| Diseño e implementación de objetos de aprendizaje basado en tecnologías estándares para diseñar e-l |
 |
 |
 |
| Revista Cognición nº 11 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE OBJETOS DE APRENDIZAJE BASADO EN TECNOLOGÍAS ESTÁNDARES PARA SOPORTAR E-LEARNING Mag. Daniel José Salas Álvarez This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it Esp. Harold Dionisio Bula Herazo This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it Esp. Pierre Augusto Peña Salgado This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it Profesores del Departamento de Informática Universidad de Córdoba Colombia RESUMEN El propósito de este trabajo es mostrar cómo es posible diseñar e implementar objetos de aprendizajes basados en tecnologías estándares, tal como LTSA (Learning Technology Systems Architecture),la especificación IMS content packing y metadatos de objetos de aprendizaje (IMS-METADATA),como base fundamental para la construcción de ambientes de aprendizajes soportados en Internet que se caractericen por ser intereoperables, reusables, escalables y de fácil mantenimiento. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE OBJETOS DE APRENDIZAJE RESUMEN El propósito de este trabajo es mostrar cómo es posible diseñar e implementar objetos de aprendizajes basados en tecnologías estándares, tal como LTSA (Learning Technology Systems Architecture),la especificación IMS content packing y metadatos de objetos de aprendizaje (IMS-METADATA),como base fundamental para la construcción de ambientes de aprendizajes soportados en Internet que se caractericen por ser intereoperables, reusables, escalables y de fácil mantenimiento. 1. INTRODUCCIÓN Las tecnologías educativas estándares están soportadas en abstracciones de alto nivel o arquitecturas (componentes básicos y su interacción con otros sistemas) que representan a toda una gama diversa de implementaciones prácticas, en este sentido las iniciativas que lidera la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) y que además agrupa importantes sectores, tanto académico, como del sector productivo, donde también participa de manera activa la comunidad científica en general, interesada en generar resultados claves en torno a la estandarización de tecnologías educativas, de tal manera que permitan lograr:
Bajo estos aspectos se ha desarrollado la arquitectura LTSA[3], que es una visión amplia de diseño e implementación que orienta de manera global los núcleos fundamentales dentro de la cual pueden desarrollarse plataformas educacionales sólidas y confiables. El objetivo de esta investigación es obtener objetos de aprendizajes bajo los parámetros que posibilitan la interoperabilidad, reusabilidad y facilidad de mantenimiento y que estén desarrollados teniendo en cuentas las características de los aprendices como factor importante de éxito. Este documento está estructurado de la siguiente forma, en una primera parte se encuentra esta introducción, posteriormente se describe la problemática, en una tercera, cuarta y quinta parte se describe el marco teórico y estado del arte que fundamenta esta investigación, en una sexta y séptima parte, se presenta el diseño e implementación de objetos de aprendizaje y finalmente se presentan las conclusiones y la bibliografía que sustenta este trabajo. 2. ANTECEDENTES El diseño e implementación objetos de aprendizaje para apoyar procesos de enseñanza-aprendizaje, soportados en la web o desarrollados bajo lenguajes comerciales como Delphy, C++ y Visual Basic, en general evidencian las siguientes dificultades: aplicaciones que no son interoperables, poca capacidad de reusabilidad, mantenimiento costoso, aplicaciones no escalables y lenta recuperación de información. Estos inconvenientes han permitido que la industria del software, instituciones universitarias y organizaciones como la IEEE, lideren a través de comités técnicos soluciones que permitan a corto, mediano y largo plazo hacer sostenible el e-learning, es por ello que hoy se cuenta con arquitecturas(LTSA), especificaciones (IMS-CONTENT PACKING[6], IMS-METADATA[7]) y herramientas que potencian de manera significativa el desarrollo de la tecnología educativa. 3. MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE La arquitectura LTSA, es un esfuerzo importante de la IEEE-LTSC (Institute of Electrical and Electronic Engineers –Learning Technology Standards Committee), dentro del proyecto 1484, con el apoyo de importantes instituciones que permiten definir una visión de análisis, diseño e implementación de alto nivel y que través de sus componentes cubre una gama amplia de sistemas, comúnmente conocidos como tecnología de aprendizaje y entrenamiento basado en el computador, sistemas de apoyo de representación electrónicos, enseñanza asistida por computador, tutoriales inteligentes, tecnología de entrenamiento y educación. La arquitectura LTSA, provee un marco de trabajo para entender los sistemas existentes y futuros, promueve la reusabilidad, interoperabilidad y portabilidad para sistemas de aprendizaje, incorpora un horizonte técnico (aplicabilidad) de por lo menos 5-10 años mientras permanece adaptable a las nuevas tecnologías y sistemas de tecnología de aprendizaje. El LTSA no es ni prescriptivo ni exclusivo. Muchos sistemas pueden satisfacer los requisitos de la especificación LTSA aunque no proporcionen todos los componentes o tengan diseños diferentes. 3.2 Componentes de la arquitectura LTSA En la arquitectura LTSA se destacan tres niveles de abstracción, agrupados en cinco capas donde se hace especial relevancia a:
Un esquema de este nivel conceptual, se refleja en la capa tres de LTSA, tal como se muestra en la siguiente figura. Figura 1. Contexto de Interacción en LTSA. El tercer nivel de abstracción, se encuentra establecido en la capa cinco de LTSA y describe los componentes requeridos a nivel de hardware y software, de igual manera se ofrecen lineamientos concretos de las características que deben tener estos componentes para una apropiada confiabilidad en los sistemas a implementar. 4. ESTÁNDARES EN METADATOS DE OBJETOS DE APRENDIZAJE Un metadato, comúnmente es definido como información acerca de la información y La especificación de metadatos de objetos de aprendizaje, LOM (por sus siglas en inglés Learning Object Metadata) IEEE 1484.12.1 define un objeto de aprendizaje como “una entidad digital o no digital que puede ser usada para el aprendizaje, educación o entrenamiento” [5]. En la actualidad entre los estándares existentes centrados principalmente en el desarrollo de metadatos de contenidos de aprendizaje se destacan Learning Object Metadata (LOM) que es más elaborado y está diseñado específicamente para soportar metadatos relacionados con el aprendizaje y también el consorcio de aprendizaje global IMS (IMS Global Learning Consortium, Inc., ha credo un estándar de gran aceptación conocido como IMS-Metadata[2][7] y está basado en LOM. La estructura de IMS-METADATA, describe los objetos de aprendizajes mediante sesenta (60) atributos agrupados en nueve (9) categorías:
Es importante anotar que la implementación de metadatos de objetos de aprendizaje se realiza sobre los recursos de aprendizaje (ver figura 1), es decir en la capa tres de LTSA, este componente debe almacenar los recursos de aprendizaje basada en la estructura de IMSMETADATA. 5. ESTÁNDARES PARA LA ORGANIZACIÓN DE LOS OBJETOS DE APRENDIZAJE El modelo de información de empaquetamiento del contenido IMS (IMS Content Packing) describe las estructuras de los datos que son usadas para suministrar interoperabilidad de los contenidos basados en Internet, con las herramientas de creación de contenido, sistemas de administración de aprendizaje (learning management systems-LMS) y ambientes de run time. El objetivo del modelo de empaquetamiento de contenido con IMS es definir un conjunto estandarizado de estructuras que se pueden usar en el intercambio de contenido (objetos de aprendizaje). Estas estructuras suministran las bases para la unión de datos estandarizados que permita a los desarrolladores de software, crear material de instrucción que interopere junto con herramientas de autoría, LMS y ambientes de run time que hayan sido desarrollados independientemente por varios productores de software. La estructura de empaquetamiento de contenido que ofrece IMS Content Packing[7] se representa a través de un archivo o documento XML (Extensible Markup Language) denominado IMS MANIFIEST que tiene la siguiente organización. 6. DISEÑO DE OBJETOS DE APRENDIZAJE Para conocer las dificultades, con el cual, se definiría el punto de partida para el diseño e implementación de objetos de aprendizaje basado en tecnología estándares, se tomó la asignatura Programación de Computadores de la Licenciatura en Informática y Medios Audiovisuales de la Universidad de Córdoba y se aplicó una prueba a los 23 estudiantes inscritos en el curso en dónde, el paradigma de la programación orientado a objetos es de gran importancia, para realizar aplicaciones software con fines educativos. Dicha prueba buscaba conocer el nivel de conocimiento en conceptos tales como: Objeto, Clase, Encapsulación, Herencia y Polimorfismo. En los resultados de la prueba, tabulados en la tabla 1, se aprecia el alto índice de desaciertos en el análisis de cada concepto. Las hipótesis sintetizadas en la prueba, se resumen a continuación:
Tabla 1. Resultados de las pruebas sobre conceptos básicos de programación orientada a objetos.
De forma gráfica se pueden representar los resultados de la prueba de la siguiente forma:
Un factor clave de éxito en el diseño de objetos de aprendizaje es conocer las características generales de la población objetivo, tal como edad, sexo, nivel de conocimiento, preferencias, discapacidades y otro aspecto de interés en el diseño de objetos de aprendizaje que se ha tenido en cuenta, son los estilos de aprendizaje y estos se definen como: “los rasgos cognitivos, afectivos y fisiológicos que sirven como indicadores relativamente estables, de cómo los aprendices perciben, interactúan y responden a sus ambientes de aprendizaje” [8]. Dado que son muchos los comportamientos presentados por los estudiantes dentro y fuera de las aulas de clase, las teorías de estilos de aprendizaje ofrecen un marco conceptual para entender cómo se relacionan los comportamientos con la forma en que aprenden los estudiantes. Este hecho es útil y puede ser eficaz para desarrollar modelos de enseñanza – aprendizaje. Por ejemplo, en la teoría de estilos de aprendizaje de Richard Felder[4], se clasifica el estilo preferido de aprendizaje de un individuo en cinco dimensiones. (Ver tabla. 2). Tabla. 2 Cuadro de las dimensiones de estilos de aprendizaje de Felder Cada fila de la tabla 2, representa una dimensión de aprendizaje. Por ejemplo si se ubica a un estudiante o a un profesor en la escala Activo-Reflexivo de la dimensión Procesamiento, se puede conocer si les gusta participar activamente en el proceso de enseñanza-aprendizaje, o si prefieren observar y pensar acerca de algo. Si se coloca a los profesores o estudiantes en otras dimensiones se puede obtener más información. Figura 4: Resultados de las pruebas de Felder:
Los resultados del test de Felder muestran las preferencias de los estudiantes, reflejándose, las siguientes tendencias:
Estos resultados dieron una orientación acerca del diseño del material a utilizar en los cursos y el tipo de instrucción que les permitiría satisfacer las preferencias de la mayoría de los estudiantes. 7. IMPLEMENTACIÓN DE OBJETOS DE APRENDIZAJE Para la implementación de los objetos de aprendizaje se han tenido en cuenta las siguientes herramientas, Flash, Reload Editor[1] y Reload SCORM Player[1], esta última integra la versión 4.1.18 del servidor Apache- Tomcat. Los objetos de aprendizaje, están estructurados en forma de árbol, lo que facilita de manera considerable la ubicación y navegación en la lecciones, donde se tratan con especial atención los temas de objetos, clases, encapsulamiento, herencia y polimorfismo, siendo coherentes con la problemática de los aprendices, sus características generales y sus estilos preferido de aprendizaje, la cual hizo necesario tener en cuenta la construcción de multimedios, como imágenes, sonido, vídeo y animaciones, además de la disposición de ejemplos y ejercicios desarrollados en java. Con la herramienta Reload editor, se establece la estructura del curso, la generación del archivo MANIFIEST, en conformidad con IMS CONTENT PACKING, además se define para cada objeto de aprendizaje los metadatos correspondientes, tal como se observa en la siguiente figura Figura 5. Estructura del curso en conformidad con CONTENT PACKING e IMS -METADATA Después se utiliza la herramienta Reload Socorm Player, para iniciar el servidor Apache Tomcat y lograr la publicación del curso que tiene la organización que muestra la figura 4. Figura 6. Publicación del Curso. La siguiente pantalla muestra uno de los conceptos básicos de la programación orientada a objetos tratados en el curso. Figura 7. Concepto de clases en POO.
CONCLUSIONES Esta investigación muestra como es posible construir objetos de aprendizaje para apoyar procesos de aprendizaje, lográndose:
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
|
