ortigosa et al. 11] y iv) la extracción de


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emociones de textos escritos por los estudiantes [Rodríguez et al. 12]. Por otra parte, un aspecto interesante y deseable de los sistemas e-learning adaptativos es que los criterios de adaptación sean establecidos por expertos en e-learning. Es decir, es deseable que los criterios a utilizar en cada curso no estén definidos e implementados en el propio sistema, sino que puedan ser especificados por el experto en cada caso. Este ha sido el enfoque utilizado en todos los sistemas de e-learning desarrollados por el grupo. Para facilitar la especificación de actividades y criterios de adaptación se han desarrollado herramientas de autor. Por ejemplo, [Freire et al. 04] da soporte a la edición y visualización de estructuras adaptativas (elementos y organización de los mismos para los distintos perfiles de estudiantes, considerando también sus acciones previas). Finalmente, todo desarrollo debe ser evaluado. En el caso de los sistemas e-learning adaptativos, es necesario, por una parte, evaluar si el sistema está proporcionando una adaptación adecuada para los estudiantes. En este sentido, se ha desarrollado una metodología que, basándose en el análisis de logs, detecta síntomas de potenciales problemas en el comportamiento adaptativo de un sistema [Vialardi et al. 08]. Por otra parte, es importante evaluar la satisfacción y motivación de los estudiantes al utilizar este tipo de sistemas adaptativos [Martín et al. 09]. 3. Mundos virtuales para la educación inclusiva Tras el desarrollo de una plataforma educativa basada en mundos virtuales (ver [Rico et al. 09; Rico et al. 10]), durante los años 2010 y 2011 se han realizado diversas experiencias educativas, haciendo especial énfasis en la inclusión de personas con necesidades especiales. El entorno de aplicación ha sido el Aula de Acogida del Instituto de secundaria Ernest Lluch, que está ubicado en Cunit, Tarragona. El Aula de Acogida es un espacio de encuentro y el primer contacto del alumnado recién llegado a los centros catalanes de enseñanza secundaria.

Este Aula de Acogida (AA) presenta varios retos importantes. En primer lugar, los niños tienen distintos niveles de dificultad en el aprendizaje del catalán. Por ejemplo, aprender catalán es relativamente fácil para los niños de habla hispana, ya que ambas lenguas tienen un origen común. Sin embargo, para un niño de Marruecos hasta el mismo alfabeto romano puede ser desconocido. En segundo lugar, hay diferencias culturales que deben ser tenidas en cuenta. Muchas veces estos niños provienen de un entorno socioeconómico bajo, con escasos hábitos de estudio e incluso careciendo de otras habilidades de socialización básicas. Por último, los niños en el curso pueden tener muy distintas edades (de 12 a 17 años), mostrando niveles de madurez muy diferentes. Un buen recurso para trabajar esta diversidad es el trabajo por proyectos o también denominado "por rincones". Cada alumno o pareja de alumnos trabajan en la misma hora de clase cosas diferentes al resto de sus compañeros, adecuadas a su nivel particular de conocimientos y a sus avances. El uso de las TIC (Tecnologías de la Información y Comunicación) y las TAC (Tecnologías del Aprendizaje Colaborativo) facilita mucho esta complicada tarea. En de mayo de 2010 se hizo una prueba piloto de trabajar mediante mundos virtuales con los alumnos de AA. Cada alumno tenía que elegir una entre dos actividades: "Hagamos un campo de fútbol" o "Hagamos una playa". La primera condición que se les ponía fue que todas las dudas que tuvieran, todo lo que hablaran y, evidentemente, escribieran, debía de ser en catalán. Prepararon unas fichas que formaban un dossier, primero lo trabajaban en la libreta, buscando vocabulario y objetos de los temas específicos (playa y fútbol), trabajando la ortografía, buscando medidas de objetos y colores por internet, etc. Una vez realizado este trabajo previo, cada alumno describió y dibujó a escala el objeto que había elegido para construir el mundo virtual (un faro, una pelota, la portería de fútbol, la ropa del árbitro, una barco, un patinete de playa, una sombrilla, etc). Posteriormente se fueron adquiriendo habilidades de construcción 3D, buscando texturas, aprendiendo a manejar scripts simples (pequeños programas dentro del mundo virtual) y a manejar las animaciones

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necesarias en los avatares, para poder acabar los proyectos iniciados. Finalmente solo se llevó a cabo uno de ellos, “Hagamos una playa”, por falta de tiempo al llegar final de curso en junio. Trabajando de esta manera se ha comprobado que los alumnos aprenden a colaborar entre ellos, comparten y se apoyan ya que obtienen resultados “palpables” desde el primer momento. Construyen no solo en el mundo virtual sino que, a través de las pautas mínimas dadas, están construyendo su propio conocimiento (más detalles en [Mateu et al. 12]) . 4. Dispositivos móviles en el ámbito educativo En los últimos años, los dispositivos móviles (“smartphones” y “tablets”) se han convertido en una pieza clave de tecnología personalizable y que llega a gran parte de la sociedad, lo que permite la investigación y uso en nuevas áreas hasta ahora limitadas a otros dispositivos. Hoy por hoy, se reconoce que los sistemas de enseñanza basados en dispositivos móviles resultan más atractivos, autónomos y enriquecen la interacción. Por otro lado, la aplicación de tecnologías de Inteligencia Ambiental puede ayudar a mejorar la experiencia educativa, apoyando y supliendo aquellas carencias que dificultan el aprendizaje. Parte del trabajo desarrollado dentro del Laboratorio de Inteligencia Ambiental AmILab de GHIA se ha enfocado hacia la asistencia de personas con necesidades especiales en la realización de tareas de la vida diaria. Para ello, en colaboración con el Centro de Referencia Estatal de Atención al Daño Cerebral (CEADAC), se ha creado el sistema móvil aQRdate [Gómez et al. 11]. El objetivo de este proyecto es asistir a personas con daño cerebral en la realización de tareas cotidianas (preparar el desayuno, planchar una camisa, etc.). Para ello, se presentan guías paso a paso adaptadas a las necesidades del usuario y de la actividad en dispositivos móviles. Además, tras la ejecución de la actividad, el terapeuta o cuidador recibe un registro de ejecución, de forma que puede analizarlo para ir reduciendo paulatinamente la cantidad de ayuda aportada por el sistema, adaptando los manuales al progreso del usuario.

Este sistema sería fácilmente aplicable al área educativa, en el sentido que se podrían describir secuencias de tareas a seguir para completar una actividad educativa, como una práctica de laboratorio. En ese sentido se podría considerar tanto un sistema para ámbito educativo orientado a personas con necesidades especiales como a usuarios de ámbito general. 5. Soporte educativo para superficies multitáctiles horizontales Las superficies multitáctiles son espacios físicos adecuados para la colaboración que promueven la participación de grupos pequeños. La colaboración en grupos con un número reducido de participantes ha sido señalada como una de las claves del aprendizaje colaborativo soportado por ordenador. Así, estas constituyen un contexto adecuado para el aprendizaje colaborativo dónde los estudiantes pueden interaccionar y aprender a través de manipulación directa. No es de extrañar que hayan surgido en los últimos años múltiples estudios sobre los beneficios educativos potenciales de estos dispositivos. Así, se ha demostrado como se mejora la comunicación cara a cara, la conciencia del resto de los componentes del grupo o habilidades sociales de los participantes. Una de las premisas que nuestro grupo sigue es que para mejorar el aprendizaje a través de la tecnología es crucial crear herramientas que potencien la labor del profesor. En el contexto del proyecto DEDOS1 [Martin et al. 11] que ha sido un esfuerzo conjunto entre la Fundación Síndrome de Down de Madrid (FSDM) el laboratorio Amilab, perteneciente al grupo GHIA, y el grupo LITE, que participa también en este monográfico, hemos desarrollado una herramienta de autor (DEDOS-Editor) que convierte al profesor en un diseñador de aplicaciones educativas para mesas multicontacto. Uno de los proyectos generados con DEDOS-Editor se representa en la Figura 1. En la parte central de la pantalla se observa una actividad orientada al desarrollo de las habilidades psicomotrices, en la que el estudiante tiene que recorrer con los dedos, simultáneamente, los dos caminos definidos. 1 http://hada.ii.uam.es/dedos


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Las actividades generadas por el profesor se reproducen en una mesa multicontacto a través de la aplicación DEDOS-Player. Este reproductor permite personalizar y ajustar automáticamente la ejecución de cada actividad según el número de participantes, la dinámica de respuesta, la necesidad de consenso, la repetición de la actividad, el modo puntuación o el número de jugadores que tienen que responder.

Figura 1. Proyecto generado con DEDOS-Editor. La implementación del reproductor se basa en FLING [Llinás et al. 11], una biblioteca desarrollada en Flash que permite la conversión de eventos de bajo nivel (ej. dedos detectados sobre la mesa) en gestos que generan eventos de alto nivel (ej. redimensionar, rotar, mover…) sobre la aplicación. Estas herramientas se encuentran empleándose actualmente como parte de los programas educativos de la FSDM. En la Figura 2 se muestra una actividad de emparejamiento reproducida en una mesa multicontacto. La actividad ha sido configurada para tres jugadores y consiste en arrastrar las basuras que aparecen en la zona de cada jugador a los contenedores dispuestos en una zona común.

Figura 2. Actividad reproducida con DEDOS-player 6. Desarrollo de Software Dirigido por Modelos aplicado al e-learning El desarrollo dirigido por modelos (DDM) persigue mayores niveles de productividad en la construcción de software mediante el uso activo de modelos. De esta manera, en vez de un desarrollo basado en el código, se usan modelos de más alto nivel de abstracción para describir el sistema desde el punto de vista del dominio del problema, y no del dominio de la solución. Este paradigma es especialmente adecuado en dominios restringidos de aplicación en los que se tiene experiencia sobre las primitivas y patrones útiles para la descripción de sistemas. En estos casos es posible definir lenguajes de modelado de dominio específico (LMDE) con los que se construirán los modelos, a partir de los cuales se generará el código de la aplicación final. Los LMDEs permiten una descripción de alto nivel de los sistemas pertenecientes a un dominio de aplicación, y contienen menos detalles accidentales que una descripción de esos sistemas usando lenguajes de propósito general como Java o C++. Los LMDEs se complementan con generadores de código que sintetizan el código de la aplicación final a partir de los modelos. Esto es posible ya que el dominio de aplicación del LMDE es muy restringido.

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Framework

Configuración dela variabilidad(mediante un LMDE)

Generaciónde código

Figura 3. Generación de código desde un modelo La Figura 3 muestra la arquitectura típica de generación de código en el DDM. Normalmente, existe una parte de la aplicación que es fija, y sólo es necesario generar código para la parte de la aplicación que varía, y que puede configurarse mediante un modelo. En el proyecto METEORIC (TIN2008-02081) y su continuación Go-Lite (TIN2011-24139), hemos desarrollado técnicas y herramientas para el DDM de aplicaciones colaborativas web, y las estamos aplicando al área del e-learning [Cobos et al. 11]. El esquema general se muestra en la Figura 4.

etaDepthComponentes

propios

APIs

AplicaciónColaborativa

Usuarios de la aplicación colaborativa

Generador de código

Diseñador de laaplicación colaborativa

Figura 4. Arquitectura propuesta La idea general es ser capaz de generar aplicaciones mediante la interconexión de componentes, bien definidos por nosotros, o reutilizados de otras fuentes como Google o Facebook. Para ello hemos construido un repositorio de componentes que incluye, entre otros, componentes para votación,

búsqueda en la web, simulaciones educativas, almacenamiento de ficheros, lectores de RSS, formularios, chats, mensajes en Twitter y Facebook, y visualización de datos. También hemos creado un LMDE para describir aplicaciones colaborativas mediante la selección, parametrización y conexión de componentes del repositorio. De manera adicional, se puede describir la presentación, usuarios y datos de la aplicación. Una vez descrita, un generador de código genera los diversos artefactos que conforman la aplicación final. Estos lenguajes y el generador de código se han definido usando la herramienta de meta-modelado MetaDepth, también construida por nuestro grupo de investigación [de Lara et al. 10]. Para que la descripción de las aplicaciones finales sea amigable al usuario y se pueda describir de manera colaborativa, se ha construido una aplicación web llamada REUSES [Cobos et al. 11]. Esta aplicación genera los modelos que describen la aplicación final a partir de las respuestas dadas a un cuestionario adaptativo. REUSES es una aplicación colaborativa, la cual facilita que los distintos usuarios potenciales describan la aplicación que necesitan contestando el cuestionario y será a través de un proceso de consenso sobre las funcionalidades a incluir en la aplicación como finalmente se generen los modelos descriptivos de la aplicación colaborativa final. La Figura 5 muestra una pregunta del cuestionario para la descripción de la aplicación.

Figura 5. Descripción de la aplicación mediante cuestionarios usando REUSES

La Figura 6 muestra la aplicación final obtenida, una vez que todos los usuarios han completado el cuestionario y han llegado a un consenso sobre las funcionalidades a incluir en su aplicación colaborativa. En este caso, se trata de una aplicación


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para la gestión de proyectos, aplicable a la asignatura de proyecto de programación del nuevo grado en Ingeniería Informática de nuestro departamento.

Figura 6. Aplicación final obtenida En resumen, las técnicas y herramientas de DDM permiten una descripción rápida de aplicaciones colaborativas por usuarios no expertos, sin conocimiento de programación o tecnologías web. Adicionalmente, REUSES permite que el proceso de descripción de las aplicaciones sea colaborativo, a través de cuestionarios. En la actualidad estamos trabajando en enfoques similares que permitan generar aplicaciones colaborativas para dispositivos móviles, así como el uso de las tecnologías apropiadas para el despliegue de aplicaciones colaborativas en la televisión digital interactiva. 7. Social Media Learning La evolución cultural y tecnológica alrededor de las plataformas Web 2.0 y los Medios Sociales (más conocido como Social Media en inglés), se caracteriza principalmente por las posibilidades que brindan a los usuarios de asumir posiciones críticas y constructivas hacia los contenidos que consumen, mientras interactúan en entornos con una alta dinámica social. Dichas condiciones son favorables para el desarrollo de propuestas educativas en las cuales los estudiantes pueden ser implicados activamente en su formación, favoreciendo el desarrollo de habilidades intelectuales de orden superior tales como el pensamiento crítico, análisis, conclusión, habilidades sociales y manejo de información. En el marco del proyecto financiado por la UAM “Contenidos educativos a través de videos interactivos como estrategia para el fomento de la

motivación y ayuda en la enseñanza en la asignatura Sistemas Colaborativos” (referencia EPS-L2/4) hemos desarrollado un espacio para la exploración del enfoque Social Media. En concreto, hemos desarrollado una propuesta metodológica y una plataforma Web orientada según los principios de los entornos Social Media para la generación colaborativa de contenido educativo multimedia y multiplataforma [Claros et al. 11]. Esta propuesta utiliza contenido multimedia (concretamente vídeos), como recurso y ofrece soporte a un junto con herramientas para su manipulación y análisis, con el fin de lograr la generación de nuevo material educativo. Este contenido es denominado Guiones de Aprendizaje, los cuales serán el resultado de combinar recursos multimedia y componentes que soportan interactividad. Adicionalmente, cada Guión de Aprendizaje (GA) se modela como un Objeto de Aprendizaje, por lo tanto, se tienen en cuenta aspectos tales como interoperabilidad, adaptación y reutilización. Este modelado facilita la integración de los GA en Repositorios y Sistemas de Gestión de Aprendizaje (LMS – Learning Management System). El sistema Web desarrollado es denominado SMLearning System: Social Media Learning System. En la Figura 7 se presentan las partes propuestas para el sistema y los actores que pueden interaccionar con el mismo. El actor Usuario representa a todos los miembros de la comunidad, puede acceder a los servicios básicos de gestión de cuenta y comunicación y puede especializarse en Autor, Evaluador, Guionista, Tutor y Aprendiz. El sistema está formado por dos entornos:

• El entorno de aprendizaje colaborativo: en el cual el Autor es quien explora y gestiona el repositorio común de recursos de la comunidad; el Evaluador califica y genera anotaciones sobre los recursos; y el Guionista se encarga de diseñar y componer el material educativo en forma de GA.

• El entorno con los reproductores multimedia: en el cual el Tutor se encarga de gestionar las notificaciones de los eventos generados durante la interacción del Aprendiz con el material.

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Figura 7. Sistema SMLearning En la actualidad, como investigadores del proyecto Go-Lite (TIN2011-24139), estamos trabajando en los entornos de despliegue de los Guiones de Aprendizaje. Se tiene un prototipo del reproductor para entorno Web. Por otra parte, los entornos móviles y de televisión digital se han visto potenciados por nuevas tecnologías que los han convertido en entornos de despliegue de servicios, haciéndoles crecer en auge y relevancia. Por este motivo, estamos iniciando el desarrollo de la propuesta sobre Dispositivos Móviles (smartphones, tablets, etc.) y la Televisión Digital interactiva (TDi). 8. Plataforma de aprendizaje basada en escenarios colaborativos para la realización de experiencias de aprendizaje mixto Existe una amplia variedad de herramientas y plataformas CSCL. De hecho, en nuestro grupo hay una amplia experiencia en la generación de sistemas CSCL. Por ejemplo, a partir del trabajo de investigación en el proyecto “KnowCat: Catalizador automático de la Cristalización del Conocimiento” (CAM 07T/0027/1998), se diseñó y desarrolló el sistema de gestión del conocimiento KnowCat, el cual desde su creación en 1999 [Alamán et al. 99], ha sido una herramienta de apoyo en las clases de diversos cursos de varias universidades españolas y extranjeras [Cobos 12].

Sin embargo, existen algunos aspectos que no son tenidos en cuenta en la mayoría de las herramientas y aplicaciones CSCL. Por ejemplo, por una parte, la posibilidad de implementar nuevos métodos pedagógicos de aprendizaje colaborativo y las técnicas asociadas a estos métodos; y por otra parte lograr la integración de la plataforma propuesta con otro tipo de entornos de aprendizaje tales como los Sistemas de Gestión de Aprendizaje (LMS – Learning Management System), bastante utilizados y difundidos en las instituciones educativas, como apoyo a los procesos de enseñanza-aprendizaje. En el seno del proyecto Go-Lite (TIN2011-24139) estamos potenciando la creación de una plataforma integrada por varias herramientas de aprendizaje basada en escenarios colaborativos para la realización de experiencias de aprendizaje mixto (BL – Blended Learning). Las herramientas que integrarán la plataforma propuesta están organizadas de la siguiente manera: i) Herramientas del espacio de trabajo del profesor y ii) Herramientas del espacio de trabajo del estudiante. Las herramientas del espacio de trabajo del profesor le permitirán diseñar los escenarios de aprendizaje colaborativo (Gestor de Tareas), configurar la evaluación teniendo en cuenta cada escenario diseñado (Gestor de Evaluación) y proveer información de retroalimentación a los estudiantes que les permita aumentar su motivación al realizar las actividades de aprendizaje colaborativo (Gestor de Motivación). A través de las herramientas del espacio de trabajo del estudiante, se podrán seleccionar las actividades a realizar en los diferentes escenarios de aprendizaje colaborativo (Gestor de Tareas), recibir notificaciones acerca de las actividades de aprendizaje realizadas por los compañeros de clase (Gestor de Notificaciones) y recibir mensajes de motivación para mejorar la realización de las actividades en los escenarios de aprendizaje colaborativo (Gestor de Motivación). Para esto, se le dará continuidad al trabajo realizado en el Trabajo fin de Máster [Echeverría 11] al mejorar el Gestor de Motivación desarrollado y realizar su integración en la plataforma propuesta.


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Adicionalmente, se propone la realización de experiencias BL, las cuales permiten combinar los métodos tradicionales de enseñanza presenciales con las actividades de aprendizaje asistidas por entornos de enseñanza. Este tipo de experiencias tienen grandes beneficios en el contexto educativo y empresarial. Debido a esto, se llevarán a cabo un conjunto de experiencias BL, asistidas por la plataforma propuesta, en diferentes cursos con estudiantes de varias universidades colombianas, tales como la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) y la Universidad del Valle (UNIVALLE), debido a que se tienen contactos con grupos de investigación de ambas universidades; y en la medida de lo posible con estudiantes de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Agradecimientos GHIA tiene mucho que agradecer a todas las entidades que han financiado y hecho posible que pudiéramos avanzar en esta línea durante estos más de veinte años. En el momento actual, agradecemos su apoyo a los proyectos ASIES (TIN2010-17344) y Go-Lite (TIN2011-24139), financiados por el Ministerio de Educación, y al proyecto e-Madrid (S2009/TIC-1650), financiado por la Comunidad Autónoma de Madrid. Referencias

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IEIEIEIE Comunicaciones Número 15, Enero - Junio 2012, pp 67-74 Revista Iberoamericana de Informática EducativaInformática EducativaInformática EducativaInformática Educativa ArtículosArtículosArtículosArtículos


GIST (Grupo de Ingeniería de Sistemas Telemáticos),

UVIGO

Martín Llamas Nistal, Luis E. Anido Rifón, Manuel J. Fernández Iglesias, Manuel Caeiro Rodríguez, Juan Manuel Santos Gago, Luis M. Alvarez Sabucedo, Fernando A. Mikic Fonte y

Francisco Fernández Massaguer

Escola de Enxeñaría de Telecomunicación Campus Lagoas-Marcosende, 36310 Vigo, Galicia , España

[email protected]

Resumen: Este artículo presenta el grupo de investigación GIST, su historia y sus principales líneas de investigación. Los autores, los miembros del grupo, muestran los proyectos más relevantes en los que han estado involucrados y los principales resultados del mismo.

Palabras clave: e-learning, estandarización, lenguajes de modelado educativo, agentes inteligentes, chatterbots, e-government, web semántica. Abstract: This paper presents the GIST research group, its history and its main research lines. The authors, also the members of the group, show the most relevant projects in which they have been involved these last years and also the main outcomes of them.

Keywords: e-learning, standarization, educational modeling languages, intelligent agents, chatterbots, e-government, semantic web.

1. Introducción El Grupo de Ingeniera de Sistemas Telemáticos (GIST) integrado en la Universidad de Vigo fue fundado en 1995 por el profesor Martín Llamas Nistal, siendo, ya desde su inicio, una de sus líneas principales de investigación las aplicaciones TIC a la enseñanza/aprendizaje. Actualmente el grupo está compuesto por 8 doctores (los autores del artículo), y por un número variable de doctores contratados, ingenieros de proyecto y estudiantes de doctorado siendo sus coordinadores los profesores Martín Llamas Nistal y Luis E. Anido Rifón. El grupo está centrado en el e-learning, siendo la línea articuladora de toda su investigación, y a partir de la cual han nacido otras líneas, como son principalmente agentes inteligentes y chatterbots, estandarización, e-tecnologías, modelado educativo y web semántica.

En el seno del grupo se han realizado y leído 10 tesis doctorales, alguna de las cuales recibieron premios de la Universidad, del Colegio de Ingenieros de Telecomunicación y del Capítulo Español de la Sociedad de Educación del IEEE. 2. Breve Historia Las primeras actividades del grupo en e-learning empiezan en el año 1995, con el desarrollo del Proyecto ASTRO (Figura 1), realizado junto con Empresarios Agrupados para la Agencia Espacial Europea. El proyecto ASTRO consistió en el desarrollo de un sistema de teleaprendizaje pensado para el entrenamiento de los astronautas en los diversos experimentos que habían de realizar en sus distintas misiones, pero que contenía los aspectos suficientes para ser empleado en cualquier campo como entorno de teleenseñanza.

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Más tarde, el proyecto ETLAO supuso no sólo poder contar con un entorno de tele-laboratorio para herramientas de ordenadores pedagógicos para la enseñanza de la Arquitectura de Ordenadores, sino para cualquier tipo de herramienta o de simulador. Este entorno se denominó SimulNet (Figura 2), que junto con la experiencia adquirida en ASTRO sirvió para proponer el proyecto FEDER “Plataforma de TeleFormación”, donde se desarrolló una plataforma para formación tanto teórica como práctica.

Figura 1. Sistema de teleformación del proyecto ASTRO.

Figura 2. Estructura general de SimulNet.

Estos dos proyectos pueden considerarse los primeros en este ámbito. Otros proyectos relevantes han sido: • Learning Technology Standards Observatory

(CEN/VIGO/2002/094), financiado por el Comité Europeo de Normalización, donde los componentes del grupo desarrollaron y mantienen un portal Web (www.cen-ltso.net) en el que se recoge información sobre la mayoría de las especificaciones de estandarización de las tecnologías del aprendizaje. Este portal es un importante punto de acceso de muchos proyectos y organizaciones involucradas en el desarrollo y adopción de estándares.

• En los años 2004 e 2005 el grupo fue responsable del desarrollo de Platega, la plataforma de teleformación de la Consellería de Educación y Ordenación Universitaria de la Xunta de Galicia (Gobierno Regional de Galicia, España). El proyecto abarcaba un conjunto de funcionalidades muy amplio que fueron desarrolladas empleando la tecnología J2EE sobre ORACLE.

• Otras plataformas de elearning desarrolladas por el grupo fueron ONLINE EDUCCA, para el programa de prevención de drogodependencias CINENSINO, o el sistema de aprendizaje electrónico que forma parte del Observatorio Medioambiental de Galicia Sur, financiado por el Fondo Social Europeo.

• El proyecto E-BICS, entre los años 2006 y 2009 y subvencionado por el programa INCITE de la Xunta de Galicia se centró en el estudio de problemas y soluciones de interoperabilidad en sistemas de e-learning en base a estándares.

• Los proyectos CICYT MetaLearn (PGIDIT05P XIC32203PN), AdaptLearnt (TIN2007-68125-C02-02) y Adapt2Learn (TIN2010-21735-C02-01. Tanto el primero, finalizado en el año 2006, como el segundo, entre 2007 y 2010, se centran en la contribución a la adaptabilidad de los actuales sistemas de aprendizaje electrónico proporcionando el soporte necesario para su producción mediante metodologías, arquitecturas y lenguajes. El último (entre 2010 y 2013), hace más hincapié en las Metodologías, Arquitecturas y estándares, dentro de la línea de adaptabilidad de los sistemas e-learning e introduciendo temas de accesibilidad. En este proyecto se trata la problemática de acceso a herramientas externas,


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estrechamente relacionado con los PLEs (Perso-nal Learning Environments).

• Estudios sobre la aplicación y el impacto de las Tecnologías de la Información y la Comuni-cación en el e-learning, subvencionado por el Programa de Estudios y Análisis de la Secretaría de Estado de Universidades a través de los proyectos EA2008-0141 y EA-2008-0120.

• Best Practice Network ASPECT (EDP 417008) financiada por el eContentplus Program, del Directorate General Information Society and Media de la Unión Europea en el periodo 2008-2011. Esta red, formada por 22 socios de 15 países incluyendo 9 ministerios de educación, tiene como finalidad contribuir a la adopción de estándares y especificaciones para contenido educativo.

• Metodologías y procedimientos para el diseño, desarrollo y utilización de objetos de aprendizaje, PROGRAMA ALFA (AML-/19.0901/06/18414/II-0511-A). Financiado por la Comunidad Europea. Integrado por 10 universidades de 7 países.

• SOLITE: Software Libre de Teleformación (2008-2012). Financiado por CYTED – Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, estuvo integrado por 13 universidades de 8 países (http://remo.det.uvigo.es/solite).

• Calidad Educativa en el uso de TIC para Educación Superior (D/024679/09). De la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo, en cooperación con la Universidad de la República, Uruguay.

• El proyecto europeo iTEC (Innovative Techno-logies for an Engaging Classroom) del VII Framework Programme, ICT Programme, Call 5. Grant Agreement No. 257566, y con una duración desde 2010 hasta el 2014, donde el grupo participa junto a otros 28 grupos de investigación de toda Europa. Básicamente nuestra participación se centra en los sistemas recomendadores para la obtención de los recursos educativos más idóneos para el desarrollo de una determinada actividad educativa.

• El proyecto “Análisis, diseño y desarrollo de servicios educativos para televisión digital. Aplicación en el ámbito de la educación infantil (09SEC035322PR)” de la Consellería de

Innovación e Industria (Xunta de Galicia). Entidades participantes: Universidad de Vigo y Universidad de Santiago de Compostela (2009-2012).

Además de estos proyectos de investigación, el grupo mantiene una actividad muy dinámica de transferencia de tecnología y colaboración con las empresas, habiendo desarrollado más de 80 proyectos por un total de más de 3 millones de euros. 3. Líneas de investigación 3.1. Lenguajes de Modelado Educativo

Los lenguajes de modelado educativo (EMLs: Educational Modeling Languages) fueron propuestos ya hace más de una década con el propósito de ofrecer una mejor respuesta a la utilización de las TICs para el soporte del aprendizaje y la docencia. Por aquel entonces, la investigación en e-learning estaba muy centrada en los contenidos a través de especificaciones para su empaquetado como SCORM o su descripción con LOM. Sin embargo, esta aproximación hacia el contenido no resulta adecuada para dar soporte a escenarios docentes colaborativos o basados en la práctica. Para dar una mejor respuesta a estos escenarios surgen los EMLs. El cambio fundamental consiste en pasar de la aproximación centrada en los contenidos a una centrada en las actividades. De esta forma se permite el modelado no sólo del contenido que tiene que ser enviado al alumno, sino también de otro tipo de interacciones que deben mantenerse en el transcurso de la actividad educativa. Según la nueva aproximación, un curso se puede organizar en varias actividades de distintos tipos: individuales para el alumno (e.g. leer un documento, realizar una redacción, resolver un problema); individuales para el profesor (e.g. corregir un ejercicio, resolver dudas de los alumnos); en un grupo alumnos (e.g. un debate, un simulacro de un juicio); etc. En esta aproximación además de la definición de actividades se consideran otras cuestiones como el orden de actividades, la transferencia de información, los recursos disponibles, etc. Dada la versatilidad de este enfoque los EMLs se plantean como lenguajes que permiten el modelado de unidades didácticas (e.g. cursos, seminarios, talleres) para distintas aproximaciones pedagógicas.

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La anterior es una caracterización general de los EMLs, a partir de la cual surge la posibilidad de desarrollar especificaciones computacionales que permitan la posterior “representación” (enactment) de los modelos. La idea básica es procesar los modelos especificados con el EML en un sistema de e-learning que gestione las actividades informando en cada momento y a cada persona involucrada (alumnos, profesores) sobre qué es lo que tiene que hacer, en qué momento, con qué recursos, con qué herramientas, etc. De esta forma se estaría proporcionando una asistencia muy clara a alumnos y profesores, que podrían centrar sus esfuerzos en la realización propia de las actividades, olvidándose de la coordinación y gestión de información y recursos. El procesamiento computacional en los EMLs plantea numerosos retos y desafíos que han limitado su utilización por parte de los usuarios finales. La propuesta de mayor trascendencia hasta el momento es IMS Learning Design que a pesar de los numerosa atención que ha concentrado no ha conseguido el impacto deseado. Algunos de los problemas más importantes se encuentran en la autoría por parte de los profesores; la falta de mecanismos de análisis de los modelos (e.g., simulación, verificación, validación); la dificultad en el procesamiento computacional (e.g. gestión, reutilización, adaptación), etc. En el grupo GIST hemos estado desarrollando una propuesta propia denominada PoEML [Caeiro et al. 07] sobre la que más recientemente hemos iniciado dos líneas de investigación. PoEML se caracteriza por ser un lenguaje modular y estructurado cuyo propósito es facilitar el procesado computacional de los modelos. En PoEML el modelado de las unidades didácticas se divide en varias partes o perspectivas, considerando en cada una de ellas una parte del modelado global. Esta separación en partes está enfocada sobre todo a mejorar el procesamiento de los modelos para su representación, dado que facilita la realización de cambios en una parte con independencia del resto (o en el peor de los casos, con una dependencia controlada). PoEML es un lenguaje estructurado, en el que el modelo de actividad se incluyen todos los elementos que la integran y se hacen explícitas las relaciones con elementos externos. De esta forma se facilita la reutilización de los modelos durante la

autoría, y la adaptación o incluso los cambios dinámicos durante la representación. Partiendo de PoEML hemos abordado nuevas líneas de investigación. La primera de ellas se ha ocupado de la integración de herramientas externas. Como indicábamos, en el modelado de actividades se pueden especificar los recursos y las herramientas utilizadas. Los recursos son entidades identificadas que se pueden incluir junto con el modelo o ser referenciados (e.g. un pdf, un vídeo en youtube). Sin embargo, las herramientas son típicamente aplicaciones software cuya identificación (localización) puede variar. Por ejemplo, una unidad didáctica podría incluir actividades con un sistema de foros. Dicha unidad podría realizarse en una escuela en España y otra en Argentina utilizando dos sistemas de e-learning distintos. En este escenario es apropiado que se utilicen dos sistemas de foros distintos, dado que si no los alumnos de los dos países estarían interaccionado. Esta línea de investigación ha centrado el interés de varios grupos que han realizado distintas propuestas. Algunas cuestiones recurrentes en estos trabajos son acceso remoto, autenticación transparente de usuarios y transferencia de datos entre sistema de e-learning y herramienta. En nuestro caso, además de dar respuesta a estas cuestiones también se trataron problemas como la gestión de autorizaciones, el procesado de eventos o la especificación de interacciones automáticas, que permiten una integración más fuerte entre herramientas y sistemas de e-learning [Fontenla et al. 10]. La otra de nuestras nuevas líneas de investigación en este campo se ha centrado en la definición de un motor de representación que incluya la posibilidad de cambios dinámicos (no previstos en los modelos). Se trata de hacer palpable el concepto de adaptación y cambio previsto en PoEML a través de un sistema basado en servicios Web que ofrezca a un usuario final (típicamente el profesor) un control total sobre la representación de la unidad didáctica, facilitándole la realización de modificaciones a su antojo [Pérez et al. 11]. Este requisito parece estar en contradicción irreconciliable con la idea esencial de modelado de actividades, pero en la práctica resulta imprescindible. Como cualquier actividad humana, la práctica educativa puede resultar imprevisible y no podemos restringir la libertad del usuario para


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cambiar lo modelado con anterioridad. En esta línea también hemos iniciado un trabajo en el desarrollo de interfaces gráficas que proporcionen acceso a los usuarios finales a las funcionalidades de los servicios Web a través de widgets [Caeiro et al. 11a]. Otras publicaciones relevantes son [Caeiro et al. 05; Caeiro et al. 08; Caeiro et al. 09; Caeiro et al. 10]. 3.2. e-Tecnologías Dentro del ámbito del trabajo de investigación de este grupo, merece la pena señalar aquellos trabajos orientados de un modo específico hacia la extensión de las llamadas eTechnologies aplicando las técnicas de las TICs a diversos ámbitos de aplicación. En particular, y dado el pasado del grupo, en estos momentos, se trabaja en particular dentro del área de la Web Semántica. En este sentido, aparte de los trabajos centrados en el área del eLearning, podemos hablar de otros tales como el eGovernment, el eBusiness o el eHealth. El ámbito del eGovernment constituye uno de los polos de trabajo del grupo. De hecho, el grupo cuenta también con una serie de trabajos específicos del dominio y contribuciones propias. Se trata, en particular, de trabajos que tienen como finalidad la aplicación de las ventajas propias de la Web semántica a este contexto particular y sujeto a restricciones específicas. De esta manera, se ha ensayado con diferentes propuestas, entre las que cabe mencionar la provisión de ontologías específicas para el dominio; y soluciones para la búsqueda, orquestación y recomendación de servicios. Derivado de esta línea de trabajo y con la intención de favorecer el desarrollo entre el gran público de las soluciones propuestas, se trabaja también en la generación de interfaces adaptadas. Se trata de la generación de modelos de acceso al servicio adecuados tanto al entorno como al usuario. De este modo, se buscan modos adecuados de “entregar” soluciones en entornos inalámbricos, en dispositivos móviles de última generación y en dispositivos de reciente adopción para entornos web tales como TV, llamados ahora TV inteligentes. Además, también se buscan mecanismos avanzados para condicionar los contenidos y su presentación a las características del propio usuario (usuarios de corta edad, con limitaciones sensoriales o con baja alfabetización digital) y a sus intereses en función del uso pasado

del sistema y de parámetros de configuración. Algunas publicaciones al respecto son [Alvarez et al. 08; Alvarez et al. 09a; Alvarez et al. 09b; Alvarez et al. 09c; Alvarez et al. 11]. Un aspecto fundamental en el desarrollo estas e-tecnologías, es el uso de las llamadas tecnologías semánticas. Estos trabajos ya mencionados han generado dentro del grupo un know-how en diferentes ámbitos que, como se indica más arriba, se aplican a áreas relacionadas en las que es posible aplicar principios y modelos similares. Estas líneas se centran en el modelado semántico de las entidades subyacentes en un servicio telemático particular haciendo uso de los mecanismos y técnicas que recientemente han surgido en el ámbito de la Web (más concretamente en el ámbito de la Web Semántica) y la exploración del uso de heurísticos explícitos tratables por motores de inferencia para la obtención de servicios inteligentes avanzado. Esta línea de investigación se inició con la definición de una metodología para el desarrollo de Sistemas Basados en Conocimiento y se diseñó un framework para la construcción de sistemas de intermediación en el ámbito del aprendizaje electrónico orientados a la búsqueda y localización de ofertas educativas. Actualmente, esta línea de investigación se aplica, entre varios trabajos de investigación, en la definición de modelos ontológicos y heurísticos para el ámbito de la educación infantil orientados a la consecución de servicios de detección temprana de potenciales trastornos y deficiencias evolutivas en los niños de 0 a 6 años. El desarrollo y mejora de técnicas que permitan, de forma semiautomática, enriquecer la información disponible en la base de datos (o Base de Conocimiento) de un sistema telemático cerrado haciendo uso de la información libremente disponible en la Web, pero sobre todo aquella disponible en la red Linked Open Data. La verdadera capacidad o potencia de un sistema inteligente reside, por un lado, en la calidad de los modelos semánticos (incluyendo modelos ontológicos y modelos heurísticos) utilizados y, por otro lado, en la calidad y cantidad de la información disponible (en forma de hechos) en la Base de Conocimiento del sistema. Buena parte de los trabajos de investigación de esta línea se centran en la algoritmia subyacente en los procesos de

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enriquecimiento de la información existente en un sistema inteligente (información generada típicamente por los usuarios del sistema) con información disponible en diferentes fuentes libremente accesibles a través de Internet, tanto datos publicados a través portales web tradicionales, como bases de datos accesibles a través de APIs específicas, como, y sobre todo, datos publicados semánticamente en diferentes nodos de la red Linked Open Data. La definición de algoritmos de recomendación basados, por un lado, en las técnicas de recomendación clásicas (Collaborative Filtering y Content-Based Filtering) y, por otro lado, en las técnicas de expansión semántica del conocimiento. Esta línea de trabajos de investigación se aplica en diferentes ámbitos, tales como el e-Government, donde se trabaja en el desarrollo de un portal de recomendación personalizada de servicios proporcionados por las administraciones públicas o en el e-Learning, donde estos algoritmos se aplican en la consecución de un sistema de recomendación (dentro del proyecto europeo iTEC) cuyo objetivo es obtener aquellos recursos educativos (aplicaciones, herramientas, eventos y personas) más idóneos para la implementación de una determinada actividad educativa. Algunas publicaciones de esta línea son [Santos et al. 06; Míguez et al. 09; Alvarez et al. 09a; Alvarez et al. 11; Míguez et al. 12]. 3.3. Agentes inteligentes y Chatterbots El modelo de agentes inteligentes es un paradigma inspirado en la noción de agentes racionales basados en actitudes mentales. Estos agentes son sistemas situados en un entorno cambiante, que reciben información de manera continuada, y que realizan acciones que pueden afectar a ese entorno basándose en su estado (mental) interno. Dentro de los agentes inteligentes, nos hemos centrado en principio en agentes involucrados en sistemas BDI (Believes, Desires, Intentions), en español Creencias, Deseos, Intenciones. La especificación, diseño, verificación, y aplicación de los llamados agentes BDI ha recibido una gran atención durante los últimos años. Este tipo de sistemas se basan en un esquema en el cual los agentes tienen una serie de objetivos a alcanzar (Deseos), para lo cual han de valerse de la información aportada por el conocimiento del estado actual (Creencias), y de una serie de planes

encaminados a conseguir dichos objetivos (Intenciones). Por otra parte, un robot conversacional, comúnmente conocido como chatterbot, no es más que es un tipo de agente conversacional inteligente diseñado para simular una conversación, el cual procesa una entrada de un usuario en lenguaje natural y consulta su base de conocimiento para dar una respuesta que imite lo máximo posible la de un humano. La mayoría de estos robots son capaces de mantener una conversación mediante el reconocimiento de palabras o frases de entrada, lo que les permite seleccionar respuestas preparadas (programadas con anterioridad en su base de conocimiento) de tal manera que consiguen llevar una conversación, sin requerir necesariamente por parte del robot una auténtica comprensión de lo que se está diciendo. La línea de investigación relacionada con el procesamiento de lenguaje natural se basa más concretamente en la utilización de estos robots conversacionales como interfaz entre un sistema y sus usuarios. Estos chatterbots intentan emular la conversación que un humano mantendría con el usuario, de tal manera que este usuario (en la medida de lo posible) no se diera cuenta de que está comunicándose con un programa. Estas líneas se han aplicado a entornos de e-learning, y algunas publicaciones al respecto son [Mikic et al. 08; Mikic et al. 09; Mikic et al. 10; Mikic et al. 12]. 3.4. Estandarización en e-learning Se puede decir en términos generales que la estandarización tiene que ver con la solución de dos problemas: la interoperabilidad y la reutilización. La interoperabilidad está relacionada con la habilidad de poder trabajar juntos y de poder comunicarse, mientras la reutilización se refiere a la posibilidad de utilizar un recurso en distintos sistemas de acuerdo al propósito original tal cuál fue concebido por su diseñador. Para poder desarrollar la interoperabilidad necesitamos especificaciones de interfaces y protocolos comunes, incluyendo modelos para los mensajes que se intercambian, y para poder desarrollar la reutilización necesitamos principalmente modelos comunes de datos. El grupo viene trabajando desde el año 2000, estrechamente con el CEN (Centro Europeo de Normalización), manteniendo el Learning


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Technology Standards Observatory, y estando también ligados a AENOR España. Algunas publicaciones sobre estandarización son [Anido et al. 01; Anido et al. 02a; Anido et al. 02b; Llamas et al. 11a]. Agradecimientos Queremos agradecer a todos aquellos miembros del grupo en distintas etapas del mismo su aportación en las diferentes líneas de investigación, y que al fin y al cabo han contribuido a hacer del grupo lo que hoy es. Referencias

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Gradient, UC3M

Carlos Delgado Kloos, Abelardo Pardo, Mario Muñoz-Organero, Mª Blanca Ibáñez, Pedro J. Muñoz-Merino, Carmen Fernández-Panadero, Raquel M. Crespo,

José J. García Rueda, Luis de la Fuente, Mar Pérez-Sanagustín, Hugo A. Parada G., Derick Leony, Israel Gutiérrez, David Maroto

Dep. Ingeniería Telemática, Universidad Carlos III de Madrid

Av. Universidad, 30, 28911 Leganés, Madrid, España {cdk, abel, munozm, mbibanez, pedmume, mcfp, rcrespo, rueda,

lfuente, mmpsanag, hparada, dleony, igrojas, dmaroto}@it.uc3m.es

Resumen: En este artículo se presenta un resumen de las líneas de investigación que se realizan en el Laboratorio Gradient perteneciente al Grupo GAST (Grupo de Aplicaciones y Servicios Telemáticos) del Departamento de Ingeniería Telemática de la Universidad Carlos III de Madrid. La temática principal de investigación es la aplicación de tecnologías para la mejora de la enseñanza y el aprendizaje. El resumen se centra en tres líneas: Personalización del aprendizaje, uso de dispositivos móviles con fines educativos y aplicaciones de Realidad Virtual y Realidad Aumentada en educación. Palabras clave: e-learning, learning analytics, personalización, m-learning, realidad virtual, aprendizaje aumentado Abstract: In this paper, we present a summary of the research lines of the Gradient Lab, which is part of the GAST group (Telematic Applications and Services Group) of the Department of Telematic Engineering at the Universidad Carlos III de Madrid. The main research topic is the use of technologies to enhance teaching and learning. This summary is organized around three research lines: Personalization of learning, use of mobile devices for educational purposes, and application of Virtual Reality and Augmented Reality in education. Key words: e-learning, learning analytics, personalization, m-learning, virtual reality, augmented learning

1. Presentación El principio del interés del Área de Ingeniería Telemática de la Universidad Carlos III de Madrid por el apoyo tecnológico a la educación se remonta a la memoria de cátedra del primer autor en el año 1996, en la que presentó un sistema web de apoyo a la docencia. El primer proyecto subvencionado sobre estos temas fue SEBASTIÁN [SEBASTIÁN] data del año 1997. Siguieron varios proyectos del Plan Nacional sobre esta temática (SIEMPRE [SIEMPRE], mosaicLEARNING [MOSAIC], Learn3 [Learn3] y EEE [EEE]), otros proyectos nacionales (Flexo [Flexo], España Virtual [España Virtual]) o internacionales (GENIUS [GENIUS], E-LANE [E-LANE], SOLITE [SOLITE], iCoper [iCoper]). También hay que mencionar la Cátedra Nokia en la

que se desarrollaron aplicaciones móviles, algunas de ellas educativas, y el proyecto eMadrid [eMadrid], financiado por la Comunidad de Madrid y coordinado por la UC3M, que aglutina investigaciones sobre tecnología educativa en la Comunidad de Madrid. El Departamento de Ingeniería Telemática se creó como tal el año 2001 desgajándose sucesivamente del Departamento de Ingeniería y del de Tecnologías de las Comunicaciones. El grupo de investigación GAST (Grupo de Aplicaciones y Servicios Telemáticos) se creó oficialmente en el año 2005 y se estructuró dando lugar a varios laboratorios interrelacionados, en la actualidad cuatro en concreto: WebTLab sobre tecnologías web, Computación Ubicua, DREQUIEM

Gradient, UC3M

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de sistemas de tiempo real y Gradient, sobre tecnología educativa. Son muchos los temas en los que estamos trabajando en el ámbito del soporte tecnológico a la educación en Gradient, temas que además van evolucionando continuamente. En este artículo vamos a centrarnos en tres aspectos, que están relacionados entre sí:

• Personalización del aprendizaje con especial atención a la analítica del aprendizaje.

• Uso de dispositivos móviles con fines educativos.

• Aplicación de Realidad Virtual y Realidad Aumentada en educación.

2. Personalización del aprendizaje Uno de los aspectos que el uso de la tecnología ofrece en entornos educativos es el de la personalización. En su acepción más genérica en el ámbito de la tecnología, la personalización consiste en utilizar ésta para acomodar las diferencias entre los usuarios de una aplicación. Al principio este término se utilizó para referirse a la adaptación del contenido en la Web, pero los avances en los últimos años han hecho que sea ya aplicable a un gran número de escenarios en los que se usa la tecnología. Uno de estos escenarios es el de la educación. Las TIC ofrecen una capacidad de adaptación sin precedentes hasta el momento, que a su vez se une a la necesidad de prestar atención a la diversidad inherente a todo escenario educativo. El ámbito del uso de la tecnología para personalizar la experiencia educativa no es nuevo. El área de los sistemas de tutoría inteligentes (STI) tiene una trayectoria de más de 20 años dedicados al estudio de cómo las técnicas de inteligencia artificial pueden ser utilizadas para observar las acciones de un estudiante mientras trabaja y ofrecer realimentación, pistas, o cualquier tipo de soporte a lo largo de la experiencia [Wenger 87]. Los sistemas de tutoría inteligente tienen una estructura que se compone de cuatro bloques principales [Wenger 87]:

1. Módulo experto. Contiene los objetos de aprendizaje de un dominio concreto así como una representación de su conocimiento.

2. Módulo pedagógico. Incluye los modelos de las diferentes estrategias de aprendizaje.

3. Modelo del estudiante. Colección de características y observaciones del alumno.

4. Módulo de interfaz. Es el que contiene el interfaz gráfico y en algunos casos dispositivos físicos adicionales tales como un joy-stick.

La personalización que ofrecen estos sistemas hace que dos alumnos distintos tengan experiencias educa-tivas diferentes en un mismo entorno. En principio, estas adaptaciones persiguen el objetivo de mejorar alguno de los parámetros que se hayan escogido a priori como medida de éxito de la aplicación. Existen estudios que analizan la correlación entre el comportamiento de los alumnos en estos sistemas y el aprendizaje [Aleven et al. 06], mejoras de los mode-los de estudiante utilizados [Baker et al. 08], mejoras en la colaboración entre estudiantes [Gal et al. 08], o incluso aspectos afectivos [Lehman et al. 10]. Una variante de estos sistemas de tutoría conforman lo que se denomina el “hipermedia educativo adapta-tivo” (HEA). Este tipo de aplicaciones son similares a los STI con la diferencia de que son aplicaciones que residen en la Web y que los usuarios acceden mediante un navegador. Brusilovsky [1996] define HEA como aquellos sistemas hipermedia que captu-ran datos del usuario y los incorporan a un modelo para adaptar múltiples aspectos visibles del sistema de soporte a la educación. La principal restricción de estos sistemas es que suelen tener un ámbito de aplicación extremadamente especializado. Además, el uso de estos sistemas todavía no se ha podido demostrar que tengan un efecto significativo en la mejora del aprendizaje, principalmente por el debate existente sobre cómo medir estas mejoras [Gabriel, Richtel 11]. El laboratorio Gradient ha desarrollado varias iniciativas en el ámbito de la personalización de entornos educativos. Más concretamente, en el uso de técnicas de pistas para el soporte del aprendizaje, se ha propuesto e implementado una arquitectura que permite la personalización combinando técnicas de Web Semántica con un tutor inteligente que proporciona diferentes tipos de pistas a los alumnos durante la resolución de ejercicios [Muñoz-Merino, Delgado Kloos 08]. Experimentos realizados confirman que el módulo de pistas aún sin utilizar la personalización tiene una eficacia similar a


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profesores proporcionando pistas en clase [Muñoz-Merino et al. 11a] y otros experimentos sugieren la mejora de resultados en el aprendizaje con la inclusión de personalizaciones de diferentes técnicas de pistas [Muñoz-Merino et al. 11b]. Recientemente, con los avances en el ámbito denominado “grandes datos”, han aparecido técnicas que permiten la observación y adaptación de un entorno educativo teniendo en cuenta diferentes fuentes muy heterogéneas. La combinación del uso cada vez más ubicuo de las TIC y la posibilidad de recopilar y manipular grandes cantidades de datos ha llevado a la aplicación de técnicas de minería de datos aplicadas a la educación. La “analítica académica” (AA), “minería de datos educativa” (MDE), o “analítica del aprendizaje” (AdA) son tres ámbitos en los que las técnicas de minería de datos se aplican a entornos de aprendizaje. La AA consiste en el uso de las herramientas de inteligencia de negocio y marketing en el ámbito de una experiencia de aprendizaje [Goldstein, Katz 05]. El objetivo último de estas técnicas es ir más allá de informar de los eventos observados e inferir sugerencias para mejorar la toma de decisiones a nivel de institución. Las primeras iniciativas se han centrado en la detección de estudiantes con riesgo de abandono [Arnold 10]. La MDE es un campo que persigue un objetivo similar. Propone el uso de técnicas de analisis, aprendizaje máquina y minería de datos para entender mejor el entorno en el que se desarrolla una expe-riencia [Baker, Yacef 09]. Existen múltiples iniciativas de investigación que muestran el uso de estas técnicas así como estudios que miden su impacto [Romero, Ventura 10]. Más recientemente, ha aparecido el término “analítica del aprendizaje” (AdA). Este término se refiere a un conjunto de técnicas que tienen como objetivo llevar el proceso de observación, análisis, predicción y actuación a un nivel de granularidad más bajo (el de una actividad) y con el personal docente y los propios estudiantes como público objetivo [Siemens 11]. Las técnicas analíticas están basadas en cinco pasos [Campbell et al. 07]:

1. Recolección de observaciones sobre los eventos que ocurren en un entorno educativo.

2. Información ofrecida a profesores, tutores, estudiantes o instituciones.

3. Predicciones sobre lo que puede acontecer en el entorno. Pueden ser automáticas, o contar con la intervención de un experto.

4. Las predicciones provocan una alteración del entorno educativo mediante “actuaciones”.

5. Refinamiento de los pasos anteriores para mejorar el proceso global.

En Gradient se están llevando a cabo proyectos de investigación en este ámbito. La recolección de eventos es un ámbito en el que se han extendido los límites de enfoques actuales para observar eventos más allá de los sistemas de gestión del aprendizaje. Mediante el uso de máquinas virtuales, los estudiantes trabajan en un entorno previamente configurado en el que encuentran todas las herramientas necesarias para un curso. Este entorno ejecuta como un ordenador contenido en el ordenador personal del alumno. Con este compromiso se ofrece una solución sencilla para acceder y trabajar en actividades de un curso, y a cambio, se obtienen observaciones detalladas del proceso [Pardo et al. 11]. Las observaciones en este entorno ofrecen una visión pormenorizada de las actividades en un curso y es especialmente efectiva en entornos con predominio del trabajo práctico [Romero et al. 12]. Además de la fase de obtención de observaciones, Gradient también está trabajando en proyectos para la visualización y creación de informes para tutores, estudiantes, profesores e instituciones. La visualización de los datos recopilados requiere el uso de herramientas intuitivas que escondan la complejidad del proceso. Iniciativas tales como SAM [Govaerts et al. 2012] o LearningGlass [Leony et al. 2012] son dos ejemplos de herramientas en las que el grupo Gradient está trabajando y que enfatizan la fase de información a los usuarios. La Figura 1 muestra un ejemplo de cómo se visualizan los datos recopilados durante un curso con estudiantes reales mediante la herramienta LearningGlass.

Gradient, UC3M

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Figura 1. Visualización de datos capturados En la fase de predicción, las técnicas utilizadas incluyen reglas de inferencia, métodos estadísticos, modelos lineales, etc. Con estas técnicas se suele obtener la predicción de un aspecto elegido a priori, y que a su vez sugiere o automáticamente despliega una acción sobre el entorno. En estas dos últimas fases la variedad de técnicas y posibles ajustes en el entorno educativo conforman un espacio muy fértil para la aparición de soluciones que produzcan mejoras significativas en la calidad de la experiencia educativa. 3. Dispositivos móviles para el aprendizaje El aprendizaje móvil surgió como extensión espacio-temporal del aprendizaje mejorado tecnológicamente, permitiendo aprender en cualquier momento y en cualquier lugar. Ha ido evolucionando conceptual-mente hacia el aprendizaje ubicuo, añadiendo contenidos y actividades educativas al entorno físico del estudiante. La computación ubicua, que utiliza elementos electrónicos empotrados en los objetos que nos rodean para crear un tejido computacional que tiende a ser “invisible” al servicio de la vida cotidiana de los usuarios [Sakamura 05] pasa a estar también al servicio de su aprendizaje. Las capacidades de computación y conectividad empotradas en elementos inteligentes que rodean el proceso formal o informal de aprendizaje del usuario, ayudan a aumentar y mejorar las limitaciones sensoriales y de memoria del mismo, facilitando datos, consejos y recomenda-ciones que aumentan el proceso cognitivo. Así por ejemplo, un sistema inteligente ejecutándose sobre el dispositivo móvil personal del usuario podría aprender del mismo, sensar el entorno y ofrecer recomendaciones adaptadas ante determinadas cir-

cunstancias. En cierta manera podríamos decir que la lógica de adaptación del proceso de aprendizaje al usuario se va alejando de la plataforma que alberga los contenidos y se va acercando a la electrónica de consumo del usuario. De hecho, el concepto de cen-tralización de contenidos pasa a difundirse en agrega-ción de múltiples fuentes [Guo et al. 10], algunas de ellas disponibles a través de Internet, otras solamente disponibles a través del entorno local del usuario. La interacción entre el usuario y el entorno educativo involucra numerosos componentes implícitos que no requieren las acciones explícitas del usuario [Aljohani et al. 11]. Todo ello creando un entorno colaborativo en el que la tecnología simplifica las comunicaciones interpersonales y permite la definición de entornos educativos motivadores (integrando por ejemplo elementos de gamificación a los mismos [Laine et al. 11]). En Gradient, dentro de la línea de aprendizaje móvil y ubicuo, mantenemos en la actualidad las siguientes sub-líneas de investigación abiertas:

• Imbricación de servicios educativos en el entorno y acceso a los mismos desde disposi-tivos móviles

• Sistemas inteligentes de recomendación que integren los datos sensados por el dispositivo móvil del usuario con las necesidades del mismo, ofreciendo consejos didácticos adap-tados al contexto

• Herramientas colaborativas que faciliten la comunicación profesor-alumno y entre iguales a través de dispositivos móviles.

3.1. Imbricación de servicios educativos en el entorno Imbricar servicios educativos en el entorno requiere del despliegue de contenidos y lógica de interacción con los mismos en objetos físicos y a la vez la definición de mecanismos de interacción con el usuario a través de dispositivos móviles. Existen diferentes tecnologías accesibles desde un terminal de usuario móvil que se pueden utilizar para enriquecer el entorno. Vamos a destacar aquí algunas de las que nos parecen más relevantes:

• Códigos QR (Quick Response) • Tecnología basada en NFC (Near Field

Communications) • NFC en combinación con Bluetooth


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• Realidad aumentada En el grupo Gradient hemos desarrollado diferentes servicios en esta línea permitiendo la compartición de contenidos entre usuarios tocando por NFC elementos del entorno, control de paneles de proyección, impresión de documentos al tocar la impresora seleccionada desde el móvil, acceso a cuestionarios de evaluación asociados a actividades de aprendizaje en laboratorios, o herramientas de comunicación mediante mensajes de texto entre usuarios y espacios físicos (por ejemplo, dejar notas a un profesor cuando vamos a su despacho y no lo encontramos). A modo de ejemplo la Figura 2 muestra una impresora y su acceso desde el móvil del usuario. La Figura 3 muestra un panel en papel mejorado electrónicamente para obtener recursos multimedia al tocar con el móvil.

Figura 2. Impresora accesible por NFC

Figura 3. Panel mejorado electrónicamente por NFC

3.2. Sistemas inteligentes de recomendación móviles Utilizando técnicas de inteligencia artificial y combinando los datos del perfil del usuario con la información captada por los diferentes sensores del dispositivo móvil de usuario (GPS, acelerómetro, cámara…) así como el procesamiento de información obtenida de fuentes relevantes de internet (agendas de grupo, redes sociales, foros…), el grupo Gradient está desarrollando recomendadores que permitan mejorar el aprendizaje del usuario de forma cómoda para el mismo. Sistemas que permiten ofrecer actividades educativas o simplemente emiten consejos didácticos.

En esta línea por ejemplo se está trabajando en el desarrollo de un sistema para aprender a conducir ahorrando combustible que, enriquecido con los datos obtenidos del puerto OBD2 del vehículo, permite al usuario conocer consejos para mejorar su consumo y mantener una conducción segura. La Figura 4 muestra la arquitectura del sistema.

Figura 4. Arquitectura de sistema recomendación del aprendizaje de técnicas de conducción eco-eficiente

3.3. Herramientas colaborativas móviles Dentro de las herramientas colaborativas móviles, dentro del laboratorio de investigación Gradient, se ha realizado un esfuerzo en la creación de escenarios proactivos que capturen información de uso de los usuarios y permitan la recepción de información generada por el profesor u otros usuarios automáticamente. Se ha desarrollado por ejemplo una aplicación que permite al profesor la generación de píldoras educativas como refuerzo a determinados conceptos y el envío automático mediante mensajes a los alumnos que las requieran. También se está trabajando en difundir algunos datos capturados por los dispositivos móviles de los usuarios en su interacción con el entorno a plataformas de aprendizaje para la construcción de diagramas que mejoren la consciencia del aprendizaje de cada individuo en relación con lo que sus compañeros

Gradient, UC3M

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están realizando. 4. Aplicación de Realidad Virtual y Realidad Aumentada en educación Las teorías pedagógicas actuales enfatizan la necesidad de que el estudiante deje de ser un mero receptor de información para convertirse en un ente activo generador de conocimientos. Señalan además, que este proceso de construcción de conocimiento debe producirse en situaciones contextualizadas, con el soporte pedagógico adecuado y de forma colaborativa [Jonassen 94]. Dos tecnologías emergentes, realidad virtual y realidad aumentada, han generado grandes expectativas en el campo educativo por sus capacidades inmersivas, de interacción y de motivación. Facilitan la contextualización de la información y fomentan aspectos sociales del aprendizaje [Dalgarno et al. 10, Dickey 05]. En Gradient exploramos las posibilidades educativas de estas tecnologías, los beneficios que aportan y las integramos a tecnologías educativas para la orquestación de actividades de aprendizaje y la evaluación de los estudiantes. 4.1 Realidad Virtual Los mundos virtuales tridimensionales pueden ser utilizados para modelar entornos de aprendizaje con alto grado de fidelidad, donde los estudiantes pueden explorar, manipular y modificar el entorno a través de sus avatares de forma colaborativa. En este sentido, se han desarrollado varios proyectos en Gradient.

a) Para el proyecto España Virtual [España Virtual] se diseñó un entorno de aprendizaje para la enseñanza del español como segunda lengua. El entorno fue desplegado como un mundo espejo de la Gran Vía madrileña en donde cada tramo de la avenida fue utilizada para lograr objetivos de aprendizaje diferentes: comprensión y comunica-ción tanto oral como escrita.

En este entorno educativo se aprovecharon las facilidades de interacción social de los espacios virtuales para fomentar la comunicación oral entre estudiantes. Los personajes sintéticos mantenían diálogos entre sí acerca de los espectáculos de teatro que se estaban presentando en la Gran Vía de Madrid. Cada estudiante

escuchaba conversaciones diferentes y su objetivo consistía en comprar una entrada para ver una obra de teatro. El sistema solo vendía la entrada previa demostración de tener un conocimiento mínimo de la obra. Por lo tanto los estudiantes necesitaban preguntar a sus compañeros detalles de las obras que desconocían.

La orquestación de las actividades de aprendizaje fue posible gracias a la integración de un motor de ejecución para IMS LD [IMS LD] a la plataforma virtual.

Figura 5. Participantes colaborando para obtener información en el mundo espejo de la Gran Vía

b) Para el proyecto Learn3 se diseñó un entorno virtual que recreaba el ambiente, la época y los personajes de la novela de ficción “La invención de Morel” de A. Bioy Casares. Se utilizó este entorno con el fin de evaluar el conocimiento que los participantes tenían de la novela.

La evaluación de conocimiento se llevó a cabo mediante preguntas de selección múltiple que hacían uso de las posibilidades de interacción y la riqueza de información multimodal que puede utilizarse en estos entornos. Así los enunciados podían ser dados por los personajes sintéticos que representaban a personajes de la novela. La lista de opciones asociada a una pregunta podía impli-car la elección de un objeto 3D, desplazarse a cierto lugar donde determinado evento ocurrió, modificar el entorno desplazando objetos entre otras. La retroalimentación podía consistir en la aparición de nuevos objetos en el entorno con información extra (un vídeo, por ejemplo) o una recompensa que hiciera alusión a eventos rele-vantes de la novela.

Un motor de ejecución de IMS QTI [IMS QTI] fue integrado a la plataforma virtual para orquestar los tests. En la actualidad se trabaja


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sobre una herramienta de autoría que permita a los profesores generar preguntas de test de elección múltiple que sean automáticamente desplegadas dentro de un mundo virtual.

c) En el marco del proyecto Learn3 se ha trabajado en el desarrollo de arquitecturas software para facilitar la creación de simuladores de aprendizaje que permitan recrear entornos reales.

Para ello se han creado dos motores de simulación: uno basado basado en Flash (Simu-flow) en colaboración con la empresa Simumak [Simumak], y otro basado en Unity-3D (3D-SimGenerator), que permite separar el flujo de simulación que controla la secuencia de escenas del contenido educativo de cada una de ellas permitiendo al usuario controlar ambas desde ficheros de texto. En ambos casos el flujo de simulación y los elementos GUI que deben aparecer en pantalla son controlados desde ficheros de texto utilizando SCXML (StateChart XML). Las actividades educativas son controladas utilizando ficheros de texto en el primer caso e IMS-QTI en el segundo.

En tiempo de ejecución, todas las decisiones tomadas por el usuario quedan registradas en el sistema tanto con fines de evaluación como para poder cambiar el contenido del flujo de simulación dependiendo de las acciones del usuario.

La arquitectura desarrollada permite al usuario crear nuevas experiencias modificando únicamente el flujo de escenas o el contenido de cada una de ellas desde ficheros de texto lo que permite reducir considerablemente el tiempo de desarrollo. Actualmente se está trabajando en una herramienta de autoría (SIMUFLOW-MAKER) que permitiría una edición mucho más amigable de los ficheros de texto que contienen el flujo de simulación y el contenido de cada uno de los escenarios.

4.2 Realidad Aumentada El término realidad aumentada se refiere a la tecnología que mejora la percepción sensorial del mundo real superponiéndole información digital [Azuma 97]. La realidad virtual y la realidad aumentada están relacionadas, reflejan diferentes niveles de inmersión en entornos donde coexisten objetos físicos y digitales.

Figura 6. 3D-SimGenerator

Figura 7. SimuflowMaker

En Gradient se está explorando la Realidad Aumen-tada para su utilización en el aprendizaje y se cuenta con algunas experiencias iniciales utilizando PCs y teléfonos móviles que se describen a continuación.

a) Para el proyecto EEE se evaluó el impacto de un sistema de realidad aumentada sobre la motivación de estudiantes de 1º de la E.S.O. en un curso de arte visual.

Se trató de una aplicación “markerless” en la que diferentes tipos de contenidos (texto, audio, vídeo) aparecían cuando el estudiante pulsaba zonas en fotografías de obras de arte del renacimiento italiano. Se comprobó que la motivación de los estudiantes mejoró considerablemente al usar esta tecnología en comparación con su motivación hacia el curso dictado con los métodos tradicionales.

En la actualidad se está trabajando en desarrollar una herramienta de autoría que permita a los profesores desarrollar actividades educativas utilizando los mismos elementos tecnológicos.

Gradient, UC3M

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b) Para los proyectos Learn3 y EEE se analizaron los efectos de introducir realidad aumentada en proyectos educativos que combinaban fases de aprendizaje formal e informal en diferentes espacios. Se realizó una experiencia en un curso de educación infantil con niños de 5 años (ver figura 8). El proyecto original “Nuestro museo” consistía en una primera fase de investigación en casa, en la que los niños recopilaban información sobre pintores y cuadros famosos con sus padres. Una segunda fase de trabajo en el aula en el que ponían en común lo que habían aprendido y trabajaban haciendo reproducciones de los cuadros con diferentes técnicas de expresión plástica y una última fase en los pasillos del colegio en la que se exponían los cuadros originales junto con las reproducciones de los alumnos.

La experiencia se aumentó añadiendo a la exposición marcadores RFID que aumentaban cada cuadro con vídeos realizados por los alumnos contando detalles de la vida del pintor, de su obra o de las técnicas utilizadas para realizar las reproducciones.

La experiencia demostró tener efecto en las tres fases tanto en la motivación, como en el aprendizaje e incluso el número de visitas a la exposición. Los factores clave para la mejora de la experiencia de aprendizaje fueron la participación de los alumnos en la elaboración del material previo, la personalización de contenidos en la visita y la introducción de los móviles en la experiencia.

c) A demanda de los visitantes de la exposición se está estudiando incluir una fase final en la que se proporcione a alumnos, profesores y visitantes un producto tangible que incluya realimentación y material multimedia recopilado durante la visita.

Figura 8. Experiencia en educación infantil

4.3 Integración de la Realidad Física y la Digital La realidad virtual y la realidad aumentada no tienen por qué funcionar de forma aislada, pueden combinarse de diferentes formas: migrando objetos 3D entre los espacios; migrando participantes entre espacios; compartiendo objetos 3D o también compartiendo espacios (mundos espejo).

La integración del mundo real y el virtual fue realizada como etapa final en el proyecto de España Virtual mencionado en la subsección 4.1. Siendo el mundo virtual por construcción un mundo espejo, se integraron clientes móviles al mundo virtual para lograr el intercambio de información multimodal entre ambos mundos. Así fue posible migrar de un mundo a otro, información geolocalizada: vídeo, imágenes, texto. Dentro del mundo virtual avatares representaban a los usuarios que se conectaban desde el mundo real y realizaban el mismo recorrido (virtualidad aumentada). Por otra parte, en la pantalla del teléfono móvil, los avatares del mundo virtual se superponían al entorno real (realidad aumentada). De esta forma se creó un entorno de aprendizaje que integró el mundo real con su espejo fomentando una mayor colaboración entre los participantes de la experiencia. 5. Conclusión Hay muchos otros temas en los que se está investigando o que son de interés y que no se han mencionado aquí por falta de espacio. Algunos de ellos son: libros de texto electrónicos, gamificación, e-portfolios, autoría ágil de material educativo, massive open online courses (MOOCs), etc.

Globalmente, podemos decir que al investigar sobre temas educativos, se combinan las dos principales facetas que tenemos como profesores universitarios: la docencia y la investigación. De esta forma, podemos mejorar nuestra docencia con resultados de nuestra investigación y viceversa, obtenemos inspiración para la investigación desde las necesidades docentes: un círculo virtuoso muy gratificante.

Agradecimientos La financiación reciente para estas investigaciones ha provenido de varios proyectos. A nivel regional en la Comunidad de Madrid, hay que mencionar el proyecto eMadrid [eMadrid], a nivel nacional los proyectos Learn3 [Learn3], EEE [EEE], Flexo


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[Flexo] y España Virtual [España Virtual] y a nivel internacional SOLITE [SOLITE] y iCOPER [iCOPER]. Referencias

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[Wenger 87] E. Wenger: “Artificial Intelligence and Tutoring Systems: Computational Approaches to the Communication of Knowledge”, Morgan-Kaufmann Publishing, Los Altos, CA., 1987



GRIAL (GRupo de investigación en InterAcción y

eLearning), USAL

Francisco J. García, Mª José Rodríguez, Antonio M. Seoane, Miguel Ángel Conde, Valentina Zangrando, Alicia García

Instituto de Ciencias de la Educación (IUCE)

Paseo de Canalejas, 169 37008 Salamanca

{fgarcia,mjrconde,aseoane,mconde,vzangra,aliciagh}@usal.es

Resumen: El GRupo de Investigación en InterAcción y eLearning (GRIAL) de la Universidad de Salamanca nace en 2006 como resultado de la unión de tres ámbitos de investigación bien diferenciados que encuentran en este contexto una extraordinaria complementariedad (la Ingeniería Informática, la Educación y la Teoría de la Comunicación). De estas sinergias surgen siete líneas de investigación estrechamente vinculadas entre sí de manera transversal. Estos ámbitos son sistemas interactivos para el aprendizaje, las tecnologías para el aprendizaje, la ingeniería web y la arquitectura del software, la metodología del aprendizaje online, la calidad y evaluación en educación, la teoría de la comunicación y la gestión estratégica del conocimiento de la tecnología. Estas líneas dan lugar al desarrollo de un gran número de proyectos de investigación, tanto nacionales como internacionales, los más relevantes de los cuales se detallan en estas páginas. Por último, GRIAL desarrolla una ingente labor de transferencia cuyas principales líneas se ilustran en el último apartado.

Palabras clave: Informática Educativa, Interacción Persona-Ordenador, Tecnologías para el aprendizaje, Ingeniería del Software, Servicios Web, Web Semántica, eLearning, Tutoría Online, Teoría de la Comunicación, Metodología de la Formación, Evaluación y Calidad de la Educación, Sistemas de Gestión del Aprendizaje, Desarrollo de Contenidos, Gestión del Conocimiento, Gestión de la Tecnología. Abstract: The Research GRoup on InterAction and eLearning (GRIAL) at the University of Salamanca emerged in 2006 as a result of the union of three distinct research areas. Such research fields (Computer Engineering, Education and Communication Theory) find in this context a remarkable complementarity and produce, as a consequence of their respective synergies, seven lines of research closely related in a transversal way. These areas are Interactive Learning Systems, Learning Technologies, Web Engineering and Software Architecture, Online Learning Methodology, Quality and Evaluation in Education, Communication Theory and Strategic Knowledge and Technology Management. These lines of research give rise to the development of a large number of research projects, both national and international. The most relevant of them are described in these pages. Finally, GRIAL carries out excellent transfer activities whose main lines are illustrated in the last paragraph of this article.

Key words: Educational Computing, Human-Computer Interaction, Learning Technologies, Software Engineering, Web Services, Semantic Web, eLearning, Online Tutoring, Communication Theory, Training Methodology, Quality and Evaluation in Education, Learning Management Systems, Content Development, Knowledge Management, Technology Management.

1. Presentación

El GRupo de Investigación en InterAcción y eLearning (GRIAL,

http://grial.usal.es) se constituye en 2006 como Grupo de Investigación Reconocido de la Universidad de Salamanca y, un año después, consigue la mención de Grupo de Excelencia de la Junta de Castilla y León (GR-47). Se trata de un

GRIAL, USAL

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equipo interdisciplinar producto de las sinergias entre tres ámbitos estrechamente relacionados entre sí, pero que no suelen colaborar con frecuencia de manera estable en otras instituciones. Por un lado, el grupo está dirigido por el Dr. Francisco José García Peñalvo, Profesor Titular del Departamento de Informática y Automática de la Universidad de Salamanca. Esta área de conocimiento aporta la componente tecnológica y permite la aplicación e implementación de las soluciones metodológicas, teóricas y estratégicas desarrolladas por otras líneas y miembros del grupo de investigación. En segundo lugar, GRIAL tiene una clara vocación de promoción de la innovación y la tecnología aplicadas a la formación, de ahí que exista un ámbito de investigación, liderado por la Dra. Mª José Rodríguez Conde, Profesora Titular del Departamento de Didáctica, Organización y Métodos de Investigación de la Universidad de Salamanca, orientado al desarrollo de métodos, estrategias didácticas y, en definitiva, al estudio de todos los elementos relacionados con el aprendizaje en los cuales la tecnología tenga una presencia relevante. Se da continuidad así a la labor iniciada por el Dr. Joaquín García Carrasco, Catedrático de Teoría e Historia de la Educación de la Universidad de Salamanca, recientemente jubilado. Por último, y no menos importante (de hecho, el responsable de esta línea fue el primer director del Grupo de Excelencia GRIAL hasta su fallecimiento), otra de las señas de identidad de GRIAL procede de los estudios relacionados con la teoría de la comunicación. La comunicación, como elemento fundamental de la didáctica que adquiere una especial dimensión en el ámbito de la interacción en línea, ha sido el área liderada por el Dr. Antonio López Eire, Catedrático de Filología Griega de la Universidad de Salamanca. Así pues, este carácter interdisciplinar y abierto de GRIAL (puesto que en él figuran como investigadores también expertos de otras universidades y profesionales del ámbito empresarial, no solo de España sino también de muchos países) le otorgan un carácter de grupo en la frontera entre la Ingeniería Informática, la Teoría de la Educación y la Didáctica, la Metodología de la Investigación y de la Evaluación Educativa y la Filosofía, la Teoría de la Comunicación y otros aspectos relacionados con el marketing, elementos de carácter legal y de gestión del conocimiento y la tecnología aplicables tanto a la

empresa como a la educación, especialmente en el ámbito universitario. GRIAL posee una vocación internacional claramente marcada en su estrategia de desarrollo. Además de las iniciativas de colaboración con empresas e instituciones y los proyectos de investigación de ámbito regional y nacional desarrollados en los últimos años, GRIAL lidera y participa en un buen número de proyectos internacionales con socios principalmente de la Unión Europea, pero también de fuera de la Unión y de América Latina. El factor común a todos estos proyectos, que inciden en ámbitos muy diferentes entre sí, consiste en el valor añadido que aporta la innovación tecnológica y la metodología de investigación y docente desarrollada por GRIAL en dichos proyectos. Actualmente, GRIAL lleva a cabo su investigación a través de dos subgrupos. En primer lugar, el Grupo de Evaluación Educativa y Orientación (GE2O) centraliza los estudios relacionados con la metodología de evaluación y el análisis de resultados de aprendizaje basados en competencias. En segundo lugar, el grupo de Interacción y eLearning concentra su labor en los elementos tecnológicos, metodológicos y en el concepto de interacción persona-ordenador con una visión novedosa, enriquecida por los estudios lingüísticos y teóricos sobre teoría de la comunicación humana. En cuanto a los recursos humanos, GRIAL cuenta actualmente con 55 investigadores/colaboradores de diferentes áreas (Ingeniería Informática, Educación, Filología, Derecho, Economía, Filosofía, etc.) y con diferentes perfiles (Catedráticos, Titulares y otros roles docentes universitarios, incluidos becarios, pero también profesionales en la empresa y diferentes administraciones públicas). Sus miembros proceden de diferentes países, especialmente de Europa y América Latina. Desde un punto de vista orgánico, precisamente por su composición interdisciplinar, el grupo forma parte de la estructura del primer Instituto de Investigación en España de Ciencias de la Educación (IUCE) de la Universidad de Salamanca. Este instituto, que por su propia naturaleza aglutina investigadores de todas las áreas de conocimiento, constituye un entorno ideal para el desarrollo de las labores de investigación de un grupo de estas características.


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Las líneas de investigación del grupo GRIAL se extienden hasta ámbitos tan variados como lo es la propia composición de los miembros que lo integran. No obstante, dicha variedad no constituye en absoluto una heterogeneidad de áreas de conocimiento, sino que todas ellas contribuyen a consolidar un único leit motiv consistente en la búsqueda de la excelencia en la innovación tecnológica aplicada a la educación, la investigación, la producción y distribución de conocimiento, la gestión estratégica y los procesos de calidad en todos estos ámbitos. A continuación se detallan las líneas de investigación que poseen mayor relevancia. En la siguiente sección se describirá con mayor detalle cada una de ellas. - Sistemas interactivos para el aprendizaje. - Tecnologías para el aprendizaje. - Ingeniería web y arquitectura del software. - Metodología del aprendizaje online. - Calidad y evaluación en educación. - Teoría de la comunicación. - Gestión estratégica del conocimiento y de la

tecnología.

2. Principales líneas de investigación A continuación se detallan las líneas de investigación que poseen mayor relevancia en el seno del grupo, acompañadas de una breve descripción sobre cómo GRIAL aborda dichos ámbitos, así como de los hitos más recientes y relevantes asociados a cada una de ellos. Por último, se ilustran estas líneas con algunas de las referencias bibliográficas más destacadas de los miembros del grupo GRIAL. 2.1. Sistemas interactivos para el aprendizaje Esta primera línea de investigación representa y aúna los dos aspectos nucleares que dan origen al grupo. Por un lado, la Interacción Persona-Ordenador, que soporta todos los flujos de trabajo interactivos que se encuentran presentes en los sistemas de información automatizados que se desarrollan en el grupo; por otro lado, en un alto porcentaje de casos, dichos sistemas tienen como dominio de aplicación los procesos de enseñanza/aprendizaje con un sustento tecnológico, es decir, lo que de una manera general se va a denominar eLearning. Diversos trabajos, que de una forma transversal se relacionan con el resto de las líneas del grupo, acaban

tomando la forma de sistemas interactivos con fines educativos. La usabilidad de estos sistemas se convierte en un aspecto fundamental de cara a su adopción en contextos reales. Por otro lado, la cantidad de información que se puede llegar a manejar y proporcionar requiere de técnicas de visualización de la información que faciliten al usuario final su comprensión e incluso su interacción con dichas representaciones para un descubrimiento de conocimiento no explícito y un mejor apoyo a la toma de decisiones, en lo que se viene a conocer como analítica visual y que enlaza esta línea de investigación con la línea de gestión estratégica del conocimiento y de la tecnología El grupo de investigación posee una excelsa producción científica en este campo. A modo de resumen se destacan la organización del Congreso Internacional Interacción 2001 [Abascal et al. 01], la organización del 2007 IFIP TC 13 Seminar [Gil et al. 07] y la edición de los números especiales Human-Computer Interaction. Research and Development

Challenges en JUCS [García-Peñalvo & Abascal 08]; Advanced Human-Computer Interaction [García-Peñalvo et al. 12e]; Discovering knowledge through highly interactive information based systems en JISE [García-Peñalvo et al. 12c]; LMS – Evolving from

Silos to Structures [García-Peñalvo et al. 12a]. Como resultados concretos de esta línea de investigación cabe destacar la Herramienta para la Evaluación de Objetos Didácticos de Aprendizaje Reutilizables (HEODAR) [Morales et al. 07]; el diseño de entornos educativos hipermedia adaptativos [Berlanga & García-Peñalvo 08]; la aplicación de analítica visual a entornos educativos [Gómez et al. 09]; o el entorno de aprendizaje con características 3.0 AHKME (Adaptive Hypermedia Knowledge

Management E-Learning) [Rego et al. 11].

2.2. Tecnologías para el aprendizaje Buena parte del esfuerzo investigador orientado a la tecnología tiene como objeto la aplicación de dichas soluciones a las actividades formativas. GRIAL posee una gran experiencia en el estudio y desarrollo de soluciones software para eLearning, así como en la integración de servicios web que permiten constituir auténticos ecosistemas de aprendizaje para formación online y gestión del conocimiento. Esta labor se viene

GRIAL, USAL

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realizando, no solo como tarea de investigación teórica, sino también como investigación aplicada en diferentes contextos. Por otro lado, GRIAL estudia el diseño y desarrollo de contenidos formativos digitales de calidad aplicables a diferentes contextos y desplegables en múltiples modalidades formativas y dispositivos. Actualmente, uno de los ámbitos que suscitan mayor interés consiste en la definición y desarrollo de herramientas de autor para la producción de contenidos formativos en línea, basadas en estándares y especificaciones de eLearning, que permitan el almacenamiento automático de dichos contenidos en repositorios corporativos, lo que enlaza con dos aspectos importantes que sustentan transversalmente otras líneas de investigación: la interoperabilidad y la anotación semántica basada en estrategias de open linked data. Obviamente, esta línea de investigación sirve de base transversal para el resto. La producción del grupo es también significativa en este ámbito. Se destaca la organización del Simposio Internacional de Informática Educativa 2008 (SIIE’08) [Velázquez et al. 08] y la edición de los números especiales Computers in Education: Advances in Software

Technology en JUCS [Velázquez & García-Peñalvo 09a]; Informática Educativa y Educación en

Informática en IEEE-RITA [Velázquez & García-Peñalvo 09b]; Software Advances in Education Computing en iJET [Velázquez & García-Peñalvo 09c]; Outcomes of International Research Projects on Technology Applied to Education en JUCS [García-Peñalvo et al. 12d]. Algunos resultados relacionados con esta línea de investigación son la aplicación de especificaciones y estándares de eLearning [Berlanga & García-Peñalvo 05], [Rego et al. 06]; el desarrollo de herramientas de autor [García-Peñalvo & García-Carrasco 05], [Barbosa et al. 10]; la calidad de los metadatos [Morales et al. 09]; o aspectos relacionados con repositorios, la web semántica y el open linked data [López & García-Peñalvo 06], [García-Peñalvo et al. 10c], [García-Peñalvo et al. 11a]. 2.3. Ingeniería Web y Arquitectura del software

Esta línea de investigación proporciona el soporte de

ingeniería para el desarrollo de los sistemas educativos y su aplicación práctica. Aspectos de Ingeniería del Software, Inteligencia Artificial, Ingeniería de la Usabilidad, Web Semántica, Ingeniería Web, Arquitectura Software o Calidad de Software, entre otros, se encuadran dentro de esta línea de trabajo, de forma que permite conciliar los aspectos de investigación aplicada y básica propia de una rama de ingeniería. La investigación más básica en estos campos siempre acaba incidiendo, directa o indirectamente, en la investigación aplicada al terreno educativo. Dado el carácter de este monográfico, se va a incidir fundamentalmente en aquellos tópicos más relacionados con la Informática Educativa, como pueden ser el modelado conceptual de aplicaciones web, el soporte a los procesos de desarrollo de ontologías o, fundamentalmente, las arquitecturas de software basadas en servicios, campo en el que cabe destacar la colaboración con el grupo SUSHITOS (Services for Ubiquitous Social and Humanistic Information Technologies and Open Source) de la Universidad Politécnica de Cataluña para la definición de la capa de servicios de Moodle 2.0. Muchos de los eventos y números especiales relacionados con esta línea se han ubicado en otras líneas de investigación por su orientación más aplicada. No obstante, cabe destacar el número especial Service Oriented Architectures, Cloud

Computing Applications, Services and

Interoperability en JUCS [García-Peñalvo et al. 12b]. Se destacan como resultados los relacionados con Ingeniería Web [Moreno et al. 04a]; Ingeniería de Ontologías [García-Peñalvo et al. 11c]; Evolución de software [González-Torres et al. 12]; Arquitecturas orientadas a servicios y servicios web [Conde et al. 09], [García-Peñalvo et al. 11b], [Conde et al. 11a], [Conde et al. 11b]. 2.4. Metodología del Aprendizaje Online Buena parte de la investigación que lleva a cabo GRIAL tiene como objeto el estudio, desarrollo y explotación de soluciones y procesos de innovación tecnológica aplicados a la formación. Sin embargo, el carácter específico del eLearning requiere el estudio de métodos, dinámicas de comunicación, nuevos roles docentes y estrategias de aprendizaje y


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enseñanza desarrollados ad hoc para esta modalidad formativa. Así pues, GRIAL desarrolla una intensa labor de investigación en estas áreas, que revierte y alimenta a todas las demás con el propósito común de favorecer el desarrollo de contextos de excelencia formativa, tanto desde el punto de vista tecnológico, estratégico y metodológico como en términos de interacción, adquisición de competencias y destrezas y calidad en los procesos de evaluación. Particularmente, GRIAL es reconocido internacionalmente por sus estudios, iniciativas de formación y transferencia relacionadas con los procesos de formación online y la cualificación de perfiles docentes de eLearning. De hecho, el grupo GRIAL fue galardonado con el I Premio Iberoamericano a la Excelencia en eLearning, otorgado por la Asociación de Proveedores de eLearning (Apel) por la calidad de las iniciativas formativas que desarrolla. Entre las muchas referencias bibliográficas que GRIAL ha producido en relación con esta línea temática, se destaca por su relevancia la coordinación y publicación de un buen número de artículos sobre cuestiones relacionadas con la metodología de la formación online en eventos como eUniverSALearning 2007 [López-Eire et al. 08] y eUniverSALearning 2008 [García-Peñalvo et al. 10d]. En relación con el ámbito específico de la tutoría en línea destaca el monográfico publicado en la revista TESI [García-Carrasco & Seoane 07]. Así mismo, la Encyclopedia of :etworked and Virtual Organizations incluye la definición de Online

Tutoring propuesta por GRIAL [Seoane & García-Peñalvo 08]. GRIAL ha sido responsable del monográfico de IJCEELL sobre eLearning: Covering lifelong learning in the European Space for Higher

Education [García-Peñalvo 07]. Asimismo, el grupo ha sido responsable de la edición de un libro por IGI Global sobre experiencias y metodologías de eLearning [García-Peñalvo 08a]. 2.5. Calidad y evaluación en educación Las investigaciones de esta línea de GRIAL, desarrolladas íntegramente por el subgrupo GE2O, se centran en aspectos tales como la formación basada en competencias, evaluación de programas educativos, procesos de formación y evaluación en

entornos virtuales, orientación educativa y profesional o medición y evaluación educativa. La mayor parte de su producción se financia por medio de convocatorias nacionales, autonómicas y locales y a través de la concesión de sucesivos proyectos de investigación en el Plan Nacional de Investigación (I+D+i, área de Educación). Los investigadores mantienen estrechos vínculos con otros grupos que desarrollan proyectos de la convocatoria Nacional de Estudios y Análisis el Ministerio de Educación y de convocatorias de grupos de excelencia de otras Comunidades. En este ámbito, GRIAL desarrolla la mayoría de sus proyectos de innovación docente universitaria, ámbito en el que ha contado con numerosas distinciones en los últimos años. En una selección de las publicaciones más recientes, se puede observar la interrelación entre los distintos miembros que componen GRIAL. Así, se destacan entre otras [González et al. 12], [Rodríguez et al. 11], [Rodríguez et al. 12], [Olmos & Rodríguez 11]. 2.6. Teoría de la Comunicación Aunque el origen de esta línea de investigación se remonta a los estudios de varios investigadores del grupo sobre Retórica y Poética en la Antigua Grecia, pronto se combinan también con otras investigaciones relacionadas con la oratoria y la teoría de la comunicación modernas y, finalmente, terminan por especializarse en los procesos de comunicación que acontecen en los contextos de interacción en línea. Puesto que la Web 2.0 y, particularmente, el aprendizaje que se desarrolla en estos contextos, tiene en las dinámicas de interacción y comunicación uno de los elementos cruciales, el desarrollo de métodos, soluciones tecnológicas y herramientas de evaluación deben tener en cuenta las potencialidades de los modos y procesos de comunicación subyacentes. Además, el estudio de los diversos estilos de aprendizaje y su consiguiente transformación en estrategias formativas adecuadas a estos estilos se fundamenta también en los paradigmas de comunicación que sustentan cada uno de ellos. Buena parte de la labor de investigación del grupo en relación con la Teoría de la Comunicación quedó bien reflejada en Logo. Revista de Retórica y Teoría

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de la Comunicación, dirigida por Antonio López Eire. Otros trabajos específicamente relacionados con la comunicación y la enseñanza [López-Eire 02a] y con la relación entre retórica y otras manifestaciones de la cultura humana [López-Eire 02b], así como con la estrecha vinculación entre comunicación, política e ideología [López-Eire et al. 98] forman parte de la producción de investigación en la materia por parte del grupo. 2.7. Gestión estratégica del conocimiento y de la

tecnología

Las decisiones de carácter tecnológico, tanto como la investigación y desarrollo de productos y servicios TIC, deben estar presididas por una adecuada estrategia para su planificación e implementación. En este sentido, GRIAL posee una enorme experiencia, puesto que su director y varios de sus miembros fueron responsables de las políticas de innovación tecnológica de la Universidad de Salamanca, aplicadas tanto al aprendizaje como a la gestión del conocimiento. Fruto de esa experiencia, el grupo desarrolla actualmente una línea de investigación específicamente destinada al análisis de diferentes contextos de gestión de la tecnología y el conocimiento, la planificación de estrategias adecuadas, el desarrollo de productos y servicios conducentes a la satisfacción de los requisitos de diferentes escenarios y el establecimiento de políticas de seguimiento y gestión de la calidad para garantizar una eficiente gestión de los recursos tecnológicos y una adecuada toma de decisiones en relación con el conocimiento atesorado por cualquier institución. Muy relacionados con esta línea de investigación se encuentran los números especiales Towards

eLearning 2.0 University en ILE [Berlanga et al. 10] y Open knowledge management in higher Education en OIR [García-Peñalvo et al. 10a]. Se ha producido un buen número de publicaciones que avalan esta línea de investigación en relación con el conocimiento abierto y la gestión del conocimiento y de la tecnología en el ámbito universitario [García-Peñalvo 08b], [García-Peñalvo et al. 10b], [Suárez & García-Peñalvo 11]; emprendedurismo e innovación [Gomes et al. 12]; soporte a la toma de decisiones [Moreno et al. 04b], [Moreno et al. 08].

2.8. Proyectos de investigación destacados Todos los ámbitos de investigación desarrollados por GRIAL presentan, aun en su diversidad, un marcado carácter transversal entre sí. En efecto, buena parte de las iniciativas de investigación, formación y transferencia desarrolladas por el grupo abarcan varias de estas líneas. En esta sección se presenta una selección de los hitos de investigación más relevantes de los últimos cinco años, divididos en proyectos de investigación, en primer lugar, y eventos desarrollados por GRIAL que han gozado de transcendencia en este mismo periodo. Los proyectos de investigación más importantes desarrollados por GRIAL en los últimos cinco años son: Plataforma de eLearning basada en la gestión del

conocimiento, bibliotecas de objetos de aprendizaje y

sistemas adaptativos (KEOPS), financiado por el MEC y desarrollado de 2006 a 2008, permitió un acercamiento a los sistemas educativos adaptativos, planteando soluciones para solventar algunos de los problemas de las plataformas eLearning tradicionales. Modelo de evaluación y desarrollo de competencias

clave implícitas en la ESO: TIC, Lectura y

Convivencia Escolar (E-TELECO) proyecto I+D+i (SEJ2006-10700) desarrollado entre 2006 y 2009, proyecto que se continúa con Evaluación de

competencias clave y formación de profesorado de

Educación Secundaria: TIC, ALFI: y Convivencia

Escolar (EF-TALCO) (EDU2009-08753). Estos proyectos giran en torno a la evaluación de competencias clave en Educación Secundaria y la formación de profesorado para esta etapa formativa. Sistemas adaptativos e interacción humana: Diseño

de un porfolio digital para entornos eLearning, de la Junta de Castilla y León, desarrollado desde 2007 a 2009 (SA056A07). En este proyecto de investigación se acometió el diseño, desarrollo, experimentación e implementación de un porfolio digital basado en competencias y destrezas. eLearning sin barreras: :uevos paradigmas de

comunicación, servicios y modalidades de

interacción para la formación en línea. Es el proyecto de excelencia financiado por la Junta de Castilla y León y marco de referencia para la actividad del grupo desde 2008 (GR47). Este proyecto se orientó al desarrollo de soluciones


91

tecnológicas, paradigmas de comunicación y estrategias didácticas que faciliten la adaptación a cualquier tipo de usuario destinatario de formación, independientemente de la tecnología de interacción que se utilice o de las eventuales limitaciones físicas o de alfabetización tecnológica que dicho usuario pudiera poseer. Cabe destacar el importante papel desarrollado por el grupo en la planificación, implementación y explotación de la Universidad Virtual de la Universidad de Salamanca, entre 2008 y 2009. Durante este periodo se puso en marcha el Campus Virtual corporativo, Studium (http://studium.usal.es), que actualmente cuenta con más de 60.000 usuarios activos, dependiente de un servicio encargado del soporte y desarrollo tecnológico, asesoramiento metodológico y formación, que acompañó a la comunidad universitaria proporcionando servicios tecnológicos (tanto en el propio Campus como mediante productos de valor añadido), asistencia y un exhaustivo programa de formación a demanda. Layers4Moodle (TSI-020302-2009-35) ha sido un proyecto Avanza I+D que permitió la formalización de la colaboración entre el Grupo GRIAL y el Grupo SUSHITOS, y que ha facilitado obtener un conocimiento muy amplio de la plataforma Moodle como proveedor de servicios de eLearning. Recientemente, en el marco del proyecto European Language Virtual :etwork (ELVI:), del Lifelong Learning Programme (LLP) de la Unión Europea (505740-2009-LLP-ES-KA2-KA2MP), GRIAL desarrolló un Personal Learning Environment para el aprendizaje informal y en comunidad de idiomas. El proyecto concluyó a finales de 2011, pero la red social continúa disponible en http://myelvin.usal.es. Multicultural Interdisciplinary Handbook: Tools for

Learning History and Geography in a Multicultural

Perspective (MIH), proyecto Comenius perteneciente al LLP liderado por GRIAL (502461-2009-LLP-ES-COMENIUS-CM), consolidó una red de socios interesados en el desarrollo de contenidos digitales, metodologías e innovaciones didácticas aplicadas a la enseñanza en las áreas de Geografía e Historia en Enseñanza Secundaria desde una perspectiva multicultural. Los resultados del proyecto están disponibles en http://mihproject.eu.

oiPLE: Entorno abierto, integrado y personalizado

para el aprendizaje. Hacia una nueva concepción de

los procesos de aprendizaje basados en tecnología, es un proyecto I+D+i del Ministerio de Ciencia e Innovación de tres años de duración (TIN2010-21695-C02) compuesto por dos subproyectos, dedicados respectivamente al desarrollo de una arquitectura basada en servicios para el despliegue de las funcionalidades de Moodle en entornos abiertos y personalizados de aprendizaje y a la creación de un Entorno Personalizado de Aprendizaje Integrado basado en Moodle. Teaching and eLearning Advances in European

Mobility Space (TALARIA, http://talaria-project.eu) es una iniciativa del subprograma Leonardo da Vinci – Mobility VETPRO dentro del LLP que se desarrolla desde septiembre de 2011 a diciembre de 2012 (2011-1-PL1-LEO03-18641). Entrepreneurship Education for European Students

(E3S), proyecto Erasmus dentro del LLP desarrollado entre 2011 y 2012 (2011-1-PT1-ERA10-08645), se dedica a la promoción de iniciativas emprendedoras a través de la innovación tecnológica dirigida a los estudiantes universitarios. Por último, el más reciente de los proyectos liderados por GRIAL es un proyecto ICT (KA 3) que se ha iniciado en enero de 2012 y se extiende hasta 2014, con el título Tagging, Recognition and

Acknowledgment of Informal Learning ExpeRiences

(TRAILER, http://trailerproject.eu). Se trata de una iniciativa multilateral del LLP que tiene como principal objetivo la elaboración de una herramienta para la gestión de competencias adquiridas mediante aprendizaje informal, tanto desde la perspectiva del usuario como de la institución o empresa. 3. Transferencia de resultados de investigación al tejido productivo Como consecuencia de la intensa labor de investigación desarrollada por GRIAL y de su interés por la aplicación y transferencia de sus resultados, se cuenta con una nutrida red de beneficiarios entre los que figuran instituciones, administraciones públicas, grandes empresas y otras entidades.

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Por una parte, además de la gran oferta de cursos y eventos de formación que van desde iniciativas de 8 horas hasta Máster Universitarios (en todas las modalidades de formación) abiertos a la comunidad universitaria y al público en general (http://grial.usal.es/cursos), el grupo provee formación a demanda a instituciones, empresas y otros colectivos sobre todos los ámbitos relacionados con el eLearning, la gestión del conocimiento y la tecnología, TICs aplicadas a la educación, etc. Entre los receptores de esta formación se encuentran organismos internacionales como la Organización de Estados Americanos, entidades nacionales como el Ministerio de Defensa, Diputaciones y Ayuntamientos, Universidades, Empresas Públicas y Privadas, Colegios Profesionales, Escuelas de Administración Pública, Organismos Sanitarios, etc. Por otro lado, mediante la figura contractual del art. 83 LOU, GRIAL ha desarrollado labores de transferencia hasta un total de 66 proyectos en los últimos años. Estos proyectos han abarcado desde la producción de contenidos digitales hasta el desarrollo, gestión y mantenimiento de entornos de formación en línea, consultoría y asesoramiento integral en gestión de la tecnología y eLearning, evaluación y gestión de proyectos, análisis y evaluación de iniciativas formativas, etc. Referencias [Abascal et al. 01] J. Abascal, F.J. García-Peñalvo,

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ILSA (Ingeniería de Lenguajes Software y Aplicaciones), UCM

José Luis Sierra-Rodríguez, Antonio Sarasa-Cabezuelo

Facultad de Informática. Universidad Complutense de Madrid

c/ Profesor José García Santesmases, s/n. Madrid 28040 {jlsierra, asarasa}@fdi.ucm.es

Resumen: En este artículo se presentan los objetivos y líneas de trabajo del grupo de investigación ILSA (Ingeniería de Lenguajes Software y Aplicaciones). Se trata de un grupo reconocido oficialmente por la Universidad Complutense de Madrid, perteneciente a la Facultad de Informática. Uno de los elementos característicos del grupo es su multidisciplinaridad, dado que los integrantes pertenecen a 3 facultades diferentes: Informática, Filología y Educación. Uno de los objetivos básicos del grupo de investigación es la aplicación de técnicas de desarrollo de software educativo inspiradas en el diseño y la implementación de lenguajes informáticos. En el contexto del grupo y en las líneas de investigación que se desarrollan, actualmente se están realizando 3 tesis doctorales y varios trabajos de posgrado, y se llevan a cabo varios proyectos de investigación. Palabras clave: Grupo de Investigación, Desarrollo de software dirigido por lenguajes, e-Learning Abstract: This paper presents the objectives and research interest of the ILSA Research Group (Implementation of Language-Driven Software and Applications). It is a group officially recognized by the Complutense University of Madrid, which is officially affiliated to the Computer Science School. One of the group’s characteristic features is its multidisciplinarity, since its members belong to 3 different Faculties: Computer Science, Philology and Education. One of the basic objectives of the research group is the use of techniques borrowed from the design and implementation of computer languages to the development of educational software. In the context of the group, currently there are 3 on-going PhD thesis, several on-going master´s thesis, and several on-going research projects. Key words: Research Group, Language-driven software development, e-Learning.

1. Presentación En esta sección se presenta una descripción general del contexto y de la historia del grupo de investigación, así como de los miembros que forman parte del mismo. 1.1. Contexto e Historia El grupo de Investigación ILSA (Ingeniería de Lenguajes Software y Aplicaciones; http://ilsa.fdi.ucm,es) es un grupo de investigación que nace en la Facultad de Informática de la Universidad Complutense de Madrid en el año 2010.

En el año 2011 el grupo fue validado positivamente y reconocido oficialmente por la Universidad Complutense de Madrid (grupo no. 962022). La línea de investigación básica que da origen al grupo se encuentra en los trabajos de investigación sobre Desarrollo de Software Educativo Dirigido por Lenguajes iniciados por el Profesor Alfredo Fernández-Valmayor Crespo, y que continúa su discípulo, el Profesor José Luis Sierra Rodríguez, actual coordinador del grupo de Investigación ILSA. Esta línea de investigación es central en el grupo, y a partir de ella se desarrollan el resto de líneas de investigación, que tienen como objetivo aplicar

ILSA, UCM

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técnicas y resultados de esta línea central en la resolución de problemas en dominios específicos. 1.2. Miembros Una característica esencial del grupo de investigación (Figura 1) es la multidisciplinaridad de los componentes del mismo. Éstos pertenecen a tres facultades diferentes: Facultad de Informática (Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial y Departamento de Sistemas Informáticos y Computación), Facultad de Filología (Departamento de Filología Románica, Filología Eslava y Lingüística General), y Facultad de Educación (Departamento de Didáctica y Organización Escolar).

Figura 1. Grupo ILSA

A nivel personal el grupo está formado por: • Miembro honorífico. Se trata de D. Alfredo

Fernández-Valmayor. Fue Profesor Titular del Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial de la Facultad de Informática de la UCM hasta su jubilación en el año 2010. Así mismo fue el primer director del Campus Virtual de la Universidad Complutense de Madrid. Sus trabajos de investigación se han centrado especialmente en el desarrollo de sistemas e-learning y en los estándares de metadatos de objetos de aprendizaje. Uno de sus principales desarrollos en el ámbito de e-learning son los desarrollos de los museos digitales de Arqueología Precolombina, Proyecto Chasqui, el museo digital de Informática García Santesmases (MIGS), y un sistema para la gestión de este tipo de repositorios educativos denominado ODA Virtual.

• Investigadores. Colectivo formado por: 1. D. Ángel Luis Encinas Moral. Profesor

Contratado Doctor del Departamento de Filología Románica, Filología Eslava y Lingüística General de la Facultad de Filología de la UCM. Traductor de numerosas obras de escritores eslavos, y experto en historia eslava, judía y centro europea. Así mismo es un estudioso y experto en el holocausto (Shoah). Actualmente ocupa el cargo de Presidente del Centro de Estudios Eslavos.

2. D. Antonio Pareja Lora. Profesor Colaborador del Departamento de Sistemas Informáticos y Computación de la UCM. Actualmente finaliza su tesis doctoral sobre Ingeniería Ontológica aplicada al dominio de la Lingüística. Sus intereses de investigación se centran en el uso y desarrollo de ontologías en diversos ámbitos de conocimiento. Así mismo es miembro del comité de estandarización ISO/TC 37 para la estandarización de terminología y recursos y anotaciones lingüísticas, y oficial del ACL SIGANN (Special Interest Group for Annotation of the Association for Computational Linguistics).

3. D. José María Ruiz Ruiz. Profesor Titular del Departamento de Didáctica y Organización Escolar de la UCM. Sus líneas de investigación están centradas en el estudio del Diseño de Programas Curriculares y Evaluación del Plan de Estudios de Psicopedagogía desde la perspectiva de profesores y alumnos, trabajo por el cual obtuvo un Premio Nacional del Ministerio de Trabajo. Así mismo ha realizado estudios sobre necesidades de formación en los equipos directivos, y sobre diseño organizativo de currículos universitario por competencias según los criterios ECTS. Actualmente es representante por España del grupo Team Europa

4. D. Antonio Sarasa Cabezuelo. Profesor Colaborador del Departamento de Sistemas Informáticos y Computación de la UCM. Actualmente finaliza su tesis doctoral sobre desarrollo de aplicaciones de procesamiento de documentos XML mediante herramientas de construcción de procesadores de lenguaje. Sus intereses de investigación se centran en el desarrollo dirigido por lenguajes de aplicaciones XML. Así mismo ha desarrollado trabajos de investigación en el ámbito del e-learning,


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formando parte del equipo que desarrolló la federación de repositorios de objetos de aprendizaje AGREGA. Así mismo es miembro del comité de estandarización AEN/CNT 36 de AENOR, siendo uno de los coautores del perfil de aplicación LOM-ES.

5. D. José Antonio Santamaría Fernández. Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial de la UCM. Sus intereses de investigación se centran en el desarrollo dirigido por lenguajes de aplicaciones en el ámbito militar.

6. D. José Luis Sierra Rodríguez. Profesor Titular del Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial de la UCM. Actual coordinador del grupo ILSA. Sus intereses de investigación se centran en el desarrollo de software dirigido por lenguajes, y su aplicación a la construcción de sistemas interactivos y de herramientas y aplicaciones educativas. Así mismo es miembro del comité de estandarización para tecnologías educativas AEN/CNT 36 de AENOR, y miembro en representación de España en la EU COST Network INTEREDITION.

• Alumnos de doctorado. Colectivo formado por: 1. D. Bryan Temprado Battad. Es Ingeniero

Superior en Informática por la UCM. Actualmente disfruta de una beca predoctoral de investigación concedida por la UCM, que desarrolla en el Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial. Como parte de su beca, lleva a cabo su tesis doctoral, centrada en nuevos modelos de modularización de gramáticas de atributos aplicados al desarrollo de aplicaciones interactivas y educativas.

2. D. Daniel Rodríguez Cerezo. Es Ingeniero Superior en Informática por la UCM. Actualmente disfruta de una beca predoctoral de investigación concedida por el Ministerio de Educacion, que desarrolla en el Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial de la UCM. Como parte de su beca, lleva a cabo su tesis doctoral, centrada en el desarrollo de herramientas de soporte a la educación en Ingeniería de Lenguajes Software.

• Alumnos de master. Colectivo formado por:

1. D. Joaquín Gayoso Cabada. Es Ingeniero

Técnico en Informática por la UCM. Actualmente estudia un master en Investigación en Informática en la Facultad de Informática de la UCM y disfruta de una beca patrocinada por el grupo ILSA en la que desarrolla una herramienta online de anotación de documentos literarios. Sus intereses de investigación se centran en las aplicaciones educativas de las Humanidades Digitales.

2. D.Cesar Ruíz Caricote. Es Ingeniero Técnico en Informática por la Universidad de Carabobo, en Venezuela. Actualmente estudia un master en Investigación en Informática en la Facultad de Informática de la UCM y disfruta de una beca patrocinada por el grupo ILSA en la que colabora en el desarrollo de la herramienta online de anotación de documentos literarios aludida anteriormente. Sus intereses de investigación se centran también en las aplicaciones educativas de las Humanidades Digitales.

• Colaborador externo. Se trata de D. Rafael

Fernández López. Actualmente finaliza los estudios de Ingeniería en Informática en la Facultad de Informática de la UCM. Dispone de una amplia experiencia profesional en el desarrollo de aplicaciones web, trabajando actualmente en el sector privado. Está muy interesado por los proyectos de software libre, siendo colaborador del proyecto KDE, y miembro de la asociación KDE España. Sus intereses de investigación se centran en el desarrollo de aplicaciones y metamodelos para la gestión documental. Disfruta de una beca patrocinada por el grupo ILSA para el desarrollo de una aplicación documental de ámbito histórico.

2. Líneas de Investigación En esta sección se presentan las líneas de investigación desarrolladas en el grupo ILSA. 2.1. Desarrollo de Software Dirigido por Lenguajes La investigación seguida en esta línea se ha centrado en profundizar en los fundamentos y aplicaciones de las gramáticas de atributos (un formalismo ideado por Donald E. Knuth para describir la sintaxis y semántica de los lenguajes de programación, y que se

ILSA, UCM

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utiliza extensivamente en el diseño e implementación de lenguajes informáticos). Concretamente, esta línea se centra en los siguientes aspectos: • Aplicación práctica de las gramáticas de atributos a

diversos aspectos del desarrollo de software: procesamiento eficiente de la información semiestructurada (XML, JSON, RDF, etc.), transformación entre modelos, y generación de aplicaciones interactivas y aplicaciones web. En este contexto se han desarrollado, hasta el momento, dos herramientas basadas en gramáticas de atributos: XLOP (XML Language-Oriented Processing) para el desarrollo de aplicaciones de procesamiento XML, y el sistema AGT (Attribute Grammar-based Transformer) para la transformación entre modelos.

• Propuestas para la modularización de especificaciones basadas en gramáticas de atributos. Entre estas propuestas se está trabajando en un nuevo formalismo de modularización de gramáticas de atributos denominado gramáticas de atributos multivista.

• Herramientas para la enseñanza y aprendizaje de las gramáticas de atributos. En concreto se ha desarrollado un sistema denominado PAG (Prototyping with Attribute Grammars) que permite la creación rápida de prototipos de gramáticas de atributos, así como la herramienta Evaluators para la generación de videojuegos a partir de gramáticas de atributos.

2.2. Humanidades Digitales Esta línea de trabajo está centrada en el desarrollo de herramientas que permitan la gestión de información en el campo de las humanidades digitales. A este respecto: • Se está desarrollando una aplicación para la

anotación colaborativa de textos literarios digitalizados con un propósito educativo. En conjunción con el grupo de investigación LEETHI de la Facultad de Filología de la UCM se ha definido un modelo de anotación colaborativa y un sistema que lo implementa denominado @Note. Este sistema facilita el diseño de trabajos para los estudiantes, de manera que estos tengan que hacer anotaciones cuando realizan tareas de lectura crítica de textos literarios.

• Se está desarrollando también una aplicación para la

gestión de corpus de documentos históricos. Actualmente existen una gran cantidad de fondos de documentación histórica que se encuentran en formatos no digitales, y cuyo acceso requiere la presencia física en los archivos documentales que los contienen. En este sentido se está desarrollando un sistema de almacenamiento documental que permite la digitalización de documentos de contenido histórico, así como la posibilidad de añadirle metainformación que facilite su búsqueda, recuperación, y su uso docente en forma de objetos de aprendizaje.

2.3. Sistemas de e-Learning Esta línea de trabajo se centra actualmente en los siguientes aspectos: • Repositorios de objetos digitales. Tal como se ha

comentado, en los orígenes del grupo se crearon diversos repositorios de objetos de aprendizaje en dominios específicos (Chasqui, MIGS y ODA). Actualmente se está llevando a cabo el mantenimiento y evolución de estos repositorios. Actualmente se trabaja con investigadores de la Facultad de Filología y con personal de la empresa Varadero Software para evolucionar el sistema base en que se basan estos repositorios, con el objetivo de crear un sistema de repositorio que sea fácilmente configurable para cualquier ámbito.

• Soporte a la docencia. Se pretende desarrollar un conjunto de herramientas que den soporte a la tarea del profesor en la planificación y desarrollo de su trabajo docente. En este sentido, un elemento clave con la implantación del Espacio de Educación Superior Europeo es la evaluación de las competencias que se tratan de conseguir en los alumnos. Es por ello que se está construyendo un sistema que permite a un profesor la gestión y evaluación de las competencias en las asignaturas que imparte.

3. Proyectos de Investigación En esta sección se presentan los proyectos de investigación que actualmente se desarrollan en el grupo ILSA. 3.1. GENHOE-VIRTUAL Se trata del proyecto “Un Enfoque Generativo para la


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Construcción de Herramientas de Producción y Despliegue de Objetos Educativos en el Campus Virtual”. Es un proyecto financiado por el Plan Nacional de I+D+i, subprograma de Investigación Fundamental No Orientada, con número de referencia TIN2010-21288-C02-01. El objetivo del proyecto es el desarrollo de metaherramientas basadas en gramáticas de atributos para la especificación y generación de herramientas de creación de objetos didácticos en dominios específicos. Así mismo como parte del proyecto se está llevando a cabo la especificación y generación de distintas herramientas, incluyendo experimentos con las herramientas de anotación de textos literarios y de gestión de archivos históricos a las que ya se ha hecho alusión anteriormente, así como con herramientas orientadas al dominio de la gestión de fondos arqueológicos digitalizados. El proyecto también persigue la integración de los objetos didácticos en una evolución y mejora del sistema OdA (en particular, este sistema se integrará con un sistema de gestión de vocabularios y otros recursos terminográficos, desarrollados en un subproyecto coordinado con éste), así como la inclusión en dicho sistema de mecanismos que permitan exportar los objetos a formatos integrables en las plataformas disponibles en el Campus Virtual de la Universidad Complutense de Madrid: Moodle y Sakai. 3.2. Google´s Digital Humanities Award Program, “Collaborative Annotation of Digitalized Literary Texts” Se trata de un proyecto obtenido en una convocatoria competitiva a nivel internacional organizada por Google con el fin de fomentar el desarrollo de proyectos en el ámbito de las Humanidades Digitales. Los objetivos del proyecto es poner en valor los libros que Google tiene digitalizados. Para ello se está creando la ya citada herramienta @Note de anotación online que permite a los expertos (normalmente, profesores) definir actividades de anotación, y a los usuarios (normalmente, alumnos) realizar dichas actividades. El sistema permite realizar, tanto anotación colaborativa de textos, como creación colaborativa de los esquemas de anotado que dirigen dichas anotaciones. El proyecto se enmarca en una de las 12 ayudas que Google concedió a nivel mundial en su ‘Digital Humanities Award Program’. Así mismo, ha sido renovado para la anualidad 2012 por

la excelencia de los resultados logrados en el mismo. 3.3. An Interoperable Supranational Infrastructure for Digital Editions (Interedition) Se trata de una acción financiada por el 7º Programa Marco de la Comisión Europea denominada COST (European Cooperation in Science and Technology) Action IS0704. El objetivo de la acción es promover la interoperabilidad de las herramientas y las metodologías que se utilizan en el campo de la edición digital académica y de investigación. Para ello se está creando una hoja de ruta para desarrollar la infraestructura tecnológica necesaria que permita de forma colaborativa y digital la edición, publicación, análisis y visualización de los materiales de investigación literaria. 3.4. Proyectos de Innovación Educativa Actualmente en el grupo ILSA se desarrollan dos proyectos de innovación educativa y mejora de la calidad docente, obtenidos en la convocatoria del año 2011 y financiados por la UCM: • “Desarrollo y diseño de un repositorio digital de

objetos de aprendizaje en el dominio de la Historia”. El objetivo del proyecto es el desarrollo del sistema informático de gestión de documentos históricos ya citado anteriormente. Dicho sistema permitirá poner en valor documentos de gran valor histórico que actualmente sólo pueden encontrarse en formatos no digitales. El sistema debe ofrecer al experto las herramientas necesarias para poder digitalizar los documentos y añadirles metadatos que permitan su búsqueda y recuperación, y su utilización como recursos educativos. Inicialmente el repositorio está orientado a dar soporte a documentos históricos que reflejan las relaciones diplomáticas entre Rusia y España desde el siglo XVIII hasta finales del siglo XX. El proyecto se realiza en colaboración con la Facultad de Filología.

• “Herramientas de lectura y escritura basadas en textos digitales anotados”. El objetivo del proyecto es el desarrollo de un conjunto de herramientas que permitan añadir a la herramienta @Note capacidades de edición y escritura crítica. El sistema debe facilitar la generación de ediciones críticas iniciales a partir de textos anotados. Así mismo, se pretende también

ILSA, UCM

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permitir exportar las anotaciones como objetos didácticos para su uso docente. El proyecto se realiza en colaboración con la Facultad de Filología de la UCM.

4. Otras Actividades Desarrolladas por ILSA 4.1. ISELEAR Desde hace dos años, y de manera continuada, el grupo de Investigación ILSA está impulsando la celebración de un taller sobre el uso de las técnicas ingenieriles en el ámbito del e-learning denominado ISELEAR (Ingeniería del Software en e-Learning). El taller tiene origen en el hecho constatado de que los desarrollos de proyectos informáticos de e-Learning han tomado entidad propia, mostrando unas características muy específicas en cuanto a la problemática que surge en el desarrollo de este tipo de proyectos. En este sentido se puede hablar de una ingeniería del software específica para el desarrollo de aplicaciones e-Learning que dispone de metodologías específicas de desarrollo, patrones de diseño propios para el ámbito del e-Learning, herramientas de desarrollo, etc. Sin embargo esta temática no suele ser objeto de discusión, ni en los ámbitos de la ingeniería del software, ni en los ámbitos de e-Learning. Así, con esta motivación de trasfondo, el taller ha tenido y continúa teniendo como objetivo primordial atraer a investigadores y expertos que trabajan con métodos de la ingeniería del software adaptados y específicos para el desarrollo de aplicaciones de e-learning, de forma que se pueda dar a conocer todos los desarrollos que se van realizando en esta nueva rama de la ingeniería del software. Se han realizado dos ediciones en los años 2010 en Valencia, en el contexto del congreso CEDI 2010, y 2011 en Madrid, en la Facultad de Informática de la UCM. En todas las ediciones los resultados de los mismos se han publicado en forma de actas de congreso. Así mismos los mejores trabajos han sido publicados en diferentes revistas de prestigio nacional e internacional, tales como IEEE-RITA, Novática y CEPIS Upgrade. En la última edición, el taller se acompañó de la celebración de un conjunto de seminarios dirigidos por representantes de diversas instituciones, tales como Red.es o AENOR, en las que se mostraban los proyectos y acciones que llevan a cabo las mismas en este ámbito. En el año 2012 se celebrará la tercera edición del taller en el contexto del XIV Simposio Internacional

de Informática Educativa (SIIE 2012) 4.2. Números Especiales en Revistas Internacionales Otra actividad que se ha impulsado desde el grupo ILSA ha sido promover la publicación de números especiales acerca de la Ingeniería del Software aplicada al e-Learning en diversas revistas de prestigio internacional. Actualmente se está llevando a cabo el proceso de edición de una colección especial en la revista indexada “Journal of Research and Practice in Information Technology” (“Special Collection on Software Engineering for eLearning”). Así mismo se tiene comprometido otro número especial en la revista indexada “Journal of Educational Technology & Society”. 4.3. Preservación Digital del Patrimonio La preservación digital del patrimonio cultural es otro ámbito de interés del grupo, que se relaciona directamente con las Humanidades Digitales y con la trayectoria del grupo. Este aspecto se ha tratado de fomentar y publicitar a través de diversas acciones: • Durante el año 2011, el grupo ILSA participó en el

“II Congreso Internacional Sociedad Digital: Espacios para la interactividad y la inmersión”, en donde lideró la línea de trabajo “Innovación y Preservación del Patrimonio Digital”, cuyo objetivo era servir de lugar de encuentro de todos aquellos profesionales que están trabajando en este ámbito. La línea de trabajo se dividió en conferencias y exposiciones de trabajos. En la parte de conferencias fueron invitados expertos en preservación digital procedentes del Ministerio de Cultura, Universidad Nacional de Educación a Distancia, así como de los ámbitos empresariales y académicos.

• El grupo ILSA forma parte del Cluster de Patrimonio Digital del Campus Internacional de Excelencia de Moncloa.

4.4. Relaciones Empresa-Universidad La interacción con el mundo empresarial ha sido un factor clave en el desarrollo del grupo ILSA, de manera que se mantiene relación y cooperación con diversas empresas informáticas de primer orden tales como Varadero Software, Babel o DyR. Así mismo,


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como ya se ha indicado anteriormente, la actividad en humanidades digitales de ILSA está siendo financiada por Google a través de su ‘Digital Humanities Award Program’. 4.5. Relaciones Internacionales El grupo ILSA mantiene relaciones con diversas instituciones y grupos de investigación internacionales: Universidad de Macquarie en Australia (E-Learning Centre of Excellence), Universidade Federal de Santa Catarina de Brasil (NUPILL y LAPESD), Universidad Pontificia Católica de Chile, Universidad de Praga, Universidad de Chequia, Universidad de Novi Sad (Serbia), etc. 4.6. Participación en Instituciones Diversos componentes del grupo ILSA participan como miembros en los comités de estandarización de AENOR (estandarización de tecnologías educativas, AEN/CTN 36 y Estandarización de lingüística y terminología, AEN/CTN 191), así como en el comité ISO/TC 37 para la estandarización de terminología, recursos del lenguaje y anotaciones lingüísticas. Agradecimientos Trabajo parcialmente soportado por el proyecto TIN2010-21288-C02-01 y la financiación Santander-UCM al grupo 962022. Referencias Algunas referencias representativas de los trabajos llevados a cabo por miembros del grupo de investigación son:

[Sierra-Rodríguez et al. 06] J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor. A Prolog Framework for the Rapid Prototyping of Language Processors with Attribute Grammars. Electronic Notes in Theoretical Computer Science 164(2), 19-36, 2006

[Sierra-Rodríguez et al. 07] J.L. Sierra-Rodríguez, B. Fernández-Manjón, A. Fernández-Valmayor. Language-driven Development of e-learning Applications. Proceedings of the 6th International Conference on Web Based Learning (ICWL2007),

Edimburg, UK. Lecture Notes in Computer Science 4823, pp. 520-531, 2007.

[Sierra-Rodríguez et al. 07] J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor. Universalizing Chasqui Repositories with a Flexible Importation / Exportation System. En Sánchez-Pérez, J.M. et al (eds), Computers and Education E-learning – from theory to practice, pages 99-110, 2007.

[Sierra-Rodríguez et al. 08] J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor, B. Fernández-Manjón. From Documents to Applications using Markup Languages. IEEE Software 25 (2), pp. 68-76, 2008

[Sierra-Rodríguez et al. 08] J.L. Sierra-Rodríguez, B. Fernández-Manjón, A. Fernández-Valmayor. A Language-Driven Approach for the Design of Interactive Applications. Interacting with Computers 20 (1), pp. 112-127, 2008.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 08] A. Sarasa-Cabezuelo, A. Navarro-Iborra, J.L. Sierra-Rodriguez, A. Fernández-Valmayor. Building a Syntax Directed Processing Environment for XML Documents by Combining SAX and JavaCC. 19th International Workshop on Database and Expert Systems Application (DEXA’08).1-5 de Septiembre de 2008, Turín, Italia. IEEE Computer Society, pp.256-260, 2008.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 08] A. Sarasa-Cabezuelo, B. Temprado-Battad, J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor. XML Language-Oriented Processing with XLOP. 5th International Symposium on Web and Mobile Information Services - International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA’09). 26-29 de Mayo de 2009, Bradford, Inglaterra. IEEE Computer Society, pp. 322-327

[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, J.L. Sierra-Rodriguez, A. Fernández-Valmayor. Processing Learning Objects with Attribute Grammars. 9th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2009). 15-17 de Julio de 2009, Riga, Letonia. IEEE Computer Society, pp. 527-531, 2009.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor. Procesamiento de Documentos XML Dirigido por Lenguajes en Entornos de E-Learning. IEEE RITA 4(3), 175-183, 2009.

ILSA, UCM

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[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, A. Martínez-Avilés, J.L. Sierra-Rodríguez, A. Fernández-Valmayor. A Generative Approach to the Construction of Application Specific XML Processing Components. 35th Euromicro Software Engineering and Advanced Applications Conference (SEAA’09). 27-29 de Agosto de 2009, Patras, Grecia. IEEE Computer Society, pp. 345-352, 2009.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, B. Temprado-Battad, A. Martínez-Avilés, J.L. Sierra-Rodriguez, A. Fernández-Valmayor. A. Building an Enhanced Syntax-Directed Processing Environment for XML Documents by Combining StAX and CUP. Flexible Database and Information Systems Workshop - 19th International Conference on Database and Expert Systems and Application (DEXA’09). 31 de Agosto - 4 de Septiembre de 2009, Linz, Austria. IEEE Computer Society, pp.427-431, 2009.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, B. Temprado-Battad, J.L. Sierra-Rodríguez. Engineering web services with attribute grammars: a case study. ACM SIGSOFT Software Engineering Notes, 24 de Enero de 2011. Volumen 36. Número 1. pp :1-8, 2009.

[Sarasa-Cabezuelo et al. 09] A. Sarasa-Cabezuelo, B. Temprado-Battad, D. Rodriguez-Cerezo, J.L. Sierra-Rodríguez. Building XML-Driven Application Generators with Compiler Construction Tools. Computer Science and Information Systems, 2009.

[Temprado-Battad et al. 10] B. Temprado-Battad, A. Sarasa-Cabezuelo, J.L. Sierra-Rodríguez. Modular Specifications of XML Processing Tasks with Attribute Grammars Defined on Multiple Syntactic Views. Flexible Database and Information Systems Workshop - 20th International Conference on Database and Expert Systems Application (DEXA’10). 30 de Agosto - 3 de Septiembre de 2010, Bilbao, España. IEEE Computer Society, pp.337-341, 2010.

[Rodríguez-Cerezo et al. 11] D. Rodríguez-Cerezo, A. Sarasa-Cabezuelo, J.L. Sierra-Rodríguez. Implementing attribute grammars using conventional compiler construction tools. Federated Conference on Computer Science and Information Systems (FedCSIS 2011). 18 de Septiembre de 2011. IEEE Computer Society, pp. 855-862, 2011.

[Temprado-Battad et al. 10] B. Temprado-Battad, A. Sarasa-Cabezuelo, J.L. Sierra-Rodríguez. Managing the Production and Evolution of e-Learning Tools with Attribute Grammars. 10th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2010). 5-7 de Julio de 2010, Tunisia, Túnez. IEEE Computer Society, pp. 427-431, 2010.

[Pareja-Lora 12] A. Pareja-Lora. OntoLingAnnot’s Ontologies: Facilitating Interoperable Linguistic Annotations (Up to the Pragmatic Level). En Chiarcos, Christian; Nordhoff, Sebastian; Hellmann, Sebastian (Eds.), Linked Data in Linguistics: Representing and Connecting Language Data and Language Metadata. Frankfurt: Springer. 2012, pp. 117-127, 2012.

[Encinas Moral 12] A. Encinas Moral (Traductor). Traducción al español de “Cartas sobre España” de Vasili Petróvich Botkin. Editorial Miraguano, 2012 (ISBN:978-84-7813-385-7), 2012.

[Ruiz et al. 11] J.M. Ruiz, J.L. Sierra-Rodríguez, A. Sarasa. Aplicación de la web en la evaluación de cinco competencias básicas a través de las estrategias “la EPG y la Tutoría”, en la formación on-line. RELADA 5(4), 302-311, 2011.

[Rodríguez-Cerezo et al. 11] D. Rodríguez-Cerezo, M. Gómez-Albarrán, J.L. Sierra-Rodríguez. From Collections of Exercises to Educational Games: A Process Model and a Case Study. 11th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, 282-284. IEEE Computer Society. 2011



LITE (Laboratory of Information Technologies in Education), URJC

Ángel Velázquez, Francisco Almeida, Isidoro Hernán, Raquel Hijón, Estefanía Martín,

Maximiliano Paredes, Antonio Pérez Carrasco, Diana Pérez Marín, Manuel Rubio, Liliana Santacruz, Jaime Urquiza

Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos I Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática

Universidad Rey Juan Carlos C/ Tulipán s/n, 28933 Móstoles, Madrid

[email protected]

Resumen: Se presenta el grupo de investigación LITE (Laboratory of Information Technologies in Education), de la URJC. Sus líneas principales de investigación son visualización del software, sistemas educativos basados en taxonomías educativas, CSCL, sistemas basados en dispositivos móviles, eLearning/bLearning e interfaces adaptativas. De forma paralela, también hemos propuesto y evaluado diversas innovaciones docentes en programación. Palabras clave: Visualización del software, CSCL, dispositivos móviles, taxonomías educativas, eLearning/bLearning, interfaces adaptativas, innovación docente. Abstract: The research group LITE (Laboratory of Information Technologies in Education), at the URJC, is presented. Its main research lines are: software visualization, educational systems based on educational taxonomies, CSCL, systems based on mobile devices, eLearning/bLearning, and adaptive interfaces. In parallel, we have proposed and evaluated several innovations for programming education. Key words: Software visualization, CSCL, mobile devices, educational taxonomies, eLearning, adaptive interfaces, educational innovation.

1. Introducción La Universidad Rey Juan Carlos comenzó ofrecer sus servicios en otoño de 1997 con cuatro titulaciones de primer ciclo, entre ellas las Ingenierías Técnicas en Informática de Gestión y de Sistemas. Ya desde otoño de 1998 se hizo un esfuerzo por crear grupos de investigación en el área de conocimiento de Lenguajes y Sistemas Informáticos. Uno de estos grupos estaba dirigido por Ángel Velázquez. El grupo se vertebró alrededor de la programación y la informática educativa. Hubo altas y bajas de miembros, así como algunos cambios de nombres, perdurando algo más el de ViDo (Grupo de Visualización y Documentación). Su composición y

nombre actual (LITE) quedaron básicamente fijados en 2005, aunque desde entonces el grupo ha crecido con nuevos miembros y se han abierto nuevas líneas de investigación. Las principales líneas de investigación actual se presentan en los seis apartados siguientes. Los primeros cinco apartados presentan distintas clases de sistemas educativos: de visualización del software, basados en taxonomías educativas, colaborativos, adaptativos y de eLearning o bLearning. También presentamos algunos trabajos de innovación docente. Como fuente complementaria de información, puede consultarse el sitio web del grupo1. 1 http://www.lite.etsii.urjc.es/

LITE, URJC

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2. Sistemas de Visualización del Software Resaltamos esta línea de investigación no sólo por el número de miembros de LITE que trabajan en ella, sino sobre todo por su importancia en la consolidación del grupo. Aunque las contribuciones sobre visualización se remontan a 1989, sólo a partir de 1999 tomó consistencia esta línea de investigación con el entorno de programación WinHIPE. Hay que señalar que los sistemas de visualización desarrollados siempre tienen un fin docente y se han utilizado y evaluado en nuestra docencia universitaria. A continuación presentamos los sistemas WinHIPE, SOTA, VAST y SRec, así como otras contribuciones generales. 2.1. WinHIPE WinHIPE [Pareja et al. 07] es un entorno integrado de programación funcional que evalúa expresiones funcionales siguiendo un modelo de reescritura. Es un sistema visualizador de programas que muestra automáticamente en un formato mixto de texto y gráficos las expresiones intermedias producidas durante una evaluación (véase Figura 1). La reproducción de estas visualizaciones estáticas permite construir animaciones discretas. Jaime Urquiza realizó su tesis sobre el desarrollo de algunas partes de WinHIPE y, especialmente, sobre su evaluación y uso educativo. Probablemente la característica más destacada de WinHIPE sea su filosofía de manejo de animaciones, basada en la metáfora del documento electrónico [Velázquez et al 08a]. Al igual que un documento electrónico, una animación se debe manejar de forma atómica, independientemente de que esté formada por elementos heterogéneos. La ventaja principal de esta filosofía es la facilidad de manejo de las animaciones (creación, modificación, etc.). Esta filosofía se ha extendido al manejo de colecciones de animaciones [Urquiza & Velázquez 05]. El desarrollo de WinHIPE también dio lugar a aportaciones técnicas específicas, como la generación de “miniaturas” de visualizaciones o dos técnicas de visualización de foco+contexto. WinHIPE se utilizó desde el curso 1997-98 en una asignatura de lenguajes de programación, para ayudar

al aprendizaje del paradigma funcional. Se realizaron diversas evaluaciones para tratar de encontrar la forma de uso más eficaz tanto de la propia herramienta como de las animaciones generadas con ella [Urquiza & Velázquez 12a] [Urquiza & Velázquez 12b]. Se comparó un enfoque activo y constructivista (la construcción de animaciones por parte de los estudiantes) con otros dos enfoques: uno menos activo (la consulta de animaciones disponibles en la web) y otro que representa el enfoque clásico (no usa las animaciones de programas). Los resultados muestran que tanto la construcción como la consulta de animaciones, se deben utilizar de forma combinada. A corto plazo, la construcción de animaciones parece recomendable para conceptos de complejidad media, mientras que la consulta de animaciones ofrece los mejores resultados para conceptos de complejidad alta [Urquiza & Velázquez 12a]. A largo plazo, la construcción y la consulta de animaciones mejoran por igual el porcentaje de aprobados con respecto al enfoque clásico, pero hay que destacar que la construcción de animaciones mejoró la motivación de los estudiantes con respecto a los otros dos enfoques estudiados [Urquiza & Velázquez 12b].

Figura 1. Interfaz de usuario de WinHIPE

WinHIPE también se utilizó para el aprendizaje de algoritmos. En este caso se comparó la construcción de animaciones con su consulta. Los resultados mostraron que la construcción de animaciones motivaba más a los estudiantes, haciendo que estos trabajaran más sobre los algoritmos estudiados y obtuvieran mejores calificaciones en los test realizados [Urquiza & Velázquez 07].


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2.2. SOTA y VAST Una línea de investigación posterior se centró en la visualización del procesamiento de lenguajes de programación, en la que destacan dos sistemas: SOTA y VAST. SOTA es un sistema de animación de tablas de símbolos que visualiza el proceso de construcción de las tablas durante la compilación de los programas. Esta herramienta se ha evaluado comparándola con el enfoque típico de enseñanza donde no se usan este tipo de animaciones. El resultado más relevante es que los estudiantes que usan SOTA desarrollan mejores especificaciones de compiladores dedicadas a la gestión de la tabla de símbolos. También hemos detectado que estos estudiantes parecen estar más seguros de sus conocimientos sobre tablas de símbolos y tienen una buena opinión de la herramienta [Urquiza et al. 11]. VAST es un sistema de visualización del análisis sintáctico. Su desarrollo y evaluación constituyó la tesis de Francisco Almeida. VAST proporciona independencia de las herramientas de generación automática utilizadas por los estudiantes [Almeida et al. 09] [Almeida & Urquiza 09]. Una de sus aplicaciones más novedosas es la visualización de las diferentes estrategias de recuperación de errores sintácticos [Almeida et al. 10]. VAST se ha evaluado tanto desde el punto de vista educativo como en usabilidad y calidad. Analizando el impacto educativo de la utilización de la herramienta, se han obtenido diferencias estadísticamente significativas en el aprendizaje del estudiante. Además, se ha observado que los alumnos que utilizan VAST son capaces de realizar las tareas con mayor rapidez. En cuanto a la facilidad de uso y calidad, VAST ha seguido un desarrollo centrado en el estudiante. A partir de los comentarios y sugerencias de los alumnos se han ido añadiendo nuevas características y funcionalidades. 2.3. SRec Otra línea de investigación pretende aunar las visualizaciones de programas y de algoritmos. Para ello, se desarrollan sistemas de visualización de programas Java mediante representaciones gráficas

genéricas propias de técnicas de diseño de algoritmos. Esta línea se comenzó con el sistema de visualización de la recursividad SRec [Velázquez et al. 08b], cuyo desarrollo y evaluación fue el objeto de la tesis de Antonio Pérez Carrasco. SRec genera automáticamente visualizaciones de algoritmos recursivos, destacando los árboles de recursión (véase Figura 2). Podemos resaltar varios aspectos. En primer lugar, se basa en una arquitectura y un flujo de trabajo genéricos que permiten generar automáticamente visualizaciones a partir de la información de la ejecución de cualquier algoritmo [Fernández et al. 07].

Figura 2. Interfaz de usuario de SRec

En segundo lugar, proporciona un gran apoyo a tareas de análisis exploratorio mediante un alto número de funciones de interacción con las visualizaciones (aparte de la propia animación): filtrado de datos, selección de nodos, reordenación de elementos, etc. Por último, SRec se ha desarrollado y mejorado mediante un diseño centrado en el usuario, basado principalmente en evaluaciones de usabilidad con alumnos [Pérez Carrasco & Velázquez 10]. Una lección paradójica ha sido que la incorporación en un sistema de nuevas funciones, a petición de los usuarios, puede redundar en mayor complejidad del sistema y por tanto en menor usabilidad. El objetivo final de esta línea de investigación es disponer de sistemas de visualización adaptados a las principales técnicas de diseño de algoritmos: divide y vencerás, vuelta atrás y programación dinámica. Actualmente hemos desarrollado un prototipo de

LITE, URJC

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SRec ampliado para visualizar algoritmos de divide y vencerás. También hemos analizado las ilustraciones de dichas técnicas de diseño incluidas en libros de texto prestigiosos. A partir de su análisis, pretendemos diseñar visualizaciones adecuadas y desarrollar sistemas que las soporten. 2.4. Contribuciones Generales Podemos destacar, en el marco de la tesis de Jaime Urquiza, un análisis del estado de la cuestión sobre las distintas clases de evaluación realizadas sobre sistemas de visualización [Urquiza & Velázquez 09]. Sorprendentemente, se detectó que el proceso de evaluación de usabilidad de este tipo de herramientas era bastante mejorable. Por otro lado, en lo que a los resultados de las evaluaciones educativas se refiere, se constata el hecho de que los sistemas de visualización ayudan en la enseñanza, aunque no queda totalmente claro ni las condiciones específicas de uso ni las características clave para hacer de ellas herramientas educativas eficaces. Se han realizado varias contribuciones generales al campo de visualización del software. Podemos destacar nuestra participación en el “Working group (WG) on improving the educational impact of algorithm visualization” del congreso ITiCSE 2002. La principal aportación del WG fue la llamada “taxonomía de la implicación” [Naps et al. 2003] que se basa en la hipótesis de que, para que las animaciones sean eficaces educativamente, lo más importante no son las propias visualizaciones sino cómo se usan. Sobre esta hipótesis, se formularon cinco formas eficaces de implicar a los alumnos. Actualmente, la taxonomía es uno de los principales marcos usados para el diseño de visualizaciones educativas del software. Posteriormente, varios miembros del grupo han participado en otros WGs sobre visualización: tecnologías XML para especificación de animaciones [Naps et al. 05], integración con libros electrónicos y courseware [Rößling et al. 06], así como en plataformas de eLearning [Rößling et al. 08]. También hemos realizado algunos estudios sobre la interacción en la visualización del software. Se trata de una línea alternativa a la taxonomía de la

implicación, en la que analizamos con más detalle el papel de la interacción y del tiempo. 3. Sistemas Basados en Taxonomías Educativas Algunos de los sistemas de visualización descritos en la sección anterior se caracterizan por que están diseñados para analizar software o, en términos didácticos, están orientados al nivel de análisis de la taxonomía de Bloom. Podemos señalar otros sistemas diseñados a partir de objetivos educativos, para las materias de programación orientada a objetos (POO) y algoritmos voraces. Con respecto a la POO, se ha desarrollado un conjunto de 5 sistemas sencillos orientados a los niveles inferiores de la taxonomía de Bloom. Estos sistemas han constituido el núcleo de la tesis doctoral de Isidoro Hernán Losada. Se caracterizan por generar problemas para los alumnos, corregir sus soluciones y realimentar a los alumnos sobre éstas. Como ejemplo representativo, podemos tomar un sistema (anónimo) para la comprensión de la herencia [Hernán et al. 08]. Este sistema se ha evaluado, dando como resultado una mejora significativa en la comprensión de los alumnos. Un sexto sistema con un planteamiento distinto es TextOO [Lázaro et al 05], un sistema interactivo orientado al nivel de aplicación que soporta el modelado OO a partir de enunciados en lenguaje natural y corrige los modelos desarrollados por los alumnos. Con respecto a los algoritmos voraces, se ha desarrollado un sistema orientado a niveles superiores (análisis y evaluación), que raramente son soportados por otros sistemas. GreedEx es un sistema que soporta el aprendizaje por descubrimiento de los fundamentos de los algoritmos voraces, en concreto de las funciones de selección [Velázquez et al. 09]. El sistema implementa un método experimental con el que el alumno debe generar datos, medir el comportamiento de distintas funciones de selección y determinar cuáles producen resultados óptimos. Se trata de un sistema extensible que soporta un número fijo de problemas (actualmente seis, entre ellos variantes del problema de la mochila). Su evolución ha estado guiada por los resultados de evaluaciones de usabilidad. En la Sección 7 esbozamos el marco


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didáctico del que forma parte. Recientemente se ha ampliado y evaluado GreedEx para la discusión colaborativa entre alumnos, aunque aún no se han analizado los datos obtenidos. Otros retos pendientes son su generalización a un dominio más amplio de problemas y la evaluación de su eficacia educativa. Actualmente estamos abriendo una línea de investigación que amplía nuestro interés en los objetivos pedagógicos a los efectos emocionales de los sistemas educativos en los alumnos, combinando incluso ambas clases de objetivos para el diseño y análisis de sistemas. 4. Sistemas Colaborativos En esta sección describimos algunos esfuerzos centrados en el desarrollo y uso de sistemas colaborativos, destacando AULA y MOCAS. 4.1. AULA La plataforma AULA (A Ubiquitous Language Appliance) [Paredes et al. 08] fue el resultado de la tesis doctoral de Maximiliano Paredes. AULA da soporte a la composición colaborativa de redacciones como actividad para el aprendizaje de un segundo idioma. La plataforma está formada por varias herramientas que explotan las capacidades de visualización y movilidad de la computación ubicua. AULA define un marco educativo para los diferentes agentes y proporciona soporte a las diferentes necesidades mediante varias herramientas. Esas herramientas pueden utilizarse tanto con dispositivos móviles (p.ej. smartphones) como fijos (p.ej. PCs de sobremesa o portátiles) y su interfaz de usuario y funcionalidad se adaptan a las características y capacidad del dispositivo. AULA se basa en una metodología de aprendizaje colaborativo [Paredes et al. 02] [Paredes et al. 07]. Al comienzo de la sesión, el profesor explica a los alumnos el tipo de documento que tienen que escribir y les indica su título. Como consecuencia, en los dispositivos de los alumnos se visualiza el título de la composición y pueden comenzar a escribir fragmentos de texto, estructurados en bloques de aspecto (secciones) e idea (párrafos de las secciones). A continuación, estos fragmentos son propuestos al

grupo, apareciendo en todos los dispositivos móviles (junto con las propuestas de otros miembros). Las herramientas de correo electrónico y chat en AULA aportan una importante ayuda en ese momento para discutir y argumentar sobre las propuestas. Además, los alumnos que se encuentren presencialmente en el aula podrán argumentar y exponer sus ideas de forma verbal y mediante una pizarra de edición. Una vez consensuadas las propuestas que deben formar parte del documento y rechazadas definitivamente las demás, los alumnos se centran en la redacción del documento final añadiendo pequeñas frases y completando de esta forma el documento. 4.2. CIF y MoCAS Recientemente hemos desarrollado un marco instruccional que combina la taxonomía de Bloom con el aprendizaje colaborativo, denominado Collaborative Instructional Framework (CIF) [Serrano et al., 12]. Este marco instruccional ayuda al profesor (en el diseño de la actividad a realizar en clase) y al alumno (en la realización de la actividad). El marco instruccional está complementado con una herramienta llamada MoCAS (Mobile Collaborative Argument Support). MoCAS soporta la interacción del usuario mediante una variedad de dispositivos, como son PC, smartphones, pizarras de proyección, etc. e implementa las actividades básicas que propone CIF para alcanzar los objetivos educativos propuestos en el nivel de análisis de la taxonomía de Bloom. MoCAS dota al proceso de enseñanza-aprendizaje de una herramienta novedosa y motivadora, y soporta la instrucción de una clase colaborativa. También destaca su mecanismo de registro de las aportaciones de los alumnos, que facilita la evaluación de las actividades realizadas por el profesor. Se ha evaluado la eficiencia del aprendizaje de CIF y de MoCAS [Serrano et al., 12]. Los alumnos se organizaron en cuatro grupos y se impartieron las clases con estrategias diferentes: 1) aprendizaje colaborativo, 2) aprendizaje colaborativo con CIF, 3) aprendizaje colaborativo con CIF y MoCAS y 4) clases magistrales. Se comprobó una mejora estadísticamente significativa en la eficiencia del aprendizaje usando CIF y MOCAS.

LITE, URJC

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5. Sistemas Adaptativos Desde hace años, se han utilizado diversos métodos y técnicas de adaptación para personalizar tanto los contenidos como la navegación entre los mismos, dependiendo de los intereses y objetivos de los usuarios. En el caso de usuarios con algún tipo de discapacidad son aún más importantes ya que permiten que los usuarios puedan tener acceso a la información y realizar actividades en un entorno adaptado a sus capacidades. En este sentido, investigadores del grupo LITE junto con investigadores del grupo GHIA (también presente en este monográfico) han organizado dos ediciones del taller internacional User Modeling and Adaptation for Daily Routines: Providing Assistance to People with Special and Specific Needs (UMADR) celebrado dentro del congreso internacional User Modeling, Adaptation and Personalization (UMAP) y actualmente están editando un libro sobre sistemas adaptativos y usuarios con necesidades especiales. Con el surgimiento de nuevas tecnologías, como los dispositivos móviles o las superficies táctiles, los sistemas adaptativos han ido evolucionando. En este sentido, se desarrollaron dos sistemas adaptativos educativos: CoMoLE y DEDOS. CoMoLE es un sistema adaptativo que permite adaptar las actividades dependiendo de las características personales de los usuarios, de sus acciones de interacción con el sistema y del contexto en el que se encuentran [Martín & Carro 09]. DEDOS2 es una aplicación que permite el desarrollo y realización de actividades educativas en superficies multicontacto [DEDOS]. Esta herramienta es el resultado de una colaboración de la Fundación Síndrome de Down y miembros de los grupos LITE y GHIA. La interacción con este tipo de dispositivos permite realizar diferentes gestos con las manos. Según las necesidades y habilidades de los usuarios, es posible que se requiera una adaptación de la interacción (p.ej. si el usuario tiene algún tipo de problema motor sería necesario adaptar la interacción y cambiar gestos complejos como arrastrar un elemento a realizar una simple selección) [Roldán et al. 11]. 2 http://hada.ii.uam.es/dedos/

6. eLearning y bLearning Las tecnologías de la Información y Comunicación han permitido también el desarrollo de nuevos sistemas educativos tanto en el ámbito e-learning, esto es, enseñanza vía web sin profesor, como b-learning, esto es, enseñanza complementaria a clases cara-a-cara con el profesor. En las siguientes secciones se presentan los trabajos más relevantes realizados por el grupo en estos campos. 6.1. eLearning Como bifurcación de la línea de visualización del software, Raquel Hijón desarrolló su tesis doctoral sobre visualización de la actividad de los alumnos en plataformas de eLearning. Han desarrollado varios sistemas, como CTT [Hijón et al. 07]. También se ha experimentado con alumnos de diversas titulaciones y diversos cursos académicos desde 2004. Un estudio interesante consistió en comparar los patrones de uso de plataformas de eLearning en dos universidades europeas con distintos contextos pedagógicos y sociales [Hijón el al. 08a]. Se han propuesto mejoras para predecir y aumentar el rendimiento de los alumnos [Hijón et al. 10], mejorado notablemente la facilidad y eficiencia de realizar learning analytics en el LMS de Moodle con el sistema Merlin-Mo [Hijón et al. 08b]. Asimismo, se ha estudiado la participación de los alumnos en foros [Hijon et al. 09b] y chats de Moodle. Los desarrollos realizados han dado lugar a un modelo de datos para el seguimiento de la interacción en plataformas de eLearning basadas en web 2.0 [Hijón et al. 09a]. Actualmente se está evaluando con los alumnos un nuevo sistema de repaso de conocimientos en el LMS de Moodle, llamado Merlin-Know, que con la ayuda de un avatar, guía al estudiante a través de un proceso de aprendizaje mucho más asíncrono y personalizado. Asimismo, se ha creado un sistema de alertas para Moodle, llamado Merlin-Alert, que permite definir alertas en cada uno de los recursos disponibles, de forma que tanto el profesor como el alumno estén informados de la evolución del curso (profesor) y personal (alumnos) en cuanto a plazos recomendados en cada recurso disponibles en el curso.


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6.2. bLearning En el campo de investigación en blended learning, en el grupo se ha explorado la combinación de clases presenciales con el uso de las herramientas on-line como las Will Tools [Pérez-Marín, 2009] para que los estudiantes puedan repasar lo aprendido en clase con contenidos adicionales y ejercicios de tipo pregunta-respuesta corta a realizar en cualquier momento, desde cualquier ordenador conectado a Internet y a su propio ritmo [Pérez-Marín et al. 2012]. Se han analizado también las diferencias entre estudiantes de perfil técnico (por ejemplo, estudiantes de Ingeniería Informática) respecto a estudiantes de perfil más humanista (como por ejemplo, estudiantes de Educación Infantil) a la hora de seguir este tipo de metodología para aumentar la motivación y proporcionar la retroalimentación más adecuada en cada caso [Pérez-Marín & Pascual, 2010] [Pérez-Marín & Pascual, 2012]. Recientemente también se está trabajando en la generación automática de preguntas adaptadas al diálogo mantenido entre la aplicación informática y el estudiante [Redondo & Pérez-Marín, 2012] y en el desarrollo de agentes conversacionales pedagógicos, esto es, sistemas informáticos que interaccionan en lenguaje natural como soporte al proceso educativo que son una de las líneas de investigación principales en el workshop internacional Adaptation and Personalization in E-B/Learning using Pedagogic Conversational Agents (APLEC) que organiza anualmente el grupo junto con investigadores de la UNED y de la RWTH University Aachen de Alemania, y constituyen varios capítulos del libro Conversational Agents and Natural Language Interaction: Techniques and Effective Practices [Pérez-Marín & Pascual, 2011], siendo además uno de los temas de interés de la Red Temática en Sistemas de Diálogo a la que pertenecen algunos investigadores del grupo. 6.3. Otras Líneas Relacionadas Actualmente se están desarrollando proyectos en relación con la tecnología de objetos de aprendizaje, uno de ellos consistente en la implementación de un visor SMIL que muestre contenidos educativos

etiquetados con meta-datos, mediante diferentes plantillas de presentación. También se están analizando las posibilidades de la realidad aumentada en la educación para proporcionar nuevas formas de aprendizaje visual e interactivo, y cómo la habilidad para transferir aprendizaje de un contexto a otro se puede convertir en una competencia significativa gracias al uso de esta tecnología. Así, los estudiantes serán capaces de construir nuevo conocimiento basado en las interacciones con los objetos virtuales, que aportan datos a su entorno y podrán encontrar una conexión entre sus vidas y su educación a través de una capa contextual. 7. Innovación Docente Es difícil desligar el desarrollo de sistemas educativos de su uso docente innovador. Más aún cuando el desarrollo de algunas herramientas ha ido unido a su uso en asignaturas de programación. Repasemos algunas propuestas desarrolladas conjuntamente con sistemas educativos: − Una asignatura de lenguajes de programación para

primer curso de ingeniería informática [Velázquez 05]. Se estudiaron alternativas y se diseñó razonadamente una asignatura, que se basó en WinHIPE para la impartición de programación funcional durante los cursos comprendidos entre 1997-98 y 2004-05.

− Prácticas de compiladores [Urquiza et al. 10]. A partir de nuestra experiencia docente en procesadores de lenguajes, se han ido realizando una serie de cambios en la organización de las prácticas que han permitido disminuir drásticamente la tasa de abandono.

− Método didáctico para el aprendizaje de algoritmos voraces [Velázquez 12]. Es un conjunto formado por el sistema GreedEx ya mencionado, el método experimental en el que se basa, materiales docentes desarrollados y una organización específica de las clases. Se ha usado, evaluado y mejorado desde el curso 2007-08. Destaca la importancia del análisis realizado del contenido de las prácticas de los alumnos. Sus resultados permitieron identificar malentendidos e intervenir en la asignatura, quedando reducidos o eliminados en cursos posteriores; en definitiva, permitieron mejorar el

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método didáctico completo. Actualmente estamos analizando los resultados de una evaluación de eficacia educativa.

También podemos citar otras innovaciones desligadas de sistemas: − Aprendizaje activo de la POO [Hernán et al. 10].

Se combinaron varios métodos de aprendizaje activo en el curso académico 2008-09. Su evaluación ha mostrado mayor motivación y mejores resultados por parte de los alumnos.

− Método formal de diseño de funciones recursivas finales [Rubio 10]. Pretende facilitar su diseño a partir de funciones recursivas no finales. Se evaluó el rendimiento académico de los alumnos, con resultados positivos.

− Modelos conceptuales de algoritmos voraces [Velázquez 11]. Se han mejorado los modelos conceptuales usados en los libros de texto sobre distintos aspectos de los algoritmos voraces, integrándose desde el curso 2010-11 en una asignatura de algoritmia. Pueden complementarse con el método didáctico basado en funciones de selección, antes citado.

Agradecimientos Los trabajos presentados se han financiado con diversos proyectos competitivos. Continuamos trabajando en algunas de estas líneas con la financiación del proyecto “AlgoTools: Herramientas cognitivas para el aprendizaje activo de la algoritmia”, ref. TIN2011-29542-C02-01, del Ministerio de Economía y Competitividad. Referencias

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[Almeida et al. 10] F. Almeida, J. Urquiza, Á. Velázquez, “Educational visualizations of syntax

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[Rößling et al. 06] Guido Rößling et al., “Enhancing learning management systems to better support Computer Science education”, ACM SIGCSE Bulletin, Vol 40, N 4, pp. 142-166, 2008

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[Serrano et al. 12] L.M. Serrano, M. Paredes, Á. Velázquez, “Evaluation of a collaborative instructional framework for programming learning”, 17th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2012), aceptado

[Urquiza et al. 10] J. Urquiza, F. Almeida, A. Pérez, “Reorganización de las prácticas de compiladores para mejorar el aprendizaje de los estudiantes”, XVI Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática (JENUI 2010), pp. 85-92

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[Urquiza & Velázquez 09] J. Urquiza, Á. Velázquez, “A survey of successful evaluations of program visualization and algorithm animation systems”, ACM Transactions on Computing Education, Vol 9, N 2, artículo 9, Junio 2009

[Urquiza & Velázquez 12a] J. Urquiza, Á. Velázquez, “Comparing different educational uses of functional program animations”, 17th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2012), aceptado

[Urquiza & Velázquez 12b] J. Urquiza, Á. Velázquez, “A long-term evaluation of educational animations of functional programs”, 12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2012), aceptado

[Velázquez 05] Á. Velázquez. “A programming languages course for freshmen”, 10th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2005), pp. 271-275

[Velázquez 11a] Á. Velázquez, “The design and coding of greedy algorithms revisited”, 16th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2011)), pp. 8-12

[Velázquez 12] Á. Velázquez, “Refinement of an experimental approach to computer-based, active learning of greedy algorithms”, 17th Annual Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2012), aceptado

[Velázquez et al. 08a] Á. Velázquez, C. Pareja, J. Urquiza, “An approach to effortless construction of program animations”, Computers & Education, Vol 50, N 1, pp. 179-192, Enero 2008

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[Velázquez et al. 09] Á. Velázquez, C. Lázaro, I. Hernán, “Asistentes interactivos para el aprendizaje de algoritmos voraces”, IEEE Revista Iberoamericana de Tecnologías del Aprendizaje, Vol 4, N 3, pp. 213-220, agosto 2009



LTCS (Learning Technologies and Collaborative Systems), UNED

M. Rodríguez-Artacho, J. Cigarrán, E. Julio Lorenzo, R. Centeno,

UNED 16 Juan del Rosal 28040 Madrid

{martacho, juanci, emiliojulio, rcenteno}@lsi.uned.es

Resumen: Este artículo presenta el trabajo reciente del grupo de tecnologías educativas y sistemas colaborativos de la UNED centrado en la recuperación y organización de contenido educativo a partir de fuentes estructuradas y no estructuradas mediante el uso de técnicas semánticas y de recuperación de información. En los trabajos recientes se aborda acceso a la web como repositorio de contenido educativo y se presentan diversas técnicas de agrupamiento y clasificación instruccional de recursos que pueden ser útiles tanto para la generación de metadatos automatizada como para facilitar la recopilación y autoría de material educativo. Palabras clave: Autoría de material educativo, Generación automática de metadatos, clasificación semántica, ontología instruccional, análisis formal de conceptos, sistemas multi-agente Abstract: This paper presents the latest research of LTCS group (educational technologies and collaborative systems) of UNED, focused on recovery and organization of educational content from structured and unstructured sources using semantic and information retrieval techniques. In recent work deals with access to the Web as a repository of educational content and presents various clustering and classification techniques instructional resources that can be useful both for automated metadata generation to facilitate the compilation and authorship of educational material. Key words: Authorship of educational materials, automatic metadata generation, semantic classification, instructional ontology, formal analysis of concepts, multi-agent systems.

1. Presentación El grupo LTCS nace a mediados de los años 90 de la mano de la catedrática Felisa Verdejo en el marco, por aquel entonces, del auge de los sistemas tutores inteligentes, como eje fundamental del uso de las TIC aplicadas a la educación. A medida que diversos investigadores como J. I. Mayorga, B. Barros y M. Rodríguez-Artacho se van incorporando al grupo se diversifica al ámbito de investigación y se desarrollan las líneas actuales centradas en aspectos como la autoría, etiquetación y clasificación de recursos, el diseño de sistemas colaborativos, y la clasificación semántica y etiquetación automática. A comienzos de siglo se presentan los trabajos de tesis en sistemas de

etiquetación de los procesos constructivistas colaborativos como DEGREE (B. Barros) y se desarrolla PALO1, un lenguaje de modelado educativo basado en ontologías instruccionales (M. Rodríguez Artacho). El grupo adquiere más peso con la participación en proyectos europeos como CELEBRATE, DIVILaB y COLDEX. También en proyectos nacionales como ENLACE y EA2C2 en los que se desarrollan los trabajos de tesis de J. Vélez con el sistema PELICAN y C. Celorrio con la aplicación de arquitecturas multiagentes a la configuración de procesos colaborativos. Más recientemente, ya con M. Rodríguez-Artacho como IP del grupo, se ha 1 http://zope.cetis.ac.uk/content/20011015103421

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trabajado en la clasificación y etiquetación automática de recursos de la mano del proyecto CREASE (TIN2009), coordinado con la UCM (A. Navarro) en el que colaboramos con el grupo de PLN de la UNED y aplicamos los trabajos de análisis formal de conceptos desarrollados en el sistema JBraindead (J. Cigarrán) y también en el proyecto eMadrid financiado por la CAM junto con otras 6 universidades de Madrid. Las líneas actuales incluyen también la incorporación de modelos multiagente para la creación de modelos de confianza (R. Centeno) y los trabajos de J. I. Mayorga en taxonomías de recursos, agrupados en clases según su propósito instruccional. 2. Contexto de trabajo y áreas actuales En el contexto de la autoría de material educativo, la localización manual de recursos didácticos y de calidad tanto en contextos no estructurados (Internet) como estructurados (repositorios) suponen una tarea compleja que implica un alto grado de interactividad con cualquier buscador, así como el conocimiento previo por parte del docente de técnicas de formulación de consultas que faciliten la recuperación y el acceso a aquellos recursos relevantes al objetivo didáctico que éste desea cubrir. Esto implica la necesidad de desarrollar componentes software que mejoren este proceso de recopilación, organización y clasificación de los recursos, haciéndolo transparente al usuario de una herramienta de autoría. Dado que una búsqueda en Internet habitualmente genera una gran cantidad de resultados, se hace necesario definir técnicas que, basándose en la necesidad de información original del usuario (i.e. el tema acerca del cual pretende obtener recursos de aprendizaje con unos objetivos didácticos específicos), sean capaces de recuperar y filtrar un conjunto de resultados lo más preciso posible, así como separar el espacio de documentos recuperados de acuerdo a sus potenciales usos didácticos. Entre las razones para el aprovechamiento de los recursos en abierto y del uso de la web como repositorio de contenido educativo están: a) una motivación basada en el agotamiento del modelo de acceso a recursos educativos basado únicamente en

repositorios estructurados, debido al coste de mantenimiento de la etiquetación manual de recursos b) la utilidad que supone complementar los contenidos existentes con otros recuperados de la web (acceso a recursos no estructurados) entendida como repositorio de recursos educativos c) la necesidad de proporcionar servicios software específicos para el soporte a la autoría integrables desde plataformas heterogéneas, d) la utilidad de disponer de servicios de búsqueda y recopilación de recursos que mejoren la autoría de contenido y la gestión del mismo en los entornos de enseñanza, mejorando el nivel de abstracción instruccional mediante la recomendación de recursos dependiendo de los contextos instruccionales, y e) la organización, clasificación y filtrado de recursos basada en resultados de actividades educativas y en objetivos de aprendizaje, con el fin de facilitar la visualización de material en herramientas de autoría. En este momento, nuestra investigación actual se centra en el desarrollo de un servicio de recuperación, recomendación y organización automática de recursos extraídos de fuentes heterogéneas (i.e. estructuradas y no estructuradas) aplicando Análisis Formal de Conceptos [Cole 96] y mapas conceptuales. El objetivo es recuperar y filtrar un conjunto de resultados lo más preciso posible, así como de separar el espacio de documentos recuperados de acuerdo a sus potenciales usos didácticos. Por otro lado, con el objetivo de dotar a los recursos de capas de abstracción basadas en mapas conceptuales y proporcionar valores a parámetros de idoneidad, utilizaremos modelos basados en conceptos tales como confianza y reputación [Mcknight 96]. A partir de la información proporcionada por dichos modelos, construir un subsistema de organización de dominios que involucre tanto los contextos formales del FCA como los parámetros de afinidad utilizados para la recomendación de recursos. Por último, aprovechar la capacidad visual de los retículos de FCA para realizar una presentación de la información de más alto nivel. 3. Antecedentes y motivación del área de

investigación del LTCS Durante la última década, uno de los principales focos de atención en e-learning se ha relacionado con


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la organización, el etiquetado y la recuperación de objetos de aprendizaje. Uno de los principales logros de aquel esfuerzo fue una creciente colección de repositorios de objetos de aprendizaje, [Duval et al. 2001] y un gran esfuerzo por la investigación en la generación de normas relacionadas con esquemas de metadatos [Duval et al. 2002] y la especificación de contenidos mediante estándares. La autoría ha evolucionado de manera sustancial, debido principalmente al uso de herramientas que otorgan un rol de diseñador instruccional, creando sus propios objetos de aprendizaje que se han diseñado como unidades pedagógicas relacionadas entre sí, pero en sí misma para fomentar la reutilización en diferentes contextos educacionales [Polsani 2003]. Sin embargo, es conocida la dificultad de la mantenibilidad del etiquetado manual en los repositorios y la dificultad de proporcionar diferentes perspectivas pedagógicas sobre los mismos [Friesen, 2008; Hatala, 2004; Sicilia et al. 2003]. En este sentido, hay propuestas tanto en el desarrollo de sistemas de recomendación de contenidos, como en la de proporcionar arquitecturas basadas en etiquetación semántica [Manuselis et al. 2011; Koper 2004; Devedzic 04]. Al mismo tiempo, también nuestro grupo ha descrito en menor medida otras posibles aplicaciones de la web semántica en forma de etiquetación de nuevos recursos [Kloos & Artacho 2006, Cigarrán 2004], así como, que se ha desarrollado ampliamente el uso de ontologías didácticas y tecnologías de web semántica [Kinshuk 2004] y se han desarrollado mecanismos de inferencia para superar el trabajo de marcado manual [Henze, 2004]. En este contexto de la etiquetación y la clasificación de recursos, se sabe que hay un equilibrio entre la granularidad y el esfuerzo de catalogación [Wiley, 2000; Artacho et al. 2008] y desde una perspectiva social se han realizado aproximaciones al etiquetado mediante involucración de los propios usuarios [Vukoraki, 2010]. El problema, por tanto, del modelo de etiquetación manual tiene también una perspectiva pedagógica basada en la incapacidad para modelar de una manera flexible los procesos y métodos de aprendizaje del material de aprendizaje y la falta de un contexto pedagógico [Bodas et al. 2007]. Adicionalmente, la representación de los recursos ocupa otro aspecto central en la autoría. El uso de mapas conceptuales para clasificar conocimiento hay sido objeto de

estudio y se está descubriendo cómo una forma sencilla y flexible de organizar repositorios de aprendizaje. La herramienta VUE [Kumar 06] permite asociar a un mapa conceptual contenido de diversos repositorios no organizados en forma de objetos de aprendizaje (Flickr, Wikipedia, Sakai, etc). Por ejemplo [Dicheva 06] propone la herramienta TM4L, dónde se utilizan topic maps para crear una ontología dependiente del dominio; la aplicación ConceptVista [Gahegan 07] por otro lado utiliza mapas conceptuales para crear ontologías, de forma similar a TM4L. El uso de contextos formales para la recuperación de información instruccional no ha sido muy explorado [Boon 2006]. En este sentido, la técnica del análisis formal de conceptos permite agrupar en retículos de clusters, documentos relacionados en función de diferentes contextos formales definidos ad-hoc para la búsqueda [Cole y Eklund, 1996; Ganter y Wille 1999]. Estas redes se pueden utilizar para extraer, a partir de un determinado conjunto de datos, una jerarquía conceptual, en cierto modo similar a una ontología, para ser explotados para la clasificación automática o el etiquetado de los contenidos de enseñanza. No hay muchos trabajos en esta zona haciendo un uso intensivo del FCA, y aquellos que hacen un uso significativo de éste, se centran más en la personalización, en lugar de en la autoría [Boon, 2006]. Tomando como base el trabajo previo realizado en el proyecto CREASE –mencionado anteriormente-, que se centra en la elaboración de contextos formales y la etiquetación semi-automática de recursos desde diferentes perspectivas pedagógicas [Mayorga et al. 2010] actualmente se trabaja en extenderlo al desarrollo de sistemas de representación que aprovechen la estructuración en retículos proporcionada por FCA y, por otro lado, mejorar la etiquetación mediante el uso de modelos basados en confianza y reputación, que permitan la recomendación de los distintos recursos. Este tipo de modelos han sido propuestos con éxito en el área de los sistemas multiagente, donde proveen a los agentes con expectativas sobre el comportamiento futuro de otros agentes del sistema, en base a su trayectoria de actuación en el propio sistema [Araber, 2001; Dong, 2004; Sabater, 2002]. De esta manera, la mayoría de estos mecanismos tienen como objetivo el soporte

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para la creación de redes de confianza, en sistemas poco estructurados, lo que les lleva a ser muy útiles para el proceso de toma de decisión de los agentes, en particular, en la elección de compañeros de interacción. Esto es particularmente útil en sistemas abiertos regulados mediante mecanismos poco estrictos [Hermoso, 2004]. En este contexto, recientemente han aparecido varias propuestas de mecanismos basados en reputación, como complemento para evaluar la confianza en sistemas peer-to-peer en general [Sabater 2002; Munidar, 2004], y en sistemas multiagente en particular [Dong, 2004; Bin Yu, 2002; Sabater 2002; Hermoso 2004]. Todos estos mecanismos tienen en común la definición de la confianza (trust) como una combinación de, lo que se denomina confidence, la cual define un ratio local para evaluar las experiencias directas almacenas y, reputación, que nos permite evaluar las opiniones de otros sobre una tercera parte [Sarvapali, 2003]. Por otro lado, en la computación orientada a servicios se ha investigado cómo mejorar la selección de servicios [Fernandez 2006], combinando los mecanismos basados en confianza con técnicas de machtmaking [Elgedawy, 2005], de tal manera que los clientes utilizan la idea de confianza sobre proveedor de servicios, para obtener los servicios que mejor encajan con el que realmente están buscando [Billhardt et al. 2007]. 3. Recuperación y clasificación de recursos didácticos no estructurados El trabajo actual, como hemos mencionado, se centra en la obtención de recursos a partir de fuentes no estructuradas (Internet) y la recomendación de los mismos, de tal manera que faciliten la creación de materiales didácticos, así como su inclusión en procesos instruccionales. Además, debemos tener en cuenta que el paradigma de visualización y exploración proporcionado por cualquier buscador web comercial no está orientado al dominio didáctico, lo que supone que los recursos recuperados no sean presentados de manera adecuada para fines educacionales y, por tanto, no exista un modelo navegacional basado en relaciones instruccionales. Nuestro trabajo incluye la aplicación de técnicas de Procesamiento del Lenguaje Natural (PLN), Recuperación de Información (RI) y Análisis Social,

que faciliten los procesos de generación de consultas y el filtrado y recomendación de los recursos recuperados, así como la organización de los resultados obtenidos de acuerdo a parámetros instruccionales concretos o a la temática de los propios contenidos recuperados. 3.1 Expansión automática de consultas Una de las primeras tareas que es necesario abordar a la hora de recuperar cualquier tipo de recurso de Internet es la generación de un conjunto de consultas lo suficientemente precisas como para obtener el mayor número de recursos relevantes relacionados con la temática buscada. En el caso de los recursos didácticos este problema se acentúa aún más, ya que en este proceso de búsqueda intervienen nuevos parámetros relacionados con el uso que el autor pretende dar a los recursos recuperados. Por ejemplo, se pueden estar buscando recursos relacionados con el Teorema de Pitágoras pero con finalidades diferentes, tales como, la generación de un examen, que el alumno conozca su definición y fórmula o realice algún ejercicio específico. De este modo, no todos los recursos relacionados con una temática concreta resultan ser relevantes para la tarea a la que se desean aplicar. Por tanto, en base a la expansión de las consultas a partir de taxonomías instruccionales tales como la taxonomía de Bloom [Mayorga 2012], se abordará dicho problema. Para ello, se modelará cada uno de los objetivos didácticos mediante un conjunto de términos o descriptores lo suficientemente representativos como para favorecer la recuperación de Internet de este tipo de recursos. Suponiendo que el usuario es capaz de expresar sus necesidades de búsqueda acerca de una temática concreta de manera precisa y sin ambigüedades, el proceso de expansión se basa en la combinación de la consulta original con el conjunto de términos asociados al objetivo didáctico sobre el que se desean obtener resultados. De este modo, podemos considerar el conjunto de descriptores utilizado para expandir, como un modelo del lenguaje capaz de representar cada uno de los objetivos tal y como los usuarios de Internet los expresan cuando generan contenidos didácticos.


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3.2 Anotación de los recursos recuperados El proceso descrito en la sección anterior permite generar las consultas necesarias para obtener un conjunto de resultados de búsqueda de cualquier motor de búsqueda comercial (e.g. Google, Yahoo!, etc.). Una vez recuperados, es necesario anotarlos con el fin de describir cada uno de ellos en función de los objetivos de aprendizaje para los que son útiles. Para realizar esta tarea, se propone una aproximación no semántica basada en la ocurrencia de los descriptores en cada uno de los recursos recuperados. De este modo, cada recurso es anotado no sólo con los descriptores que éste contiene, sino también con información de más alto nivel relacionada con los procesos cognitivos y los tipos de conocimiento que estos descriptores modelan. 3.4 Organización de recursos recuperados utilizando FCA Desde nuestro punto de vista, el uso de FCA en el dominio del e-learning y, más concretamente, para tareas orientadas a la organización de recursos en base a objetivos didácticos o contenidos, puede facilitar la estructuración y clasificación automática del conjunto de recursos recuperados y posteriormente anotados. El uso de FCA con estos fines puede considerarse una aproximación de clustering basado en retículos, cuya utilidad en tareas de exploración y acceso a la información en escenarios de Recuperación de Información ha sido demostrada en diversos trabajos [Cigarran 2004 Cigarran 2005, Carpineto 2004]. El elemento principal en la teoría del FCA es el concepto formal. Un concepto formal se define a partir de su extensión y su intensión. La extensión de un concepto cubre todos los objetos (i.e. entidades o instancias) que pertenecen al concepto, mientras que su intensión representa todos los atributos (i.e. propiedades o características) compartidos por todos los objetos de la extensión. Los conceptos formales pueden obtenerse automáticamente a partir de una entidad matemática, denominada contexto formal, que representa el conjunto de objetos y atributos que modelan un dominio concreto y que se encuentran relacionados mediante una relación de incidencia que conecta ambos conjuntos.

En este caso específico, el conjunto de objetos estará representado por el conjunto de documentos o recursos recuperados de Internet, mientras que el conjunto de atributos se podrá representar a partir de las anotaciones generadas. Esto permite realizar una organización de la información recuperada desde diferentes perspectivas, considerando de manera independiente las anotaciones relacionadas con los objetivos de aprendizaje, con las temáticas o con su relevancia social. Una vez seleccionada la perspectiva sobre la que se desea explorar los contenidos recuperados, el contexto formal puede generarse definiendo una relación de incidencia por cada recurso que se encuentre anotado por cada uno de los atributos considerados. El resultado de aplicar el Teorema Fundamental del FCA al contexto formal obtenido, es un conjunto ordenado (i.e. bajo una relación de generalización-especialización) de conceptos formales sobre un retículo. Una de las características principales de un retículo frente a otras estructuras tales como los árboles o las jerarquías, es que éstos disponen de herencia múltiple, lo que facilita el acceso a un concepto formal desde diferentes itinerarios. Esto hace que las tareas de exploración y descubrimiento de relaciones resulten mucho más intuitivas para el usuario. 4 Recuperación de recursos didácticos a partir de recursos estructurados En el marco de los repositorios, la búsqueda está guiada bien por los esquemas de metadatos, bien por la organización de relaciones y taxonomías entre los recursos. Hasta ahora se ha explicado la recuperación de contenidos de fuentes no estructuradas. De esa forma se ayuda a crear recursos educativos que pueden ser utilizados por los estudiantes. El escenario pedagógico consistirá en que, a partir de los conocimientos teóricos aprendidos, los estudiantes deberán realizar actividades pedagógicas prácticas para consolidar el aprendizaje. Durante la interacción, los estudiantes generan resultados parciales como fruto de su interacción con aplicaciones o herramientas educativas. Estos productos son almacenados dentro de un repositorio de objetos de aprendizaje (LOR, Learning Object Repository) en forma de objetos de aprendizaje emergentes (Emerged Learning Object) [Hoppe 05]. Estos

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resultados pueden ser reutilizados para otra actividad posterior, por los mismos estudiantes que los crearon o por otros diferentes, por ejemplo en actividades colaborativas [Koschmann 96; Verdejo et al. 06]. La sección anterior de recuperación difiere en este contexto, ya que los recursos educativos están bien documentados (a través de los metadatos de los objetos de aprendizaje) y almacenados de una forma más estructurada (en repositorios de aprendizaje). La recuperación de objetos desde un repositorio se realiza, tradicionalmente, mediante búsqueda textual con metadatos. Sin embargo, este método puede resultar insuficiente para actividades constructivistas y colaborativas [Mayorga 07]. A esta limitación hay que añadir los resultados generados, por herramientas software, en actividades educativas puede que no tengan siempre la calidad mínima deseable. En un entorno tradicional, donde los recursos educativos son creados por los diseñadores instruccionales y utilizados por los estudiantes, la calidad está abalada por el diseñador instruccional o el profesor como experto de la materia. Por ejemplo, en la recuperación de entornos no estructurados, se desechará todo el contenido encontrado que no sea útil, antes de crear el recurso educativo. En el caso de objetos creados por los estudiantes no se puede presuponer esa calidad. El objeto puede estar incompleto, al no terminar la actividad a tiempo y no completarlo posteriormente; puede ser incorrecto, al crearse de forma inadecuada, por desidia o mala intención del estudiante; o puede que no tenga el nivel requerido para ser significativo. 4.1 Búsquedas guiadas por modelos de confianza La línea de trabajo más reciente del grupo se centra en solventar en parte las anteriores limitaciones haciendo uso de los modelos de confianza. Se propone dotar al proceso de recuperación de los objetos almacenados en un repositorio, de una mayor abstracción. Para ello, se utilizarán modelos de confianza y reputación en sistemas multiagente. En estos sistemas, cada usuario, representado por un agente, podrá realizar búsquedas en el sistema, en base a criterios de confianza sobre el resto de usuarios y sobre los propios objetos. De esta manera, los usuarios, por medio de los agentes, podrán guiar la recuperación de objetos en el repositorio, en base a

dos criterios principales: 1) la confianza que le ofrezcan el resto de usuarios que han aportado contenido (por ej. en términos de su actuación en el repositorio) y 2) la confianza que les proporcionen los distintos objetos, evaluados en base a diferentes dimensiones (por ej. en base a las opiniones vertidas sobre él, por terceras partes). Estas dimensiones incluyen: calidad general, completitud, adecuación a la actividad, etc. De esta forma, el proceso de recuperación será mejorado mediante la inclusión de recomendaciones en base a clasificaciones de confianza, tanto de usuarios, como de objetos de un repositorio. La confianza podrá estar basada, tanto en la experiencia previa acumulada por el agente interactuando con el repositorio, como en base a opiniones de la experiencia de otros agentes (reputación). Además, este mecanismo contextualiza tanto los objetos, como los usuarios, a la hora de evaluar la confianza en ellos. Esto es debido a que dependiendo del contexto o de la tarea a evaluar unos recursos serán más útiles que otros. En este sentido, se fomenta la reutilización, colaboración y discusión en las actividades. Los estudiantes harán uso de la experiencia previa de otros compañeros para ayudar a decidir qué recurso es el más adecuado en cada circunstancia. Un caso de uso puede ser el del trabajo en un entorno virtual donde los estudiantes tienen una actividad final de consolidación, clasificación y evaluación del conocimiento adquirido tras la intervención en actividades con resultados parciales. Para realizar esta actividad final se utilizan técnicas de construcción y completado de mapas conceptuales, que se han demostrado idóneas para esos objetivos. Sobre un mapa conceptual, que representa el conocimiento teórico de la materia a estudiar, los estudiantes han de situar los resultados de las actividades prácticas de diferentes grupos [J. Lorenzo 11]. Normalmente, este enfoque es abordado por los estudiantes mediante la inspección uno a uno de los objetos, hasta elegir el más adecuado. Esta tarea fomenta una discusión argumentativa [Linn 04], pero el conocimiento implícito sobre los recursos educativos, resultado de la tarea, no puede ser usado por posteriores grupos. Además, la búsqueda de los resultados puede ser ardua y los objetos no siempre son de la suficiente calidad, tal y cómo se comentó anteriormente.


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Para mejorar la interpretación de los mapas resultantes se usarán técnicas de FCA, con el objetivo de normalizar los nombres y relaciones utilizados [Mayorga 10, Mayorga 2012, Rodriguez-Artacho 10]. De esta manera, los mapas pueden ser computables, lo que permite realizar comparaciones entre ellos de forma automática. Estas comparaciones pueden servir de herramienta de evaluación del conocimiento adquirido. Al comparar los mapas individuales de un mismo grupo, con el generado colaborativamente, se pueden apreciar las diferencias en el plano cognitivo de cada uno de los estudiantes tras realizar la actividad colaborativa. También puede servir de método de evaluación tradicional, comparando el mapa de los estudiantes con otro creado por el profesor. Estas comparaciones se pueden realizar mediante métodos de agregación de mapas conceptuales en [Lorenzo 11]. Así, se obtiene una representación visual de las divergencias cognitivas entre lo aprendido por los estudiantes y lo esperado. 4.2 Organización de repositorios de objetos de aprendizaje mediante mapas conceptuales Los mapas conceptuales permiten clasificar los objetos de aprendizaje dentro de un repositorio, según criterios dependientes del usuario y no impuestos normativamente. De esta forma se crean diferentes perspectivas o vistas del repositorio. La clasificación del éste se realiza asociando un grupo de objetos a cada concepto o relación. Esta asociación se explicita mediante la declaración de una búsqueda parametrizada basada en metadatos. Por ejemplo, se puede asociar todos las observaciones tomadas en una actividad de observación en entornos naturales; todos los resultados de una actividad de consolidación del conocimiento; todos los artefactos necesarios para configurar una herramienta educativa determinada. Cómo se puede ver estas clasificaciones no tienen por qué ser completas respecto de todo el repositorio ni excluyentes entre sí. Es decir, un objeto puede aparecer en diferentes nodos o relaciones del mismo mapa. Al estar el repositorio compuesto de diferentes tipos de objetos, cada uno con esquemas de metadatos diferentes [Verdejo 06], es difícil definir una ontología dependiente del dominio para clasificarlos. Además, el desarrollo y mantenimiento de ontologías

es complejo, estando la herramienta orientada para su uso por profesores y no sólo por desarrolladores instruccionales, más habituados. En este contexto, se usarían ontologías únicamente para complementar el mapa conceptual en caso de tratarse de una clasificación basada en un dominio conocido. Pero en caso de querer el diseñador instruccional clasificar según actividades prácticas, desarrolladas para explicar un determinado concepto teórico, serían más complejas de utilizar. 4.3 Incrementando la semántica de los objetos de aprendizaje Al usar mapas conceptuales, tanto para clasificar contenido como en actividades de consolidación o evaluación, se contextualizan los objetos, añadiendo información semántica. Las relaciones y conceptos asociados pueden actuar como metadatos implícitos de contextualización. Esto dependerá del tipo de criterios de clasificación o de tarea en la que se utilice el mapa. Esto es, de modo similar a como lo hace una ontología, aunque no formal. En este punto hay que diferenciar los dos tipos de conceptos que pueden tener los mapas, basados en [Dicheva, 2006]: Aquellos con objetos asociados (concept topics) y los que actúan cómo metadatos, al no tener asociados ningún objetos (utility topics). También se obtiene un valor añadido utilizando diferentes representaciones gráficas. Por ejemplo, figuras y colores diferentes identifican diferentes tipos de conceptos. Para crear las clasificaciones pueden ofrecerse una serie de conceptos y relaciones previamente creados por los diseñadores instruccionales o profesores. Esto posibilita crear un vocabulario único y acercarse al uso de taxonomías ontológicas dependiendo del dominio. La utilidad de estas clasificaciones no sólo está en la recuperación más sencilla de información, si no también en la posibilidad de utilización en diversos escenarios pedagógicos, como los de reflexión y organización temática. En el primero los alumnos deben ordenar un conjunto de conceptos de la forma que ellos crean más adecuada. Para ayudarles en la clasificación tienen disponible, los objetos de aprendizaje creados correspondientes a cada concepto, de forma que pueden ver múltiples ejemplos de su uso. Así, les ayudará a comprender mejor la finalidad y objetivos pedagógicos de los

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conceptos. Esta actividad puede ser supervisada por el profesor, proponiendo los conceptos a ordenar o puede dejarse abierta a los alumnos; que ellos mismos elijan los más representativos. Esta última forma de actuar puede ayudar a crear situaciones de discusión y dialogo. Los resultados obtenidos pueden ser usados por el profesor cómo medio de evaluación, de forma similar a la evaluación tradicional con los mapas conceptuales. Otra alternativa de evaluación es proponer a los estudiantes crear un mapa inicial, tras la exposición teórica, pero antes de las actividades prácticas. Posteriormente, se realizará otro mapa, incluyendo los objetos creados en las actividades. Comparando ambos mapas se puede ver el cambio conceptual ocurrido en el plano cognitivo por parte de los alumnos tras realizar las prácticas y si estos han relacionado correctamente la teoría y su aplicación [Lorenzo 11]. El segundo escenario propuesto es la organización temática de los productos que generan en las diversas actividades pedagógicas, por parte de los profesores. Pueden organizar las plantillas según su temática o área de aplicación. De esta forma se tendría otra vista diferente del repositorio y se podrían añadir relaciones. Por ejemplo, agrupar aquellos objetos involucrados con matemáticas y por otro lado los relacionados con las ciencias naturales. Las relaciones indicarían una clasificación de esas áreas en subáreas, junto con las relaciones entre subareas de diferentes dominios. Por ejemplo, un tipo de objeto para recoger datos de la sombra de un árbol puede ser clasificado asociado al concepto de temática “ciencias naturales” y a su vez tener una relación “se calcula la altura del árbol” al concepto “trigonometría” perteneciente a “matemáticas”. Estos conceptos no tendrían asociados ningún objeto, ya que actuarían cómo utility topics. La integración de mapas conceptuales y repositorios y su evaluación se ha realizado mediante la herramienta COMET [Lorenzo, 2011b], basada en el motor gráfico de mapas conceptuales CM-ED [Larrañaga, 2002]. Esta herramienta incorpora comunicación con el LOR para poder realizar búsquedas y asociar objetos directamente desde su interfaz. Además incorpora módulos para conectarse a un modelo social independiente (LMS), en este caso Pelican [Vélez 07]. Para poder acceder al contenido de los objetos se utiliza la utilidad CARDS-Metamodel [Lorenzo 10] [Lorenzo 11b] [Lorenzo

12]. De esta forma todas las salidas o recursos de configuración de las herramientas tienen el mismo formato y se puede visualizar en formato de formulario Web sin necesidad de la presencia de la herramienta que lo creó. Por ejemplo, podemos ver el resultado de una actividad de consolidación del conocimiento sin necesidad de tener acceso a la aplicación COMET. Agradecimientos Agradecemos el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación en el proyecto TIN2009-14317-C03 y de la Comunidad de Madrid mediante el proyecto eMadrid S2009-TIC1650. Referencias

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S I 1- G EAC (Grupo de enseñanza asistida por computador), UVI G O

Manuel Pérez Cota, José Baltasar García Perez-Schofield, Jacinto González Dacosta, Emilio García Roselló, José Ayude Vázquez, Santiago Castelo Boo, Francisco J. Vázquez Núñez,

Amparo Rodríguez Damián, Miguel Ramón González Castro, Luis Vilán Crespo. Grupo Internacional doctores: Héctor Jorge García Neder, Mario Groppo, José Paulo Machado

DaCosta, Daniel Edgardo Riesco Yursta, Ramiro Gonçalves, Jörg Thomaschewski.

Universidad de Vigo c/ Torrecedeira, 86 (36208 – Vigo)

{mpcota, jbgarcia, jdacosta, erosello, jayude, scastelo, pvazquez, ardamian, mrgonzalez}@uvigo.es

Resumen: En este documento presentamos las principales líneas de investigación del grupo, así como los resultados obtenidos, tanto en forma de tesis doctorales, trabajos de fin de carrera, artículos de revistas y congresos tanto nacionales como internacionales, y nuestras conexiones con grupos de otras universidades tanto del ámbito nacional como internacional.

Palabras clave: Enseñanza Asistida por Computador, usabilidad, normalización, tecnologías de objetos, seguridad, planificación de sistemas de información, B.I.. Abstract: In this document we present the main research lines of our group, and also de result, final carrer projects, articles to magazines and congresses national and international ones, and our conections with other groups from other universities in the national and international ambit. Keywords: e-learning, usability, normalization, objects technology, security, planning of information systems, B.I..

1. Presentación Dato que el SI1-GEAC es un grupo que empezó sus actividades dentro de la enseñanza asistida por computador, el documento que presentamos explica, inicialmente, ese principio y posteriormente va desarrollando los campos que se fueron abriendo en el grupo a raíz de los descubrimientos que el propio grupo hacia y los desarrollos que se iban obteniendo. 2. Enseñanza asistida por computador Como ya indicamos en la introducción, el grupo inicio sus actividades dedicándose a la investigación y desarrollo de software y hardware para la enseñanza asistida por computador, básicamente para personas con Sindrome de Down, dada la necesidad de la utilización de software y hardware cada vez más

complejo el grupo empezó a realizar investigación en tecnologías de objetos y, dentro de las tecnologías de objetos, el desarrollo de sistemas gráficos, la persistencia de objetos y la ortogonalidad. Consiguiéndose la publicación de un buen número de artículos y 3 tesis doctorales. La complejidad de los sistemas con los que se trabajaba y la necesidad de acercar esos sistemas cada vez más al usuario final llevó al grupo a incursionar en las teorías de la usabilidad, habiéndose desarrollado todos los trabajos ya antes, pero mas desde entonces, respetando todos los principios de usabilidad vigentes y pensando también en los futuros con los nuevos dispositivos que estaban y están por venir, se han publicado también muchos documentos sobre el tema y participamos en grupos internacionales donde la usabilidad está siendo estudiada y desarrollada a fondo, se publicaron

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también un par de tesis doctorales en temas muy relacionados. La seguridad y la planificación de los sistemas educativos, no solo está cada día más basada en Internet, sino que se puede decir que ya no es ajena en ningún modo al uso de esta herramienta y las distintas modalidades de software web, se hizo por tanto necesario que el grupo empezara a incursionar en la planificación de los sistemas de información, no solo desde el ámbito educativo, sino también, desde el ámbito industrial, puesto que muchos de los temas educativos estaban siendo utilizados en entornos industriales muy complejos. 3. Enseñanza soportada por computador Una de las principales actividades del grupo ha sido, desde sus inicios, la investigación para el desarrollo de software para personas con problemas físicos y psíquicos, lo que nos llevo en un principio a trabajar para personas con Síndrome de Down, para estas personas junto con las instituciones de salud públicas, desarrollamos software que está siendo ampliamente utilizado para las personas con el SD, sin embargo, algunas aplicaciones, una vez construidas se veía que su utilidad iba más allá del SD y podía ser utilizada en otro tipo de problemas, pero también hubo aplicaciones que no pudieron ser utilizadas en SD debido a los problemas que podrían ocasionar en este tipo de personas, éster fue un descubrimiento muy importante y que nos hizo, en mas de una ocasión, tanto a nosotros como a nuestros colaboradores, preguntarnos por qué esta aplicación no era útil o, lo peor, la reacción que obteníamos era lo contrario de lo esperado, publicamos algunos artículos respecto a estos problemas, pues eran cosas no estudiadas, pero que ahora están teniendo una amplia utilidad. Esto nos llevo a una pregunta, cómo saber cómo se va a comportar una persona utilizando determinados documentos, tipo de enseñanza, libros, tests, etc. 4. Descubrimiento del rendimiento escolar

usando computadores.

La predicción del rendimiento académico es un tema de trabajo y de investigación que siempre nos ha interesado a los docentes. Con la llegada de los

computadores, lo que eran métodos simples de predicción se han convertido en sistemas muy complejos y de más interés, si cabe. Si, además, los modelos predictivos pueden utilizarse efectivamente para ayudar a los alumnos en sus esfuerzos de aprendizaje, tenemos una doble razón para intentar que estos modelos computarizados sean realmente efectivos. Es por esto que la predicción del rendimiento académico ha conducido y nos ha conducido, al grupo, a la realización de múltiples y diversos trabajos e investigaciones, de los cuales se obtuvo una gran variedad de resultados. En tales investigaciones se analizaron variables y se diseñaron nuevos modelos. En el Anexo 1, de la tesis de Mario Groppo [10] se presenta una revisión de los trabajos más representativos. Muchos de los modelos diseñados y analizados en tales trabajos, predicen el nivel académico general, [Cripps 96]; otros investigadores se enfocan en cursos específicos o grupos de cursos [Lending et al. 02; Newsted 75; Werth 86]. Generalmente, las variables analizadas son múltiples, así como su interpretación en función del contexto en que han sido utilizadas. En el proceso de selección de tales variables, se trata de capturar un espectro de comportamientos. Éstos, comúnmente son indicados como relevantes en la obtención de un buen nivel académico, en un curso determinado, o en un grupo de cursos distribuidos en varios semestres o años, o en diferentes entidades educativas. En las investigaciones se demostró que existen algunas variables que son más predictivas del rendimiento que otras. Identificar su ámbito de aplicación y, si fuese posible, la ley que provee su universalización, permitiría pronosticar con cierto margen de exactitud, el desempeño de los alumnos en cualquier ámbito que sea necesario. La mayoría de los experimentos utilizan métodos estadísticos para construir los predictores, con diversos grados de sofisticación. Se conoce que se han realizado análisis de grandes volúmenes de datos mediante computadoras, pero solamente se recurrió a la informática para la solución de los problemas estadísticos planteados.


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Si bien “es razonable utilizar técnicas formales de análisis estadístico para desarrollar modelos que ayuden a predecir la actuación del estudiante” [Chamillard 06], no se puede asegurar que el funcionamiento humano podrá ser descrito por variables simples, de manera exacta. Cualquier predicción que se realizara, tendría la limitación de que el aprendizaje no es un proceso de estructura fija, sino que es el resultado de distintos procesos cognitivos y psicolingüísticos. Por ello, existirá variación en las variables predictoras del aprendizaje según el curso, o materia, en la cual sea analizada. Asimismo, existen factores que evidencian resultados conflictivos entre diferentes estudios; los modelos producidos no son lo suficientemente poderosos porque existe un número importante de estudiantes que no ingresan dentro de los criterios propuestos, pero que logran éxito en sus clases. Dado que existe una fuerte relación entre los factores personales, los educativos y el entorno, ellos se analizarán con el fin de comprender los fenómenos que originarán los resultados que la herramienta informática que diseñamos pone a nuestro alcance. En la propia tesis en su Anexo 1, se presenta un breve resumen de los trabajos mas significativos que se analizaron y a los cuales se hace referencia. Revisando esos estudios se observa que los modelos no explican completamente la variación en las notas obtenidas por los estudiantes. En cada trabajo se le otorga diferente importancia, a los mismos factores. En general, los valores de correlación indican que pueden comprenderse los resultados de cada modelo, solamente conociendo en profundidad el entorno donde esa metodología ha sido aplicada. En vista de ello, nuestro algoritmo (Cota-Groppo), desarrollado en base a nuestra novedosa metodología informática, analiza el comportamiento del alumno de manera individual, en el mismo entorno en que se desenvuelve, en forma individual. En años recientes, los modelos predictivos del éxito en los cursos introductorios de programación, incluyeron información demográfica, algunas veces conjuntamente con los resultados de test cognitivos. Otros trabajos emplean técnicas variadas como, por ejemplo, el uso de redes neuronales artificiales [Cripps 96].

Se utilizaron varios factores para construir esos modelos predictivos. Las categorías más importantes de esos factores incluyen: • Perfil general del estudiante, tal como raza, edad, sexo [Campbell et al. 84; Werth 86; De Raadt et al. 05]. • Perfil académico general, tal como SAT {1}, ACT {2}, GPA {3}, etc [Katz et al. 03; Newsted 75; Campbell et al. 84; Butcher et al. 85; Chamillard 06; Werth 86; Mierle et al. 05; De Raadt et al. 05]. • Perfil académico técnico, tal como sus conocimientos de matemáticas, notas obtenidas en cursos de ciencias de la computación, etc. [Butcher et al. 85; De Raadt et al. 05]. • Factores actitudinales: tales como personalidad, actitud, etc [Newsted 75; Werth 86]. • Resultados de los exámenes internos [Katz et al. 03, Capstick et al. 75; Mazlack 80; Boetticher et al. 05, De Raadt et al. 05; Pérez Cota et al. 06].

Al ser los perfiles de comportamiento un resultado de la concurrencia de múltiples factores, su análisis computacional, nos permite que para comportamientos comunes se generen perfiles comunes. Ellos serán utilizados en nuestro sistema informatizado para realizar comparaciones. La tecnología informática será imprescindible al momento de realizar la gran cantidad de comparaciones, que se requiere realizar sobre los datos involucrados. La obtención de esos perfiles exige la realización de análisis y consideraciones sobre un gran volumen de datos y la relación existente con las causales de los comportamientos no siempre es evidente. Al igual que sucede en la Criptografía, se puede considerar el gran volumen de datos que se obtiene durante la realización de las autoevaluaciones, como una biblioteca llena de libros cifrados: los resultados aparentemente carecen de sentido, pero en los libros, hay una frecuencia de repetición que depende del lenguaje, ello hace que los criptólogos puedan encontrar esas series de repeticiones y analizar con precisión matemática los contenidos cifrados. Consiste, en definitiva, en encontrar el mensaje oculto que contienen esos datos. De manera similar, los perfiles de comportamiento, analizados profundamente, aportarán información de

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valor respecto al proceso de construcción del conocimiento, y serán de gran utilidad para quienes necesitan arribar a conclusiones respecto a la enseñanza: Los docentes, quienes son los primeros interesados en los resultados de los informes que otorga el sistema computarizado sobre el progreso de sus alumnos. Como resultados de la investigación podemos indicar los siguientes: • La búsqueda de un predictor del rendimiento

académico, condujo a la metodología que se describe en este documento. Esta nos permite disponer de indicadores representativos del accionar conjunto de múltiples factores. Esos indicadores, obtenidos mediante nuestro sistema informático, son independientes del medio en el cual se utilicen y proveen información de valor, para el proceso de enseñanza aprendizaje.

• La metodología planteada no se basa en encontrar una variable, o grupos de ellas, que encuadren perfectamente en un modelo predictivo. Tampoco se basa totalmente en un análisis estadístico. Utiliza los perfiles de comportamiento capturados por el computador, los cuales son indicadores del accionar de múltiples factores que afectan a un determinado grupo de personas. Los perfiles de comportamiento reflejan características particulares de los alumnos.

• La información que otorgan estos perfiles de comportamiento, base de esta metodología informatizada, podría interpretarse como resultado del estudio de la conducta humana.

• El mismo alumno, en entornos diferentes, presentará perfiles de comportamiento diferentes.

6. Contextualización de la informática

educativa Hace una década, Vaquero Sánchez ofrecía un enfoque, desarrollado desde la óptica de un informático, sobre la situación de la Informática en los planes de estudio de la enseñanza preuniversitaria. Indicaba este autor que “hay que partir de una idea clara sobre la Informática y lo que representa ésta

para poder confeccionar el currículum sin caer en

errores de bulto, que pueden repercutir

negativamente en nuestros niños y jóvenes, en

nuestro profesores y, en definitiva, en el futuro de

nuestra sociedad”, y continuaba afirmando que “hoy está claro que hay que enseñarla en todos los niveles

del sistema educativo. Pero no solamente por eso,

sino también porque la enseñanza del resto de las

disciplinas ha de modificarse en función de la

existencia y estado de la Informática” [Vaquero Sánchez 98a]. Señalaba también que “las posibilidades educativas de las TIC han de ser

consideradas en dos aspectos: su conocimiento y su

uso”, y añade que “es necesario integrar esta nueva cultura en la Educación de los países,

contemplándola en todos los niveles de la

Enseñanza” [Vaquero Sánchez 98b]. Transcurrido este tiempo, con el trabajo que se presentó en la tesis de Luis Vilan, estamos en la línea de responder al citado autor, ofreciendo una visión concreta y detallada sobre cuál es la situación actual de la Informática en la educación. Se trata de obtener información de retorno dirigida al área de conocimiento de la Informática; es decir, recogemos la idea sobre la Informática y lo que ésta representa, desde la óptica del sistema educativo. En el contexto educativo se viene debatiendo, desde hace ya algún tiempo y con cierta intensidad, sobre las repercusiones de las Tecnologías de la Información y de la comunicación en la educación. La introducción e integración de las TIC en la educación, es un tema de investigación estudiado desde diferentes áreas de conocimiento y departamentos universitarios. Así, refiere a Teoría e Historia de la Educación, de Métodos y Técnicas de Investigación, Pedagogía Aplicada y el de Didáctica y Organización Escolar, entre otros [Vidal Puga 06:540]. Desde Informática, como ciencia e ingeniería, es un tema de interés que se estudia, principalmente, desde el área de la Informática Educativa. Como señala González Dacosta, “los inicios de la computación instruccional están llenos de profecías

sobre el gran potencial educativo de la instrucción

basada en el computador. Pero la mejora real

apreciable en el aprendizaje y su impacto en la

educación a distintos niveles ha sido hasta ahora

bastante menos llamativa que lo augurado”[González Dacosta 02:42]. Esta insuficiente penetración de la informática en la educación, llegamos a deducirla a través de la revisión de las diferentes obras


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consultadas y que iremos referenciando a lo largo de este trabajo que presentamos. En él tratamos de describir la situación real de la informática, y por extensión de las TIC, en nuestro sistema educativo más próximo: la comunidad autónoma de Galicia; donde estas tecnologías todavía no consiguieron integrarse totalmente demanera real en la enseñanza, a pesar de los esfuerzos realizados. Este hecho se acentúa más cuando nos acercamos a las tareas que se desarrollan habitualmente en el aula donde, a pesar de las iniciativas que se han tratado de implantar, aún no se ha conseguido que el computador forme parte significativa lo que pretendemos con este y otros trabajos. Suscribimos y constatamos la vigencia de la afirmación de Vaquero Sánchez al decir que “hoy prácticamente nadie duda ya de la potencialidad del

computador como instrumento favorecedor del

aprendizaje. Las discrepancias pueden surgir con

respecto al modelo de enseñanza y al papel que en

ella deba asumir la computadora. Pero es claro que

la enseñanza basada en las TIC ha de transformar la

concepción del papel de las instituciones educativas

y, en particular, el del profesor” [Vaquero Sánchez 98b]. Este fenómeno transformador, caracterizado por el despliegue exponencial de las Tecnologías de la Información y de la Comunicación, ha originado el discurso sobre la transición de la sociedad industrial a la sociedad de la información o sociedad del conocimiento. La realidad de esta sociedad caracterizada por las TIC, es recogida por los diferentes organismos y administraciones a distintos niveles, promoviendo actuaciones y marcando directrices y recomendaciones a los diversos agentes que tienen responsabilidad en el ámbito educativo, sobre todo a partir de la Estrategia de Lisboa del año 2000 [Parlamento Europeo y Consejo de la Unión Europea 00b]. Somos conscientes de la importancia actual que tienen las TIC en las economías más avanzadas, como base del crecimiento económico sostenible, y así se destaca en el apartado que dedicamos al enmarque político. Coincidimos con Vicente Cuervo cuando indica, respecto al retraso de España en el grado de inserción en la Sociedad de la Información,

que “esta posición retrasada se cierne como una amenaza sobre la economía española” [Vicente Cuervo et al. 06:74], algo que estamos sufriendo ahora en 2012 y desde hace ya algunos años. También el citado autor nos señala que “una gran parte de los ciudadanos y empresas no perciben aún

su utilidad y potencial”, lo que consideramos que implica al sector educativo, a la hora de asumir el cometido de alfabetizar digitalmente a los ciudadanos, siguiendo la línea clara que se marcó desde la Unión Europea a través de la estrategia de Lisboa en el año 2000. En este sentido, cabe señalar que “con frecuencia se ha infravalorado la dificultad real de incorporar las TIC al uso cotidiano en las

organizaciones” [MITYC 03:16]. Observando la realidad del sistema educativo actual, presumimos que éste no acaba de integrar y asumir satisfactoriamente las posibilidades que el mercado tecnológico le ofrece. El actual sistema educativo, como indica Ruiz Tarragó fue “concebido para el viejo orden industrial de la enseñanza en masa y el

aprendizaje estandarizado, no consigue atender con

éxito a un alumnado diverso, inquieto y complejo,

alumnado que ha cambiado mucho más que las

instituciones que hace tiempo la sociedad diseñó

para acogerlo y formarlo” [Ruiz Tarragó 07]. Llevamos algunos años dentro de “un proceso generalizado de incorporación de las TIC a las

actividades de los centros educativos” [Ruiz Tarragó 2007], pero este proceso se enfrenta a la realidad de que en los centros no se dispone de “un enfoque amplio, profundo y renovador” [Ruiz Tarragó 2007]. Como se recoge en la obra citada, a menudo nos encontramos con instituciones educativas que acuñan tecnologías más por moda o por el prestigio que esto tiene asociado, que por el aprovechamiento educativo que se obtiene de ellas, enfrentando al docente a la tarea de emplear y/o evaluar programas educativos sin contar con la suficiente preparación para ello. El sistema educativo de Galicia, objeto del presente trabajo, no es ajeno a estas deficiencias en la integración de las TIC en la educación, y en mayor o menor medida reproduce situaciones similares a las manifestadas en otras áreas geográficas. Así, nuestros centros educativos cuentan en la actualidad, y tras un gran esfuerzo de la administración educativa, con recursos de equipos informáticos y algunos

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programas para trabajar, pero que no son empleados con carácter mayoritario, o son mal empleados, por los docentes destinatarios, como se vio en el desarrollo de la investigación de la tesis. Esta inquietud es recogida en el Informe sobre o estado e a situación do sistema educativo en Galicia

– cursos 2002-2005 do Consello Escolar de Galicia [Consello Escolar de Galicia 06], donde se señala que la integración de medios en los procesos educativos está estrechamente ligada al conocimiento, actitudes y experiencia de los profesores. En este sentido, el trabajo que se presenta nos proporciona datos recogidos de nuestro entorno sobre los parámetros mencionados. Asimismo, como manifiesta el referido informe “la calidad de la formación del profesorado en medios es

una dimensión substancial a la que se le prestó una

escasa consideración” y continúa afirmando que “potenciar la formación para el uso didáctico y el

diseño de materiales constituirá un notorio avance en

el camino de la calidad educativa”; en este aspecto, con el trabajo que se presentó, se quiso, y creemos se consiguió, aportar información relevante sobre el perfil del profesor atendiendo a estos factores. El inicio de este trabajo de investigación se motivó a raíz de la percepción, por nuestra parte, de la situación descrita en el párrafo anterior y con las inquietudes y el ánimo de dar respuesta a las siguientes preguntas: • ¿Son ciertamente determinantes las nuevas posibilidades que ofrece la informática para una mejora de la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje? • ¿Cuáles son las barreras que impiden el uso eficiente de la informática en las tareas educativas? • ¿Se trata únicamente de un nuevo soporte digital sobre el que sustentar las prácticas educativas o supone la necesidad de un nuevo marco educativo? • ¿Se están dando los pasos necesarios de cara a un adecuado empleo de las nuevas herramientas tecnológicas en su aplicación en la enseñanza? Consideramos que las respuestas a estas preguntas requieren de una profunda reflexión, lo que implica que es imprescindible acercarse al proceso de enseñanza/aprendizaje y obtener allí la información necesaria. En base a ello realizamos los análisis e

investigaciones para la tesi. La información sobre el marco de desarrollo del trabajo, la hemos obtenido mediante la consulta de las obras de los autores que se referencian en el mismo. Exponemos los hechos significativos, para nuestro trabajo, siguiendo una estrategia de inventario [Tolchinski et al. 02:32], orientando el discurso hacia los puntos de interés particulares: el currículo y los docentes en el sistema educativo presencial no universitario. Para obtener la información de los dos estudios que aportamos: 1. sobre la integración de las TIC en los currículos del sistema educativo y, 2. sobre los docentes, se utilizaron dos estrategias metodológicas diferentes. En el primer caso, analizamos los documentos normativos y recogimos las intenciones educativas, que posteriormente clasificamos y cuantificamos atendiendo a las diferentes áreas/materias. La metodología que se empleó para el análisis de los contenidos curriculares, que denominamos MACC (metodología de análisis de contenidos curriculares), está basada en la metodología de análisis de contenido [Krippendorff 90]. Posteriormente, empleamos el método, que hemos denominado MACC-3X, que consiste en una taxonomía de clasificación para los contenidos de los currículos oficiales, atendiendo a la dimensión TIC, de manera que nos permitió realizar una cuantificación de dichos contenidos curriculares en función de las categorías diseñadas en el modelo. Para realizar la investigación sobre los docentes se empleó una metodología de corte cuantitativo. Se recogieron los datos mediante un instrumento consistente en un cuestionario dirigido a los docentes de todas las áreas/materias curriculares. Se trata, por tanto, de un estudio descriptivo, a través una encueta y empleando la técnica del cuestionario cerrado. Fue novedoso, por lo tanto, en el tema una contribución original al conocimiento en la línea que sugiere Tolchinski [Tolchinski et al. 02 p. 8] por tratarse de una novedosa investigación empírica sobre el Sistema Educativo de Galicia, que muestra la realidad de éste atendiendo al fenómeno de las Tecnología de la Información y de la Comunicación y aportando información descriptiva, fruto del análisis exhaustivo de los currículos y de los docentes.


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Tras la aparición de la LOE, en la que se han modificado los currículos de las etapas educativas objeto de nuestra investigación, no encontramos trabajos anteriores que analicen los currículos de manera tan exhaustiva y con el objetivo de cuantificarlos atendiendo al fenómeno TIC. Consideramos, por tanto, que se trata de un estudio original en nuestra Comunidad Autónoma, tanto por el alcance del mismo como por el momento en el que se realiza. De la revisión del marco político europeo, destacamos la importancia que se da a dos factores; por un lado, se hace una clara referencia a la integración curricular de las TIC y por otro, se demanda una actualización de los conocimientos de los docentes. Del marco político español, consideramos la situación expuesta en el informe Soto [MITYC 03:7], que existe un desarrollo importante de las infraestructuras y conectividad a Internet, e incluso se ha ido incrementando desde entonces, a través de los correspondientes planes de actuación, las dotaciones de material tecnológico a los centros. Sin embargo, consideramos y pretendemos constatar con el presente trabajo, el hecho de que siguen subsistiendo carencias significativas en cuanto a su uso dentro de los programas educativos. Así, recomendaba el referido informe, pasar del “aula de informática” a la “informática en el aula”, impregnando plenamente el sistema educativo con el uso de las TIC e impulsar un plan para formar a la población en cuestiones básicas relacionadas con las nuevas tecnologías. A este respecto, consideramos pertinente conocer cuál es la situación actual, atendiendo a esos factores que tienen una implicación directa en dos componentes curriculares: los contenidos y la metodología. La metodología está relacionada con el uso de las TIC en el sistema educativo, asimismo este uso de las TIC y la formación de la población en cuestiones básicas relacionadas con las nuevas tecnologías está vinculada con el componente curricular de los contenidos. Otra propuesta que recogemos del informe Soto, es la de impulsar dentro de cada escuela la formación de un grupo de profesores “impulsores” que puedan liderar la incorporación de las TIC en la misma [MITYC 03:26]; sobre este aspecto, consideramos pertinente conocer si se estaba actuando en esta línea y de qué manera se estaba haciendo.

El Ministerio de Educación, a través de las dos últimas leyes orgánicas que ha impulsado, ha ido introduciendo las directrices europeas en materia de capacidades y competencias que habían de desarrollarse mediante la adquisición de los contenidos curriculares, estructurados en conceptos, procedimientos y actitudes [Rul Gargallo et al. 07:78]. En este sentido, pretendemos contribuir aportando conocimiento relevante sobre cómo se recoge el fenómeno TIC en la normativa educativa. Del marco político gallego, como se desprende del seguimiento de los hechos expuestos, recogemos que las actuaciones de la administración educativa han ido enla línea de potenciar los dos aspectos necesarios, que señala Touriñan López [Touriñán López 2005:17], y que hemos expuesto anteriormente: por un lado la accesibilidad y por otro la receptividad. Así, hemos considerado que estas acciones tienen por finalidad potenciar la elaboración de materiales digitales por parte de los docentes, que parten de la asimilación previa de la tecnología que les permita generar, con dicha tecnología, aplicaciones de utilidad en las tareas docentes. Asimismo, consideramos el tercer aspecto, la flexibilidad que Touriñán vincula con la capacidad potencial del sistema tecnológico y de sus agentes de adaptarse, desarrollarse y autoperfeccionarse. Este aspecto lo consideramos vinculado con la finalidad de nuestro trabajo cuando pretendemos contribuir con información derivada de la indagación en los aspectos de la gestión y de la cultura de la institución escolar respecto a la nueva tecnología. También, dentro del marco gallego, consideramos de interés la evolución del proyecto webs dinámicas, ya que se trata de un proyecto encaminado al empleo de e-learning para la enseñanza presencial, empleando los recursos actuales, como la web 2.0, para impulsar el trabajo colaborativo. Dentro del marco escolar, destacamos los siguientes aspectos. Consideramos, como indica Gómez del Castillo Segurado, que “la informática por sí sola no es suficiente para producir buenos resultados en el

aprendizaje sino que estos dependen

fundamentalmente de el uso que el docente haga de

él, y de cómo lo integre en los diferentes contextos

educativos” [Gómez del Castillo Segurado, M.T. 00:146].

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Consideramos que son válidos y pertinentes los desarrollos del e-learning que no se sustentan en la presencialidad del profesor, coexistiendo así ambas figuras en el aula: el profesor virtual y el profesor humano tradicional. De esta manera, algunas de las funciones del profesor tradicional son embebidas en el sistema informático. Se hace, por tanto, necesario saber cuáles son las funciones pertinentes susceptibles de ser embebidas por el sistema informático y, en este caso, las repercusiones que este hecho tiene en el contexto educativo. De nuevo, consideramos y justificamos la necesidad de analizar el contexto educativo en su totalidad, teniendo como referencia al docente y las tareas que éste realiza. En este contexto, que estamos describiendo, consideramos que pasar del “aula de informática” a la “informática en el aula” supone un mayor compromiso del docente. Esto es así, debido a que supone integrar el computador en el proceso enseñanza/aprendizaje y en un escenario más próximo y cotidiano. Consideramos conveniente y necesario acercarnos a los procesos de enseñanza y aprendizaje para poder, desde esta óptica, comprender mejor lo que es la enseñanza asistida o mediada por computador, o lo que desde la informática se aporta a la educación. Así, consideramos, también, que debemos tener en cuenta los componentes del currículum en cualquier proyecto de Informática Educativa a nivel escolar. En este sentido destacamos, por su pertinencia, la metodología didáctica basada en el trabajo colaborativo, que es un referente dentro del marco curricular en el que nos movemos. Dentro del marco tecnológico queremos resaltar los siguientes aspectos. Consideramos las características, que recogen Kopler y Olivier [Kopler y Olivier, 04, citado en Hernández 2005], que deben cumplir las especificaciones para permitir describir modelos pedagógicos, de las cuales destacamos para los propósitos de nuestro trabajo, la descripción e integración de las actividades desarrolladas por el alumno y el cuerpo docente, soporte para un modelo de aprendizaje individual y grupal, soporte para modelos que no se basen puramente en un ambiente en línea, como el blended learning; debe ser pedagógicamente expresivo: la especificación debe además brindar la posibilidad de poder expresar el significado pedagógico de los elementos

involucrados; la especificación debe permitir que los recursos y actividades involucradas en un proceso de aprendizaje se adapten a las preferencias, necesidades, conocimiento previo o circunstancias de los involucrados, sean éstos alumnos, personal docente, o incluso la misma computadora. Así, consideramos también, que “para lograr software educativo con las condiciones deseadas, se deben

incorporar dentro de las fases de análisis y diseño,

aspectos didácticos y pedagógicos, es decir, el diseño

instruccional, de manera que faciliten y garanticen la

satisfacción de las necesidades educativas del

público al que va dirigido el software” [Gutiérrez Molina et al. 08:43]. Consideramos que, como expone García Peñalvo, “el campo del e-learning está en sus fases iniciales y le

falta un largo camino por recorrer hasta alcanzar su

madurez y consolidación. En este camino se

presentan interesantes retos y líneas de investigación

en el campo pedagógico y en el campo tecnológico,

enriqueciéndose cuando se produce una mezcla de

los intereses de ambos colectivos por conseguir unos

mejores productos, y empobreciéndose cuando los

actores de un extremo se empeñan en ignorar a los

del otro” [García Peñalvo 05] y continúa, destacando el papel del factor humano, “tampoco se puede ignorar el factor humano, que se convierte en la

pieza más importante cuando se quiere acometer una

estrategia basada en la e-formación. En un proceso

de enseñanza-aprendizaje ni las plataformas

tecnológicas, ni los modelos pedagógicos son el fin

sino el medio para conseguir el objetivo último del

proceso, esto es, aumentar el conocimiento y la

formación de las partes implicadas. De forma que se

tiene que tener presente que en los extremos de estos

medios se encuentran personas que han de creer en

los beneficios que pueden aportar estas soluciones.

Sin su aceptación, compromiso y entrega será

imposible que el e-learning triunfe en una

organización” [García Peñalvo 05]. Así, en referencia a la controversia manifestada por Griffiths, mencionada en un apartado anterior, destacamos que “en la educación presencial las intervenciones de los profesores pueden resolver esta contradicción” [Griffiths et al. 05:4]. Consideramos, también, que todavía queda un esfuerzo adicional que mediante un ajuste [Touriñán López 05:28] más fino, permita una eficaz


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integración [Sánchez 02] minimizando el esfuerzo de los docentes para adoptar dicha tecnología. En este sentido, la integración entre módulos software y entre software y plan de estudios es crucial para la adopción a gran escala de la tecnología en las escuelas. En este sentido, remarcamos la afirmación de Guàrdia Ortiz de que “la mera estandarización no es suficiente; la contextualización se hace

imprescindible en cualquier acción formativa y ésta

debe identificarse desde un principio” [Guàrdia Ortiz et al. 05:7]. Consideramos, con González Dacosta [González Dacosta 02:43], que a partir del diseño instruccional se puede acometer el desarrollo de cualquier entorno educativo basado en computador, que incorpore en los puntos adecuados, las actividades de ingeniería de software que deben llevarse a cabo en cada momento. En resumen, de la revisión que hemos hecho, se constata la repercusión que las TIC han tenido en la sociedad y, esta revisión, constituye un referente de las demandas, que desde los diferentes niveles que hemos considerado, se hacen con motivo de dichos cambios. Constatamos que la adopción de los productos desarrollados por el sector de la informática ha producido efectos importantes, incluso transformadores, en la sociedad. Estas manifestaciones de la sociedad, en concreto las originadas en el ámbito educativo, se deben analizar desde el ámbito de los desarrolladores de las TIC como información de retorno: desde la sociedad hacia la ciencia e ingeniería informática; en nuestro particular ámbito de aplicación, la educación, debe ser analizada y tenida en cuenta en el área de la Informática Educativa, como información de retorno. Consideramos, en definitiva, y como implicación en el área de la Informática Educativa, que se hace necesario conocer el contexto educativo y las demandas del mismo para diseñar y adaptar los desarrollos informáticos a dicha realidad. Se trata de aplicar, siguiendo a Vaquero Sánchez, la “visión de un informático” sobre el proceso enseñanza-aprendizaje en el contexto educativo. 7. La Informática educativa en otros entornos (Portugal) El resultado del documento atendicho, llevo a realizar trabajos similares, pero desde otras ópticas de investigación en otros países, concretamente en

Portugal, en la tesis de José Paulo Machado tuvo como objetivo principal conocer y diagnosticar la situación real de la informática y por extensión la de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en el sistema educativo portugués, en los grados de la enseñanza preuniversitaria, teniendo como centro de atención los docentes y su perfil académico y profesional, no solamente las materias y su conexión como habíamos hecho en España. Con este enfoque, destacamos dos vertientes de investigación consideradas relevantes para identificar un conjunto de “estrategias para una utilización eficaz de las TIC en la enseñanza preuniversitaria en Portugal”: La primera vertiente estaba relacionada con el perfil del docente y las respectivas competencias académicas y profesionales en TIC: los objetivos fueron, pues, analizar y cuantificar el perfil, las competencias en materia de informática en los diversos grados de enseñanza preuniversitaria, y en qué medida este perfil contribuye para la calidad de la integración de las TIC en la enseñanza. La segunda vertiente estaba relacionada con la situación real de los docentes frente a la utilización de las TIC en un contexto educativo: los objetivos fueron conocer y diagnosticar la situación del docente, atendiendo al fenómeno de las TIC. Nos centramos en el profesor como agente fundamental en el proceso de la integración de las TIC en el sistema educativo y como principal usuario de las herramientas aplicadas a la enseñanza presencial. Se identificaron las necesidades resultantes de los estándares observados en la utilización de los recursos de informática disponibles para estos profesores, teniendo en cuenta su perfil y competencias. Se proporciono con esta investigación un conjunto de estrategias especificas y concretas al nivel de la administración central, de las instituciones de enseñanza y formación, y del informático. Por un lado, estas estrategias sirven para corregir las fallas identificadas en la definición del perfil académico y profesional del docente preuniversitario. Por otro lado, y atendiendo a la situación real de los docentes en materia de informática, se consideran un conjunto de etapas en el diseño y desarrollo de herramientas informáticas para que estas sean utilizadas de forma eficaz en educación.

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8. Otras derivaciones de la investigación desde

el ámbito educativo informático El desarrollo del trabajo del grupo nos ha llevado a continuar investigando en el desarrollo de nuevas formas de crear herramientas informáticas realmente útiles para la educación, atendiendo a la investigación que hemos realizado, somos capaces de crear entornos que realmente pueden ser útiles al docente y al alumnos. Por tanto, fuera del ámbito de la revista, se han desarrollado métodos para normalizar el proceso de desarrollo del software, crear métodos que permitan la correcta encriptación y apertura de material, es decir su ocultación modificada y su apertura controlada. Hemos procurado, también, el desarrollo de métodos objetivos de desarrollo de software orientado a objetos que pueda controlar eficazmente el funcionamiento de los entornos educativos desde la óptica de máquinas virtuales y persistentes, también nos hemos preocupado de que todo pueda converger hacia objetos de aprendizaje realmente útiles (para lo que se está cerrando una tesis doctoral), u métodos de enseñanza virtual, al estilo compartido (blended) pero basada en entornos virtuales puros (avatares, SecondLife etc.), que nos ha llevado, también a su aplicación en entornos industriales en los que se ha visto la utilidad de la aplicación de métodos de visualización, aplicación, seguimiento, coordinación, que siendo válidos en la informática educativa son aplicables a entornos industriales complejos redundando en la calidad del control de las instalaciones industriales y la forma en que estas son percibidas por sus propios usuarios. 9. Conclusiones

Como grupo dedicado a la informática educativa, hemos y estamos investigando y desarrollando material, siempre basados en la utilización de datos reales que nos permiten, realizar herramientas que son realmente útiles en los entornos para los que estamos trabajando, por lo tanto en nuestro futuro sigue estando la informática educativa como base de la realización de todo nuestro quehacer diario. La aplicación de metodologías novedosas, sin miedo a las pruebas y al test final “el buen hacer educativo” asistido por computador es nuestro fin principal.

Referencias

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[Riesco 09] Riesco Yrusta, D. E. ; “Formalizado de la automatización de la administración del proceso de desarrollo de software”; Tesis Doctoral, director; Pérez Cota, M.; 2009.

[Vilan 09] Vilán Crespo, L; Integración real de la informática en el sistema educativo no universitario de Galicia. Impliaciones, problemática actual y aportaciones para la contextualización y desarrollo de la informática educativa”, Tesis Doctoral, director: Pérez Cota, M; 2009.

Monográfico Informática Educativa

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