Software de Simulacin aplicado aentornos de e-learning

2009

Laboratorio de Investigacin de SoftwareUniversidad Tecnolgica Nacional

Facultad Regional Crdoba

Titulo del Proyecto

Software de Simulacin aplicado a entornos de e-learning

Aclaracin

El presente proyecto se enmarca dentro de las actividades a desarrollar por el grupo

Simul, el cual dirigir sus esfuerzos en alcanzar los objetivos descriptos en el presente.

Tema-Problema

Educacin virtual - Desarrollos para los procesos de enseanza aprendizaje y para la

transferencia de conocimientos en las disciplinas cientficas y tecnolgicas - Desarrollo

de software

Director/a

Cardenas, Marina Elizabeth

Lugar de trabajo

Universidad Tecnolgica Nacional - Facultad Regional Crdoba - Laboratorio de

Investigacin de Software.

Descripcin del problema-tema abordado

Los modelos de simulacin por computadora permiten reproducir de manera realista y

detallada la naturaleza de procesos tecnolgicos, situacionales y aspectos de la vida

cotidiana que, en ocasiones, resultan de difcil comprensin empleando herramientas

didcticas convencionales. La posibilidad de explorar un entorno grficamente

atractivo, pero gobernado por reglas complejas susceptibles, hasta cierto, punto de

manipulacin - favorece una situacin de enseanza-aprendizaje radicalmente

innovadora y consecuente con numerosos postulados de la Pedagoga Interactiva.

En el presente proyecto se pretende desarrollar un software que permita construir

modelos informticos del comportamiento de sistemas, que por su complejidad no

pueden abordarse ni analtica ni numricamente. Dicho software est orientado a

ctedras de Modelos y Simulacin de carreras universitarias con orientacin a la

Informtica, con el objetivo fundamental de lograr que los alumnos puedan interactuar

con dicho software para reforzar y poner a prueba sus conocimientos adquiridos en la

materia, como as tambin, en el transcurso de su carrera universitaria. Dicha

experimentacin permitir que el alumno pueda extraer conclusiones acerca de los

conceptos adquiridos, como as tambin, tomar decisiones sobre la base de un marco

prctico (a travs del software) y un marco terico (por medio de material terico que

complementar las actividades prcticas) que le ayudar a resolver los problemas

planteados, implementar modelos para la resolucin de problemas y analizar sus

causas-efectos y alternativas de solucin.

Para ello, se pretende implementar el software en un entorno de e-learning que

soporte el proceso de aprendizaje a travs de simulaciones de problemas de la vida

real, dentro de un marco terico que permitir establecer los fundamentos

subyascentes de la aplicacin de la metodologa de simulacin.

Objetivos

Objetivo General:

Desarrollar un software de Simulacin para aplicacin de los conocimientos de los

alumnos en un entorno de e-learning para ctedras de Modelos y Simulacin de

carreras orientadas a la Informtica.

Objetivos Especficos:

Que el estudiante logre comprender los conceptos de modelos y simulacin.

Que desarrolle la capacidad de determinar las posibilidades de aplicacin de

los conceptos de simulacin en sistemas de informacin.

Motivar hacia la investigacin y el anlisis de situaciones de la realidad.

Identificar y saber aplicar distintos mtodos de recoleccin de informacin para

la generacin de distribuciones de probabilidad en funcin de datos de la realidad.

Que el alumno adquiera los conocimientos necesarios para disear un proceso

de simulacin completo, trasladando el modelo a programas de computacin.

Fomentar la implementacin de la simulacin de modelos y sistemas como una

metodologa para emprender proyectos de desarrollo de sistemas, principalmente en

entornos complejos.

Que el estudiante logre, mediante la simulacin por computadora:

* Resolver ejercicios de simulacin de sistemas discretos y continuos.

* Aplicar la tcnica de Montecarlo para la resolucin de diversos

problemas.

* Resolver problemas de simulacin de sistemas dinmicos con los que se

puede enfrentar en la vida profesional.

Etapas previstas para el proyecto y breve descripcin de la metodologa

La metodologa de desarrollo del software se basa principalmente en las etapas

mencionadas mas abajo con la utilizacin de UML (Lenguaje de Modelado Unificado)

para la especificacin de requerimientos, sin embargo, el desarrollo del entorno de

simulacin, estar basado en diferentes tcnicas propias de la simulacin de modelos,

segn las caractersticas de los problemas a representar. Las etapas involucradas en

el proyecto, son:

- Investigacin de programas acadmicos de ctedras de Modelos y Simulacin de

carreras universitarias orientadas a la informtica de Argentina.

- Definicin de reas y temas a modelar segn los programas investigados.

- Benchmarketing de herramientas de e-learning.

- Modelizacin del software de e-learning.

- Implementacin del software.

- Pruebas internas del software.

-Pruebas de campo en ctedras de Modelos y Simulacin en diversas universidades

de Argentina.

La metodologa tambin est basada en el modelo MARS (Modelo - Asociacin -

Representacin - Escenario) que propone cuatro espacios de trabajo para la

concepcin y el desarrollo de una simulacin educativa:

El espacio modelo: En este espacio, se hace la descripcin abstracta del

sistema a simular. El modelo define tanto la parte esttica como la parte dinmica del

sistema. Para esto se utilizan propiedades, mtodos y un diagrama de estados y

transiciones.

El espacio representacin: En este espacio, se define la interfaz de la

simulacin. La interfaz se compone de objetos de interaccin y de objetos decoracin.

Los objetos de interaccin, se definen por su visualizacin y su comportamiento. Al

igual que el modelo, su comportamiento se define con propiedades, mtodos y un

diagrama de estados y transiciones.

El espacio asociacin: este espacio permite definir las relaciones existentes

entre el modelo y su presentacin. A travs de las asociaciones, el modelo informa a la

interfaz de los cambios ocurridos y a su vez la interfaz informa al modelo cuando el

alumno ha actuado sobre la interfaz.

El espacio escenario: en este espacio, se definen los ejercicios que el alumno

puede realizar con la simulacin y la orientacin asociada a cada uno de ellos.

Resultados esperados

Entre los resultados que esperamos obtener, se pueden mencionar los siguientes:

- Un sistema Web de e-learning.

- Software de Simulacin embebido en el sistema Web de e-leaning.

- La aplicacin ser desarrollada en el lenguaje JAVA y por ello resulta portable a

distintas plataformas. En el campo del modelado y simulacin es muy interesante

contar con una herramienta flexible que a partir de una amplia biblioteca de bloques

funcionales que permita realizar modelos a base de conectar bloques funcionales.

Impacto esperado de los resultados de la investigacin en la resolucindel problema abordado, en el desarrollo econmico- social y la

generacin de nuevas tecnologas en el futuro inmediato

Se espera que el desarrollo de este software, permita que los alumnos puedan

realizar:

1) Bsqueda y representacin de la informacin: El punto de partida es siempre el

conocimiento de los elementos esenciales del modelo; interface grfica, variables,

objetivos, recursos, etc. Para ello, los alumnos debern buscar informacin sobre el

simulador y, con frecuencia, sobre la realidad simulada, adaptndola posteriormente a

la trama representacional prescrita en el modelo simulado.

2) Comprensin e integracin del conocimiento. Existen numerosas evidencias sobre

el papel de los simuladores en la produccin de aprendizajes significativos mediante la

manipulacin directa y exploracin del modelo virtual, lo que establece que lo alumnos

aprenden mejor a travs de lo que hacen, construyen y comparten.

3) Procesos de toma de decisiones. Una de las grandes ventajas de los simuladores

radica en el hecho de poder someter a prueba el resultado de las decisiones. Los

mltiples parmetros que modulan dinmicamente el comportamiento del sistema

artificial, se articulan en base a una matriz compleja, repleta de escenarios alternativos

de problemas y soluciones.

4) Trabajo cooperativo. Contribuye a un conocimiento ms detallado de la realidad

simulada a partir de la interaccin entre alumnos.

5) Interdisciplinariedad. Muchos de los problemas abordados en los simuladores

rebasan el mbito de una materia concreta lo cual propicia una integracin entre los

contenidos de diferentes ctedras.

Impacto que pudiera tener la investigacin propuesta en la generacin de

conocimiento, en la disciplina y/o rea de investigacin

Uno de los principales problemas para la integracin de la computadora en las aulas,

ya se a nivel universitario, terciario, etc. es la falta de materiales educativos

computarizados adecuados para resolver los problemas de enseanza-aprendizaje

que el docente encuentra diario. Este problema, tiene orgenes diversos. Muchas

veces la produccin de dichos materiales no responde a necesidades especficas sino

a problemas generales. De otra parte, los materiales producidos son completamente

cerrados, el docente no puede modificarlos para adaptarlos segn el problema de

aprendizaje que se le presenta.

La integracin de software educativo, como las simulaciones, en un entorno de e-

learning, permitir la incorporacin de la tecnologa informtica a las aulas

universitarias, con el objetivo de aportar una herramienta que favorezca el desempeo

profesional de los alumnos, ya que podrn experimentar en entornos que representan

la realidad, a travs de modelos de la misma, pero de una forma mas interactiva y

constructivista.